海上大型靜載荷試驗(yàn)平臺(tái)搭設(shè)方法及注意事項(xiàng)

劉　釗，鄒一波，黎雙邵

（中交天津港灣工程研究院有限公司，天津300222）

海上大型靜載荷試驗(yàn)平臺(tái)搭設(shè)方法及注意事項(xiàng)

劉釗，鄒一波，黎雙邵

（中交天津港灣工程研究院有限公司，天津300222）

搭好試驗(yàn)平臺(tái)是保障海上大型靜載荷試驗(yàn)成功的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)工程的現(xiàn)場(chǎng)情況采用合適的搭設(shè)方法，有助于更安全、快捷的搭設(shè)試驗(yàn)平臺(tái)。文章總結(jié)了各類平臺(tái)的搭設(shè)方法，便于在實(shí)際工程中選取，為海上靜載荷試驗(yàn)的安全、順利進(jìn)行提供參考。

靜載荷；試驗(yàn)平臺(tái)；搭設(shè)方法

0　引言

隨著造船技術(shù)的發(fā)展，船舶噸位越來(lái)越高，碼頭泊位承載能力要求也越來(lái)越高。新碼頭的建設(shè)、新樁型的采用都需要進(jìn)行單樁靜載荷試驗(yàn)，在海上進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)需要搭設(shè)試樁平臺(tái)[1-3]。

相關(guān)規(guī)范對(duì)試樁平臺(tái)的搭設(shè)提出了要求，并沒(méi)有搭設(shè)方法的敘述，其它書籍資料中也未見(jiàn)關(guān)于海上試樁平臺(tái)搭設(shè)方法的總結(jié)。但試樁平臺(tái)的搭設(shè)關(guān)系到靜載試驗(yàn)的安全、順利進(jìn)行，是海上靜載荷試驗(yàn)保障的重要環(huán)節(jié)。本文以工程實(shí)踐為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地總結(jié)了海上大型靜載荷試驗(yàn)平臺(tái)的搭設(shè)方法，能夠?yàn)椴煌こ虠l件下試樁平臺(tái)的選取及搭設(shè)提供參考。

大型海上靜載荷試驗(yàn)平臺(tái)搭設(shè)主要包括平臺(tái)支撐搭設(shè)、支撐梁的搭設(shè)、平臺(tái)的頂面搭設(shè)、平臺(tái)的附屬設(shè)施搭設(shè)四部分。平臺(tái)不得與試驗(yàn)樁或基準(zhǔn)樁相連，其高程應(yīng)考慮水位和風(fēng)浪等的影響，平臺(tái)至少高于當(dāng)月最高潮位50 cm。應(yīng)設(shè)置護(hù)欄、人行爬梯、安全標(biāo)識(shí)和信號(hào)燈等[4]。

1　平臺(tái)支撐方式

試樁平臺(tái)利用錨樁為支撐固定在錨樁上，試驗(yàn)樁和觀測(cè)樁處于自由狀態(tài)。錨樁支撐試樁平臺(tái)的方式有5種：夾樁木式、扁擔(dān)挑式、彎鉤吊式、鐵抱箍式、牛腿式支撐方式。按樁型來(lái)選，前4種基本適用各種材質(zhì)樁型，焊牛腿只適用于鋼管樁。按結(jié)實(shí)和牢靠程度分：焊牛腿最結(jié)實(shí)，鐵抱箍次之，扁擔(dān)挑和彎鉤吊再次之，夾樁木最次之。焊牛腿支撐方式海上作業(yè)時(shí)間最長(zhǎng)，扁擔(dān)挑次之，使用彎鉤吊再次之，鐵抱箍和夾樁木再次之。

1.1夾樁木支撐

夾樁木支撐方式是利用夾樁木來(lái)承受平臺(tái)本身重量及平臺(tái)上的荷載，采用夾樁木支撐方式的優(yōu)點(diǎn)是便于現(xiàn)場(chǎng)操作。在陸地加工好木方，與樁接觸的面加工成一定的弧度，穿好螺桿螺栓，拿到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)好位置擰緊螺栓即可。夾樁木支撐方式現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果見(jiàn)圖1。由于木方較輕，便于現(xiàn)場(chǎng)工人操作。夾樁木支撐方式的缺點(diǎn)是沒(méi)有充分發(fā)揮材料的性能。因?yàn)槟绢^耐壓不耐剪，木頭在夾樁木支撐方式中卻是受剪。夾樁木支撐方式能承受的力也較小，牢靠性要較其它支撐方式差一些。采用夾樁木支撐方式也需要注意安全問(wèn)題，曾經(jīng)有工地采用夾樁木支撐方式，一場(chǎng)臺(tái)風(fēng)過(guò)后夾樁木幾乎都掉入海中。夾樁木支撐方式適用于各類樁型。

