某高樁碼頭預制構件吊裝施工方案設計

黃浩 張鵬飛

摘 要：高樁碼頭在我國東部沿海的應用越來越多，施工工藝和方法也在不斷進行更新。預制構件在提高碼頭施工速度和質量方面有著很大的優(yōu)勢，但是構件安裝的精度和質量往往達不到要求。本文以福建省某沿海高樁碼頭施工為背景，設計了從施工準備工作、預應力和非預應力預制構件施工以及構件吊裝等一系列施工的施工方案，并具體闡述了個施工方案的工作流程。經(jīng)構件安裝檢測，本文設計的施工方案是切實有效的。

關鍵詞：高樁碼頭 預制構件 吊裝

隨著高樁碼頭的建設速度和設計技術不斷更新，由于各種因素的制約，施工水平往往達不到預期要求。因此，合理的安排的控制施工工序，對高樁碼頭整體施工質量的控制十分重要。

本文以福建省某高樁碼頭為依托，設計了從測量放樣、預制構件澆筑和吊裝等環(huán)節(jié)的一整套的施工方案，對提高高樁碼頭的施工質量有著重要的意義。工程情況如下所示：

碼頭為5萬噸級（結構按10萬噸級設計）通用散貨泊位，年設計通過能力為288萬噸。碼頭長250m，寬32m；棧橋長430.035m，寬16m。建筑物主要包括：碼頭平臺和棧橋，主要工程結構型式如下：碼頭平臺長250m，平臺寬32m，碼頭面高程+7.0m，采用高樁梁板結構。棧橋長430.035m，寬16m，高程+7.0m，采用高樁梁板結構。

1.高樁碼頭預制構件施工及測量定位特點

1.1施工難點

碼頭施工具有工程量大、工期緊、點多面廣的特點。工程的重點是：搶抓黃金施工期，優(yōu)質、快速完成現(xiàn)澆混凝土施工；精心組織統(tǒng)籌，合理、高效的開展預制構件施工。

1.2施工準備工作

（1）水下地形測量。工程施工區(qū)海床原始地形及疏浚后水下斷面測量采用雙頻RTK- GPS與數(shù)字化自動測深系統(tǒng)以及其他終端設備相結合，組成一套完整的水下測量系統(tǒng)。水下測深系統(tǒng)原理見圖1。

在工程開工初期對施工范圍的海底地形進行掃測，了解水下的地形情況，進而控制后期港池及航道疏浚挖泥施工。水下地形掃測所用方法即為雙頻GPS配合測深儀進行水下地形測量的方法。

（2）船舶水上GPS測量。工程采用GPS定位沉樁，GPS定位系統(tǒng)的平面定位及高程控制精度已達到厘米級，完全能夠滿足本工程測量定位的精度要求。它具有定位準確（達到厘米級）、迅速、全天候、遠距離、測站與測點無需通視等特點，為保證沉樁質量，沉樁時在岸上用全站儀進行沉樁定位校核。

（3）沉降、位移觀測。本工程共設置沉降位移觀測點52個，其中碼頭16個，棧橋36個，分別位于各結構段位置四個角點處。施工過程中在相應位置設置臨時觀測點，利用施工基線對臨時觀測點定期進行觀測。

2.混凝土構件預制措施設計

2.1非預應力混凝土構件預制工藝設計

在本高樁碼頭工程中，非預應力混凝土構件包括軌道梁、縱梁、橫梁、污水管溝梁、靠船構件、水平撐、實心面板、雙孔箱梁，其中軌道梁為2件GL5非預應力構件，其他均為預應力構件，污水管溝梁包括碼頭和棧橋兩個部位。

本文針對非預應力構件預制施工的特點，設計了其工藝流程如圖2所示。

2.2預應力混凝土軌道梁預制工藝設計

（1）預應力混凝土構件張拉控制要點。根據(jù)工程施工組織設計中的總體計劃安排，計算確定設置3條預應力張拉臺座生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線一次預制3件軌道梁，周轉期9d。本文總結了張拉法的關鍵程序和張拉應力控制的計算方法：

①預應力張拉在張拉臺座上進行，采用逐根張拉的方式。在張拉法中，為了減少預應力鋼筋松弛影響，張拉時應適當超張拉，但超張拉值不大于5%的設計應力，按下列程序進行張拉：

