浮式系船柱在船閘工程中的施工應(yīng)用

余夢，張瓊，盧小鳳，鄭金輝

（安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

在原先設(shè)計的船閘中，一般沒有浮式系船柱，而是以系船鉤、固定系船柱作為系船設(shè)施，而浮式系船柱作為一種新型船舶系纜方式近年來也逐步被廣泛用于船閘閘室，他有利于船舶在閘室?？亢箅S著水位自動進(jìn)行升降，是確保船舶在閘室充泄水過程中,起著保護(hù)船舶自身安全作用的，是一個隨著水位變化能與船舶同步起伏的裝置；而原先的固定系船柱（鉤）存在易銹蝕、易松動、不方便船員系船等缺點(diǎn)。浮式系船柱具有結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、維護(hù)簡便、運(yùn)行阻力小、幾乎無噪聲等優(yōu)點(diǎn)。

2 應(yīng)用特點(diǎn)

①方便船員系船?？?，減少因閘室充水造成船舶安全風(fēng)險。

②維護(hù)方便、運(yùn)行阻力小。

③結(jié)構(gòu)簡單，隨著水位自動進(jìn)行升降。

④不宜損壞，降低其綜合成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

3 適用范圍

浮式系船柱適用于碼頭、船閘等海、內(nèi)河混凝土結(jié)構(gòu)。

固定系船鉤

浮式系船柱

固定系船鉤實例

浮式系船柱實例

4 工藝原理

浮式系船柱設(shè)置在閘室墻身內(nèi)凹的一個“U”槽內(nèi)，在澆注混凝土?xí)r形成，其井內(nèi)的主要預(yù)埋件為導(dǎo)軌、護(hù)角。浮筒安裝在井內(nèi)，其滑輪限位于導(dǎo)軌，并可沿著導(dǎo)軌上下滾動，浮式系船柱利用閘室內(nèi)水對浮筒的浮力，使其系船帽保持與水面相對位置不變，這對船閘帶纜十分方便，為使其能夠順利滑動。

5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 工藝流程

測量放樣→鑿毛與清理→鋼筋工程→導(dǎo)軌與護(hù)角安裝→模板與混凝土施工→浮筒制作與安裝

利用全站儀在底部放出每個浮式系船柱橫向中心線及軌道中心線形成十字線，并彈出左右各30cm的鋼包角最外側(cè)邊緣線，以控制鋼筋綁扎及埋件安裝的位置準(zhǔn)確性；在鋼筋綁扎前為了保證新老混凝土的結(jié)合性能，先對老混凝土表面進(jìn)行鑿毛、清理，提前搭設(shè)腳手架，采用人工和風(fēng)鎬等設(shè)備進(jìn)行一期混凝土墻面鑿毛工作；鋼筋加工前依據(jù)結(jié)構(gòu)圖和配筋圖，核對鋼筋大樣尺寸，必要時進(jìn)行現(xiàn)場放樣，然后根據(jù)鋼筋大樣圖和永久性結(jié)構(gòu)中所需鋼筋加工圖及鋼筋表對鋼筋進(jìn)行安裝；埋件用手拉葫蘆進(jìn)行就位，用調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行精確定位，在一節(jié)埋件用調(diào)節(jié)螺栓固定好位置后再進(jìn)行焊接固定。為了保證軌道在安裝及混凝土澆筑過程中不變形，在安裝前先用5×5角鋼點(diǎn)焊在軌道內(nèi)，以保證槽寬，軌道及包角全部用φ16以上短鋼筋與混凝土內(nèi)預(yù)埋鋼筋根部進(jìn)行焊接，要求每處都焊成三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，以保證埋件不發(fā)生變位，為了防止焊接導(dǎo)致埋件發(fā)生變形，盡量在埋件錨筋處進(jìn)行焊接，每節(jié)埋件安裝后都必須進(jìn)行檢查，合格后方可進(jìn)行下一節(jié)埋件的安裝；模板采用“定型鋼模板+內(nèi)撐+拉桿”的結(jié)構(gòu)形式，并鋼管支架進(jìn)行對撐加固。模板采用Φ14mm對拉螺栓，間距60cm×60cm，對拉螺栓與預(yù)埋鋼筋進(jìn)行了焊接，焊縫長度不小于12cm。為了保證埋件在混凝土澆筑過程中不發(fā)生位移，用勾頭螺栓將埋件固定在模板上；浮式系船柱二期混凝土一般為C30混凝土，由于設(shè)計高度一般超過10m，故每道浮式系船柱采用分層澆筑，第一層澆注到+5.0m或一般左右，第二次澆注到設(shè)計標(biāo)高處，混凝土采用一臺攪拌站集中攪拌，罐車運(yùn)至現(xiàn)場，汽車泵泵送混凝土入倉澆注，泵車橡膠軟管加長入模；浮筒在專業(yè)廠家制作好后，運(yùn)輸至現(xiàn)場，采用吊車進(jìn)行安裝調(diào)試。