圖1　夾樁木支撐方式Fig.1 Timber supports clamped to a pile

1.2扁擔(dān)挑支撐

扁擔(dān)挑支撐方式是在錨樁的2個(gè)對(duì)面開(kāi)槽，將槽鋼雙拼焊成的“扁擔(dān)”放入槽中，“扁擔(dān)”兩頭用長(zhǎng)螺栓吊上雙拼槽鋼焊接的縱梁。扁擔(dān)挑支撐方式現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果見(jiàn)圖2。

圖2　扁擔(dān)挑支撐方式Fig.2 Carrying-pole support

采用扁擔(dān)挑方式應(yīng)注意螺帽在海上風(fēng)浪作用下可能晃出螺桿，曾經(jīng)有工地發(fā)生過(guò)螺帽晃掉的情況，保險(xiǎn)的方式是將螺桿的下端與螺帽焊死。扁擔(dān)挑支撐方式適合于鋼管樁。

1.3彎鉤吊支撐

彎鉤吊支撐方式是扁擔(dān)挑支撐方式的一種小的變形。彎鉤吊支撐方式不用在錨樁上開(kāi)槽，用長(zhǎng)螺栓吊上槽鋼焊接的縱梁，螺桿上部彎起來(lái)鉤在錨樁上。彎鉤吊支撐方式現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果見(jiàn)圖3。采用彎鉤吊支撐方式和扁擔(dān)挑方式一樣應(yīng)注意螺帽在海上風(fēng)浪作用下可能晃出螺桿，保險(xiǎn)的方式是將螺桿的下端與螺帽焊死。彎鉤吊支撐方式還應(yīng)注意處理好上面的彎鉤，使鉤子能牢牢鉤住而不被晃掉。彎鉤吊支撐方式適合管樁搭設(shè)平臺(tái)，無(wú)論是鋼管樁還是混凝土管樁。

圖3　彎鉤吊支撐方式Fig.3 Hook hanging support

1.4鋼抱箍支撐

鋼抱箍支撐方式是在陸上加工好鋼抱箍，將鋼抱箍運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)對(duì)好位置標(biāo)高，插入螺桿，擰緊螺栓就可以了。鋼抱箍支撐方式現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果見(jiàn)圖4。鋼抱箍能充分發(fā)揮鋼材的受力性能，承載能力比夾樁木支撐方式大多了。鋼抱箍支撐方式適合管樁搭設(shè)平臺(tái)，無(wú)論是鋼管樁還是混凝土管樁。

圖4　鋼抱箍支撐方式Fig.4 Steelhoop clam ping

1.5牛腿支撐

牛腿支撐方式是在錨樁上焊牛腿?，F(xiàn)場(chǎng)操作上牛腿支撐方式相較其它支撐方式操作復(fù)雜，它需要在現(xiàn)場(chǎng)焊牛腿，因此需要現(xiàn)場(chǎng)具備發(fā)電機(jī)和電焊機(jī)。這是一種最牢靠最結(jié)實(shí)的平臺(tái)支撐方式。如果試樁平臺(tái)靜載試驗(yàn)完成后，還需長(zhǎng)時(shí)間使用平臺(tái)就應(yīng)該考慮采用牛腿支撐平臺(tái)方式。牛腿支撐方式現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果見(jiàn)圖5。焊牛腿應(yīng)注意以下事項(xiàng)：風(fēng)浪較小時(shí)，將發(fā)電機(jī)和電焊機(jī)放在方駁上，通過(guò)夾樁木支撐供施工人員操作；風(fēng)浪較大或試樁區(qū)域無(wú)較大方駁時(shí)，可在樁頂上放置鋼板供發(fā)電機(jī)和電焊機(jī)放置，從樁頂下放吊籃，施工人員在吊籃中操作，保障操作人員的安全。牛腿支撐方式適合于各類鋼樁。

圖5　焊牛腿支撐方式Fig.5 W elded corbelsupport

2　平臺(tái)支撐框架

平臺(tái)支撐框架是錨樁上的支撐搭好后，搭設(shè)受力的鋼梁。搭設(shè)受力的鋼梁主要考慮平臺(tái)本身重量和平臺(tái)荷載，應(yīng)該核算強(qiáng)度和剛度。海上試樁平臺(tái)荷載實(shí)際并不大，主要為安裝試驗(yàn)設(shè)備時(shí)的安裝人員重量和試驗(yàn)平臺(tái)上的試驗(yàn)設(shè)備重量?？v梁跨距大，應(yīng)該選剛度大的工字鋼或槽鋼，一般選40的槽鋼雙拼（或選用40a工字鋼做縱梁），上面再鋪1層工字鋼做橫梁。平臺(tái)框架采用工字鋼和槽鋼雙拼均可，但也要根據(jù)平臺(tái)支撐方式考慮采用哪種型鋼，如采用扁擔(dān)挑和彎鉤吊支撐方式則采用雙拼槽鋼做平臺(tái)支撐框架，其它平臺(tái)支撐方式則采用工字鋼和雙拼槽鋼均可。

