碼頭軌道梁橡膠支座更換施工管理分析

蘇祥芳

摘要：防城港20萬(wàn)噸級(jí)碼頭軌道梁橡膠支座因受海水環(huán)境、工況環(huán)境、貨物污染侵蝕和機(jī)械長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)荷載等因素的影響，導(dǎo)致大部分橡膠支座失效需要更換。文章通過(guò)該首例橡膠支座更換的施工管理實(shí)踐，對(duì)橡膠支座材料選定、更換施工組織和施工注意事項(xiàng)等進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：碼頭;軌道梁;橡膠支座;更換施工

0 引言

防城港20萬(wàn)噸級(jí)碼頭于2005年建成，碼頭投入使用至2014年已近10年時(shí)間，由于受海水環(huán)境、工況環(huán)境、裝卸貨物的污染侵蝕和橋式抓斗卸船機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)荷載等因素影響，導(dǎo)致軌道梁大部分橡膠支座失效（嚴(yán)重老化破壞失去彈性），使軌道梁整體發(fā)生不同程度的下沉，從而引發(fā)整組卸船機(jī)軌道的軸線、軌道頂面標(biāo)高均產(chǎn)生較大的變異（據(jù)實(shí)測(cè)：軌道軸線偏移0～3cm、軌道頂面標(biāo)高相差0～10cm）和松動(dòng)，卸船機(jī)操作人員在進(jìn)行操作時(shí)有明顯的不適，卸船機(jī)振動(dòng)較大并附帶一定的傾斜，對(duì)碼頭安全生產(chǎn)帶來(lái)了極大的隱患。為了消除該隱患，要求對(duì)軌道梁橡膠支座進(jìn)行更換，以保證軌道梁的正常工作。該碼頭共需更換8跨16根軌道梁（預(yù)應(yīng)力箱梁，單根軌道梁重約200t）下的矩形板式橡膠支座，更換GJZ500mm×900mm×85mm支座墊塊共64塊（每根梁4塊、每個(gè)支座2塊）、16根軌道梁的梁頭端兩側(cè)緣新增設(shè)GJZ300mm×500mm×67mm支座墊塊共64塊（每根梁4塊）。

1 橡膠支座選定

實(shí)施該工程的關(guān)鍵之一是橡膠支座的選定。綜合考慮氣候、工況環(huán)境和一次更換成本（包括停產(chǎn)成本），因防城港當(dāng)?shù)匮睾？垢g和老化性能占主導(dǎo)作用，橡膠支座采用氯丁橡膠，不采用耐寒型的天然橡膠。橡膠支座外包2mm厚度的1Cr18Ni9Ti材質(zhì)不銹鋼板，確保使用年限至少30年。通過(guò)外派人員到河北衡水和上海進(jìn)行實(shí)地考察，最終選定上海彭浦橡膠制品有限公司參照J(rèn)T/T-2004公路橋梁板式橡膠支座標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行支座制作。主要性能指標(biāo)：形狀系數(shù)為8.68;豎向承載力為1500kN;支座彈性模量為406±20%;支座抗剪彈性模量為1.0±15%。

2 更換施工組織

2.1 更換前主要準(zhǔn)備工作

實(shí)施橡膠支座更換的前期準(zhǔn)備工作主要包括：

（1）協(xié)調(diào)生產(chǎn)調(diào)度部門：明確為避讓施工而停止碼頭作業(yè)的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，原則上碼頭停止作業(yè)的持續(xù)時(shí)間與施工合同工期相同。

（2）協(xié)調(diào)碼頭使用管理部門：將原碼頭上的水電管線、攝像管線、消防設(shè)備拆除，將軌道旁兩側(cè)各1.0m范圍內(nèi)的浮料雜物清理干凈，以便于軌道維修的測(cè)量放樣和施工。

（3）指定施工總協(xié)調(diào)人員和現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)聯(lián)系人，并要求碼頭使用管理部門每天指定1～2名卸船機(jī)機(jī)駕員在現(xiàn)場(chǎng)，以根據(jù)施工需要隨時(shí)移動(dòng)卸船機(jī)的?？课恢?。

（4）幫助施工單位辦理好施工車輛、人員和材料設(shè)備進(jìn)出港手續(xù)，安裝好現(xiàn)場(chǎng)施工用水用電接口。

（5）要求施工人員均熟悉圖紙和有關(guān)施工技術(shù)、設(shè)備頂升高度、施工方法、進(jìn)度計(jì)劃和協(xié)調(diào)指揮等內(nèi)容，同時(shí)進(jìn)行全體施工人員施工前的技術(shù)培訓(xùn)和安全教育培訓(xùn)。