△L1：從初應力到最大張拉應力間的實測伸長值（㎝）

△L2：初應力時的推算伸長值（cm），可根據(jù)彈性范圍內張拉力與伸長量值成正比關系推算確定。

（2）預應力混凝土構件施工關鍵工序。針對預應力混凝土軌道梁預制施工工藝的特點，本文設計了本工程中預應力混凝土軌道梁構件施工的工藝流程如圖3所示。

2.3構件吊點布置設計

（1）構件吊點布置。

各種構件吊點布置如圖4所示。

3.混凝土預制構件吊裝施工關鍵技術總結

3.1施工順序安排總結

（1）安裝順序總結。預制構件安裝按照先棧橋后碼頭，碼頭總體上按由東北往西南進行安裝，使構件安裝結合上部結構現(xiàn)澆砼施工形成流水作業(yè)。

（2）安裝方案總結。結合本工程實際情況，本工程棧橋雙孔箱梁和污水管溝梁采用架橋機由棧橋根部開始安裝；碼頭縱、橫梁、軌道梁及其他預制構件全部采用200t起重船水上安裝。

考慮對構件保護，所有構件設置吊環(huán)，將捆綁吊工藝改為吊環(huán)吊裝工藝。

3.2施工工藝流程總結

預制構件制作完畢之后需要進行安裝，并且安裝的作業(yè)面大多在水上。因此，本文設計的預制構件施工方案是先將預制構件運出碼頭至指定位置，然后用起重船進行水上混凝土構件安裝施工，構件的施工工藝流程如圖5所示。

3.3保障措施總結

針對本工程的特點，本文設計了工程保證施工過程順利進行的保障措施，主要有以下兩點：

（1）根據(jù)本工程的實際情況，組織有關人員熟悉設計文件、施工合同及有關規(guī)范，熟悉周邊的環(huán)境。對施工人員進行技術、安全和環(huán)保交底，使施工人員熟悉本工程的技術要求，質量控制辦法，熟悉安全管理規(guī)章制度和環(huán)境保護措施。工程部分梁板采用350t起重船進行安裝。船機設備準備：一艘350t固定扒桿式起重船、1艘 1000t平板方駁。配備1臺全站儀配合梁板安裝。

（2）鋼絲繩計算及選用。根據(jù)設計吊點及構件重量，單吊點最大承重不超過12t，起重船垂直起吊，吊裝鋼絲繩采用φ36mm（6×37）合成纖維芯鋼絲繩，其最小破斷拉力為F=50*36*36=64.8t，安全系數(shù)為64.8/12=5.4，滿足安全系數(shù)要求。

3.4預制構件吊裝關鍵技術總結

安裝時通過拉錨移船到梁板安裝位置，起重船下錨為四個錨，碼頭安裝時前進纜帶固定于已滿齡期樁帽預埋的U型環(huán)上。起重船拋錨定位后，施工人員準備就緒，檢查梁板底有無粘底及其清除情況，如有立即采取處理措施。起吊由專業(yè)起重工統(tǒng)一指揮掛鉤、起吊。安裝示意如圖6。

安裝前先將橫梁頂擱置面清掃干凈，再在下橫梁和樁帽的擱置面上測量出每件梁的位置。測量放線時，要測放出每條梁的邊線位置及下橫梁或樁帽的支座標高，并用墨線和紅漆標出支座位置邊線，邊線控制安裝時梁的平面位置，標高控制每條梁的座漿厚度。

邊線及標高測放完成后，在支座處抹一層高標號砂漿進行找平，保證安裝接觸面平整緊密，不留有空隙。待支座砂漿找平后，起重船在測量人員及起重工的共同指揮下移動，使梁板處在安裝的正確位置并均勻緩慢地松鉤落座。安裝完畢后，應保證梁端順直及與支座擱置點的接觸情況，及時勾縫，并確保梁底與下橫梁或樁帽的擱置面充分接觸。

4.結論

高樁碼頭施工工期和質量受到多方面的制約，隨著預制構件的使用，在施工過程中如何有效控制工程質量是各方關注的難題。通過本文關于高樁碼頭施工及關鍵內容的研究，可以得出以下結論：

（1）本文設計了高樁碼頭預制構件施工的主要施工方案，包括施工前的準備工作、預制構件的澆筑和吊裝等。在高樁碼頭施工之前，要預先測試地形和施工條件并布設控制網(wǎng).

（2）在預制構件澆筑過程中，對于非預應力構件和預應力構件應該編制相應的施工質量控制方案并嚴格執(zhí)行，構件吊裝過程中應該合理布置工作區(qū)域、嚴格控制吊裝質量。

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