3　平臺(tái)面層

平臺(tái)面層可選用木板面層和鐵板面層。如選用木板面層則在平臺(tái)支撐框架上鋪50 mm×50 mm方木，間距400 mm；方木上面鋪50mm厚的木板。如選用鐵板面層則在平臺(tái)支撐框架上直接鋪上薄鐵板，考慮平臺(tái)上荷載選用鐵板厚度，一般試驗(yàn)選2 mm厚鐵板即可。如果試樁平臺(tái)做嵌巖平臺(tái)，需核算鋼板強(qiáng)度和剛度。木板面層和鐵板面層根據(jù)工地實(shí)際情況選用，木板面層便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，但木板面層固定較復(fù)雜，需用鐵絲綁扎固定方木，然后木板用鐵釘固定在方木上。采用鐵板面層只需和平臺(tái)框架焊接即可。

4　平臺(tái)附屬設(shè)施

試樁平臺(tái)的主要承重功能完成后，還需要搭設(shè)必要的附屬設(shè)施。平臺(tái)應(yīng)設(shè)置必要的護(hù)欄、人行爬梯、安全標(biāo)識(shí)、信號(hào)燈和救生設(shè)備等安全設(shè)施，并配備通信和交通等設(shè)備?？紤]后續(xù)靜載荷試驗(yàn)的順利進(jìn)行搭設(shè)防雨和遮陽(yáng)裝置。平臺(tái)附屬設(shè)施主要是為安裝和試驗(yàn)人員安全及方便靜載荷試驗(yàn)考慮，必須逐項(xiàng)落實(shí)。

5　結(jié)語(yǔ)

本文基于對(duì)幾種搭設(shè)方式的分析總結(jié)對(duì)比，得到如下結(jié)論：

1）除本文列舉的各類平臺(tái)搭設(shè)方法外，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況有選擇性地組合使用各類材料及方法，應(yīng)根據(jù)試樁區(qū)域特點(diǎn)和樁型、樁的材質(zhì)、試驗(yàn)平臺(tái)在靜載荷試驗(yàn)完成后的后續(xù)用途，根據(jù)工程具體情況綜合考慮選用合適的平臺(tái)支撐方式、平臺(tái)框架、平臺(tái)面層和附屬設(shè)施。

2）試樁平臺(tái)的安全關(guān)系到后續(xù)工作的安全，應(yīng)根據(jù)平臺(tái)重量和荷載，校核所用材料的強(qiáng)度和剛度，并考慮在海上風(fēng)浪環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間作用下可能帶來(lái)的影響。

[1]楊琳，徐芳.灌河大橋主橋上部結(jié)構(gòu)施工安全管控[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2016，36（2）：73-76. YANG Lin,XU Fang.Securitymanagement and controlof the upperstructure construction ofGuanhe Bridge[J].China Harbour Engineering,2016,36(2):73-76.

[2]楊紅民，呂海林，蔡軍，等.從天津港某工程靜載試樁結(jié)果淺析后壓漿的處理效果[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2008（3）：18-20. YANGHong-min,LüHai-lin,CAIJun,etal.Analysis of effectof postpressure grouting on thebasisof results of static load testing of piles in Tianjin Port[J].China Harbour Engineering,2008(3):18-20.

[3]JTJ255—2002，港口工程基樁靜載荷試驗(yàn)規(guī)程[S]. JTJ255—2002,Specification for testing of pile under static load in harborengineering[S].

[4]JTS 167-4—2012，港口工程樁基規(guī)范[S]. JTS 167-4—2012,Code for pile foundation of harbor engineering [S].

Methods for erection of large offshore platform for static load tests and precautions

LIU Zhao,ZOUYi-bo,LIShuang-shao
（CCCCTianjin PortEngineering Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300222,China）

A properly erected testing platform is the critical link to the success of large-scale offshore static loading tests. Proper erection methods adopted according to the site conditionswill be conducive to the erection of a test platform in a safe and quick way.This paper summarizesmethods for erection of various test platforms,whichmay be conveniently selected and used for the safe and smooth execution of offshore static loading tests and used as reference for safe and successful offshore static load tests.

static load;test p latform;erectionmethod

U655.4

B

2095-7874（2016）06-0065-03

10.7640/zggw js201606016

2016-02-29

劉釗（1988—），男，河北承德市人，碩士研究生，理論與應(yīng)用力學(xué)專業(yè)。E-mail：283698403@qq.com