（6）提前在不影響生產(chǎn)的10#墩端部的陸側(cè)拆除1根鋼軌，從而了解清楚軌道槽內(nèi)的構(gòu)造和材料損壞情況，作為軌道維修的配件和材料數(shù)量準(zhǔn)備的參考依據(jù)，同時(shí)也作為軌道拆除和維修的試驗(yàn)段。

（7）要求施工單位對(duì)所有施工設(shè)備和機(jī)械材料進(jìn)行全面檢查，確保施工設(shè)備和機(jī)械材料正常和安全可靠，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量總體施工的基準(zhǔn)點(diǎn)、軌道維修安裝的基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)點(diǎn)。

2.2 施工段劃分和施工順序

2.2.1 施工段劃分

根據(jù)碼頭上軌道總長(zhǎng)度（336m）、卸船機(jī)數(shù)量（5臺(tái)）及單臺(tái)卸船機(jī)?？克嫉能壍篱L(zhǎng)度（約40m）等情況，原則上可劃分為3個(gè)施工段進(jìn)行施工和防臺(tái)。具體如下（見(jiàn)圖1）：

（1）第1施工段（首階段施工）：5臺(tái)卸船機(jī)均移至5#～10#墩的軌道上?？浚?臺(tái)卸船機(jī)緊靠停置占軌道長(zhǎng)約200m，5#～10#墩上軌道長(zhǎng)210m），則此時(shí)2#～5#墩上（3跨約126m）沒(méi)有卸船機(jī)。因而第1次頂升更換軌道梁橡膠支座墊塊和軌道維修可從這3跨開始施工（即2#～3#墩、3#～4#墩和4#～5#墩共3跨）。

（2）第2施工段（中期階段施工）：第2施工段應(yīng)在第1施工段完工之后進(jìn)行。第1施工段完工之后將2臺(tái)卸船機(jī)移至2#～5#墩上（2臺(tái)卸船機(jī)占軌道長(zhǎng)約80m，2#～5#墩上軌道長(zhǎng)126m），則此時(shí)5#～7#墩上（2跨約80m）沒(méi)有卸船機(jī)。因而第2次頂升更換軌道梁橡膠支座墊塊和軌道維修可從這2跨開始施工（即5#～6#墩和6#～7#墩共2跨）。

（3）第3施工段（后階段施工）：第3施工段應(yīng)在第2施工段完工之后進(jìn)行。第2施工段完工之后將最后余下的3臺(tái)卸船機(jī)移至5#～7#墩上（5臺(tái)卸船機(jī)占軌道長(zhǎng)約170m，2#～7#墩上軌道長(zhǎng)210m），則此時(shí)7#～10#墩上（3跨約126m）沒(méi)有卸船機(jī)。因而第3次頂升更換軌道梁橡膠支座墊塊和軌道維修為最后3跨（7#～8#墩、8#～9#墩和9#～10#墩共3跨）。

2.2.2 施工順序

施工順序原則上隨著以上劃分的施工段進(jìn)行靈活安排，至于同一施工段內(nèi)從海側(cè)還是陸側(cè)開始施工，還應(yīng)以方便于施工、有利于施工進(jìn)度推進(jìn)和服從碼頭作業(yè)安排為主要考慮因素。因此，詳細(xì)的施工順序，在確定施工段劃分和施工階段安排的前提下，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)需要、施工實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

2.3 主要施工工藝流程

軌道梁橡膠支座墊塊更換施工工藝流程見(jiàn)圖2。

2.4 主要施工方法

2.4.1 施工平臺(tái)搭設(shè)

（1）施工平臺(tái)由墩面設(shè)上落爬梯、施工平臺(tái)構(gòu)成，爬梯與施工平臺(tái)連成一整體。

（2）爬梯與施工平臺(tái)采用在車間預(yù)先制作好、然后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)安裝的方法進(jìn)行搭設(shè)。爬梯與施工平臺(tái)共需搭設(shè)32個(gè)。

（3）施工平臺(tái)搭設(shè)時(shí)，采用16t汽吊和人工配合，并采用在頂上懸掛結(jié)合膨脹釘、在墩上（C40混凝土面上）打膨脹釘?shù)墓潭ǚ绞健?/p>

（4）每根梁的兩處施工平臺(tái)搭設(shè)均須在頂升前完成（以不耽誤頂升工作為完成搭設(shè)的時(shí)間點(diǎn)），使施工平臺(tái)搭設(shè)接續(xù)施工而形成流水搭設(shè)作業(yè)。施工平臺(tái)搭設(shè)由專業(yè)架子工負(fù)責(zé)施工。