5.2 操作要點(diǎn)

①模板到現(xiàn)場后，應(yīng)放置于現(xiàn)場，保持平整、防止生銹，并進(jìn)行覆蓋。

②當(dāng)模板表面生銹，應(yīng)先對模板表面進(jìn)行除銹，除銹完成后用清水洗干凈。

③綁扎鋼筋采用搭接綁扎連接，為了使鋼筋接頭方便，并滿足規(guī)范要求，同一根鋼筋在35d且≦50cm范圍內(nèi)的接頭不得多于一個，該區(qū)段內(nèi)接頭鋼筋截面積不超過總鋼筋面積的50%。

④鋼筋與模板間設(shè)置保護(hù)層墊塊，使用強(qiáng)度不低于構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的砂漿墊塊或者塑料墊塊，墊塊數(shù)量≥1塊/m2。

⑤為了保證鋼筋綁扎位置的準(zhǔn)確性，需按照底部已放好的控制線進(jìn)行掛線，以保證鋼筋保護(hù)層的合格率，避免發(fā)生返工等現(xiàn)象。

⑥導(dǎo)軌、護(hù)角的端部接頭需平直，不能歪斜，要求端部銑平以便安裝時對齊密貼，導(dǎo)軌加工時已經(jīng)進(jìn)行編號。

⑦導(dǎo)軌工作面彎曲度≤1/1000，每米局部凹凸不平度≤1mm，相鄰構(gòu)件結(jié)合面錯位≤1mm。

⑧安裝系船柱導(dǎo)軌時要求左右兩導(dǎo)軌對正和平行，不得錯位，用安裝支架固定相對位置。

⑨護(hù)角相鄰物件的結(jié)合面錯位≤1mm，鏟成過渡段，清除毛刺銳緣，護(hù)角與閘墻面相接處必須平滑不得有尖角。

⑩采用模板施工時，混凝土坍落度宜大于140mm。

振搗混凝土?xí)r，要求振動棒應(yīng)避免碰到鋼筋和模板，距模板 10～15cm。

混凝土澆筑須保持混凝土均衡上升，澆筑需控制混凝土入倉速度，以防混凝土斷面小，進(jìn)料速度過快造成振搗強(qiáng)度不足引起外露面出現(xiàn)麻面現(xiàn)象。

混凝土澆注過程安排木工注意檢查模板的平整度和垂直度。

6 材料與設(shè)備

材料或設(shè)備名稱 型號 單位 數(shù)量 備注汽車起重機(jī) QY-25 臺 1 吊裝模板、浮筒電焊機(jī) 臺 若干模板 套 1.5移動架子 / 套 2 用于模板支立掛籃 0.6×1.5 套 2 用于焊接導(dǎo)軌、護(hù)角等汽車泵、罐車 臺 1 用于混凝土澆注加工浮筒設(shè)備 套 1