（5）考慮到爬梯與施工平臺(tái)在施工完畢后，留在碼頭作為管理部門今后的管理維護(hù)設(shè)備，故爬梯與施工平臺(tái)一定要有防腐措施。

2.4.2 人工鑿除各梁交接口間灰縫及梁頭上部外側(cè)邊緣混凝土

（1）在軌道梁頂升前，應(yīng)先將各梁交接口間的灰縫、梁頭上部?jī)蓚?cè)緣新增GJZ300mm×500mm×67mm橡膠板位置鑿除，新增橡膠板位置鑿除成規(guī)格為550mm×350mm×50mm的模型。

（2）與各梁交接口間灰縫、梁頭上部?jī)蓚?cè)新增橡膠板550mm×350mm×50mm模型采用風(fēng)炮鑿巖機(jī)結(jié)合人工用雞嘴鑿進(jìn)行開鑿成型。

（3）鑿除時(shí)，應(yīng)邊鑿邊收集棄碴，并運(yùn)至指定地點(diǎn)倒棄，嚴(yán)禁把棄碴推入碼頭水域中。

（4）用風(fēng)割切斷每跨軌道梁兩端頭處鋼軌。

（5）安裝、調(diào)試好千斤頂、電功泵、高壓油管和各調(diào)節(jié)閥等全套頂升系統(tǒng)。

2.4.3 拆除碼頭前沿海側(cè)處原有的8個(gè)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)

（1）原有的8個(gè)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)單個(gè)長(zhǎng)度約為24m、寬1.5m，單個(gè)重量約為6.5～7.5t，支承在墩臺(tái)和軌道梁側(cè)緣梁翼上。因此，要頂升軌道梁應(yīng)先將其拆開。

（2）考慮更換軌道梁支座墊塊的頂升高度約為35～40cm，所以暫將8個(gè)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)就原位升高35～40cm，并在兩端墩臺(tái)用墊塊臨時(shí)固定，待本跨軌道梁支座墊塊頂升并更換好后，再將鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)升高和除去臨時(shí)固定墊塊待其復(fù)位即可。

（3）原有的8個(gè)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)的臨時(shí)墊高和恢復(fù)原位采用千斤頂或兩臺(tái)16t汽車吊進(jìn)行。原有的8個(gè)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)墊高前應(yīng)先將其地腳固定件拆除，恢復(fù)原位時(shí)再將地腳固定件安裝好。

2.4.4 軌道梁頂升及更換橡膠墊塊施工

（1）每根軌道梁（一跨）兩梁頭采用同時(shí)同步頂升、同時(shí)更換橡膠墊塊的方法進(jìn)行施工。根據(jù)工期安排，計(jì)劃每次頂升2根軌道梁和更換其支座下橡膠墊塊。

（2）軌道梁頂升時(shí)，在梁頭支座前沿的支座臺(tái)上進(jìn)行頂升，施工操作采用搭設(shè)鋼架平臺(tái)進(jìn)行，頂升操作人員通過(guò)爬梯進(jìn)入操作鋼平臺(tái)。

（3）每跨軌道梁頂升均采用4個(gè)（每端梁頭設(shè)2個(gè)千斤頂和配1臺(tái)電動(dòng)泵，即按“1拖2”配置）RCS-1002薄型200t千斤頂同時(shí)進(jìn)行頂升、同時(shí)更換橡膠墊塊。

（4）由于本軌道梁為箱型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，故每排頂點(diǎn)的中心點(diǎn)設(shè)在梁兩側(cè)外邊線各向內(nèi)0.35m處。

（5）再次調(diào)試好千斤頂、電功泵、高壓油管和各調(diào)節(jié)閥等全套頂升系統(tǒng)。

（6）配備好指揮人員，統(tǒng)一指揮信號(hào)和口令。

（7）每根（一跨）軌道梁頂升及更換支座橡膠墊塊的操作流程和工序如下：

每端梁頭頂升支座上放置2塊300mm×300mm×20mm鋼板底座（每個(gè)千斤頂?shù)追胖?塊）→分別在鋼板底座上各放入1個(gè)200t千斤頂（各千斤頂頂升柱頂上各嵌入1塊300mm×300mm×20mm鋼墊塊）→每個(gè)支座的2個(gè)千斤頂調(diào)整合適、確認(rèn)安全→梁兩端4個(gè)千斤頂同時(shí)加壓、等節(jié)奏頂升→滿足更換梁下橡膠墊塊高度要求（梁頂升高度達(dá)15cm）→每端梁頭下均勻放入4塊保險(xiǎn)木墊塊→減壓松開全部千斤頂、并使兩端梁頭座落在保險(xiǎn)木墊塊上→取出梁頭下舊橡膠墊塊→底支座和兩側(cè)緣上放入全部新橡膠墊塊、并使各新安橡膠墊塊正確就位→4個(gè)千斤頂重新頂升→撤開全部保險(xiǎn)木墊塊→4個(gè)千斤頂?shù)裙?jié)奏減壓、使兩端梁頭慢慢座落在新橡膠墊塊上→撤離千斤頂。

用上述操作方法和工序頂升另一跨（根）軌道梁、并更換軌道梁支座下和兩側(cè)緣的新橡膠墊塊，直到16根軌道梁支座下的全部新橡膠墊塊更換完畢。

（8）橡膠墊塊更換完畢，即用環(huán)氧砂漿壓抹和密封梁頭兩側(cè)緣的橡膠墊塊縫隙，恢復(fù)和維修安裝好相應(yīng)跨上的軌道。

3 施工管理中的注意事項(xiàng)

（1）軌道梁的頂升是確保本工程按預(yù)期完工的關(guān)鍵，因此需組織一支業(yè)務(wù)精熟、設(shè)備齊全、作風(fēng)過(guò)硬的專業(yè)隊(duì)伍予以應(yīng)對(duì)，以確保整體施工任務(wù)順利完成。

（2）開工前，必須協(xié)調(diào)要求碼頭使用管理單位及時(shí)做好碼頭上的物件清理工作，并保持聯(lián)系和溝通，從而為頂升和軌道維修施工創(chuàng)造良好的工作條件。此外，如條件允許，一些配套工作如新鋼平臺(tái)制安和舊鋼平臺(tái)墊高等，可提前或穿插進(jìn)行。

（3）合理做好勞動(dòng)力配置，合理安排施工順序，使新施工平臺(tái)制作安裝、軌道梁頂升及更換支座、軌道維修三者之間形成平行流水作業(yè)。

（4）因原碼頭面層澆筑漏漿，少部分軌道梁存在底面和側(cè)面粘結(jié)的情況，空間狹小無(wú)法清理，阻礙軌道梁頂升，如果頂升力超過(guò)梁身自重的2倍還無(wú)法頂升，需進(jìn)行設(shè)計(jì)確認(rèn)是否繼續(xù)加力，以防止破壞梁身。

（5）嚴(yán)密編制作業(yè)計(jì)劃、制定節(jié)點(diǎn)工期，分解施工任務(wù)，實(shí)行分階段考核，明確目標(biāo)，責(zé)任到位。每日晚上召開施工協(xié)調(diào)會(huì)，并統(tǒng)計(jì)當(dāng)日生產(chǎn)完成情況，安排第二天施工任務(wù)，每日有對(duì)照、有考核，日日有計(jì)劃、有目標(biāo)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高施工工藝的水平，不斷促進(jìn)工期的持續(xù)推進(jìn)。

（6）施工人員上崗操作一律佩戴安全帽，特殊工種要經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)并持證上崗，高空作業(yè)必須系安全帶，臨水作業(yè)必須系安全帶、穿救生衣。

（7）對(duì)于頂升所用的一切機(jī)械及其配套的設(shè)施設(shè)備，其安全裝置必須齊全、有效、靈敏和可靠。

（8）一般情況下，不得開展夜間作業(yè)。6級(jí)風(fēng)力以上、1.0m波高以上必須停止軌道梁頂升作業(yè)。

（9）起吊重物時(shí)（新舊鋼平臺(tái)和更換新鋼軌），必須在碼頭墩臺(tái)上駐位，嚴(yán)禁在任一跨中π梁或軌道梁上駐位進(jìn)行起重作業(yè)。

（10）做到分階段文明施工，每完工一段，徹底清理一段，無(wú)用的物資及時(shí)清運(yùn)，始終保持現(xiàn)場(chǎng)清潔。

4 結(jié)語(yǔ)

碼頭軌道梁橡膠支座更換施工中必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和協(xié)調(diào)，全面掌握更換施工技術(shù)方案的要點(diǎn)，會(huì)同生產(chǎn)調(diào)度部門和施工單位等，共同研究制定施工與生產(chǎn)并行的管理方案。要綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)使用情況、頂升阻礙情況和原施工質(zhì)量缺陷等因素，實(shí)現(xiàn)橡膠支座可換盡換。本文介紹的碼頭軌道梁橡膠支座更換施工是防城港墩式碼頭的首例，該施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)往后類似工程施工有著一定的指導(dǎo)意義和啟發(fā)作用。

參考文獻(xiàn)：

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