7 質(zhì)量控制

7.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

①浮式系船柱施工應(yīng)符合《船閘工程施工規(guī)范》（JTS218-2014）。

②浮式系船柱的混凝土質(zhì)量應(yīng)符合《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JTS257-2008、《水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》JTS202-2-2001。

③浮式系船柱的制作與安裝應(yīng)注意：

a.浮式系船柱的導(dǎo)軌制作與安裝允許偏差

導(dǎo)軌制作的允許偏差

導(dǎo)軌安裝允許偏差

b.浮式系船柱的鋼浮筒應(yīng)由相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)廠家制作，出廠前應(yīng)對其外形尺寸和水密性進(jìn)行檢查驗收；

c.留置井槽和安裝導(dǎo)軌時，應(yīng)采取測量定位、內(nèi)支撐和調(diào)整措施；

d.浮式系船柱出廠運(yùn)輸時，應(yīng)采取防止筒體變形和損壞的保護(hù)措施，同時安裝后應(yīng)檢查其與導(dǎo)軌槽的間隙，并進(jìn)行提升和下降檢查。

7.2 質(zhì)量控制措施

①U型槽混凝土應(yīng)采用整體式鋼結(jié)構(gòu)、分段焊接澆注，且混凝土應(yīng)振搗密實，不應(yīng)有錯臺現(xiàn)象。

②混凝土施工時應(yīng)先對操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，并保持浮式系船柱二期混凝土施工人員的相對穩(wěn)定，當(dāng)需要增加新人或換人時，應(yīng)對新人進(jìn)行崗前培訓(xùn)，保證系船柱施工作業(yè)的正確性。

③施工過程中要做好預(yù)埋件的質(zhì)量控制工作，確保預(yù)埋件的安裝精度。

④浮筒的制作應(yīng)符合相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)規(guī)定。

8 安全措施

①在進(jìn)行浮式系船柱混凝土施工時，應(yīng)搭設(shè)好腳手架，做好高空作業(yè)。

②預(yù)埋件的錨固筋要焊接牢固，同時在焊接過程中注意作業(yè)人員的安全。

③在進(jìn)行浮筒安裝時，應(yīng)注意吊裝安全，同時在進(jìn)行防腐處理時，做好人員的防護(hù)工作。

④在進(jìn)行混凝土澆筑時，對模板的支立要做到分段（節(jié)），支撐要牢靠，防止模板脹模。

9 環(huán)保措施

廢棄的鋼筋頭、混凝土等應(yīng)集中堆放、處理，嚴(yán)禁隨意丟棄。

10 效益分析

相對于傳統(tǒng)的固定系船柱（鉤），方便系纜；使用浮式系船柱不僅減少其維修費(fèi)用，而且改善船舶的安全風(fēng)險，節(jié)省了因固定系船柱（鉤）損害和預(yù)埋螺栓斷裂，造成難以維修所產(chǎn)生的高額費(fèi)用；使用浮式系船柱后，一次性投入較大，但比起固定系船柱（鉤），整體降低了成本；浮式系船柱對預(yù)埋的復(fù)合鋼板精確度及材質(zhì)要求較高，在澆注U型槽混凝土?xí)r，對模板及導(dǎo)軌、護(hù)角的銜接、二期混凝土的鑿毛等要求較嚴(yán)格，浮式系船柱的整體外觀比起固定系船柱有明顯的優(yōu)勢，解決了固定系船柱在柱（鉤）體的表面存在裂縫、節(jié)瘤、鐵豆、結(jié)疤、毛刺和缺角等缺陷，其實用價值及綜合效益明顯優(yōu)于傳統(tǒng)固定系船柱（鉤）施工工藝，具有推廣應(yīng)用價值。

11 結(jié)語

浮式系船柱施工技術(shù)的應(yīng)用，解決了過閘船舶安全風(fēng)險，方便了船員系纜、提高了系纜設(shè)施的使用壽命，降低了其維修綜合成本，具有較遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)性，適用于船閘、碼頭等，宜大力推廣。