長江高樁碼頭常見的幾種靠船結(jié)構(gòu)型式

柏猛

摘 要：長江干線航道里程長，水位落差大，大部分江面較窄，主航道距岸較近?？紤]盡量減小對長江河勢、行洪及航道通航的影響，長江上的碼頭結(jié)構(gòu)型式較多采用高樁直立式。本文根據(jù)長江沿線多個碼頭的工程實例，列舉長江上幾種常見的高樁碼頭靠船結(jié)構(gòu)型式，并進行對比分析。

關(guān)鍵詞：長江;高樁碼頭;靠船結(jié)構(gòu)型式;對比分析

中圖分類號：U656.1? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）01-0067-03

1? 引言

長江干線航道上起云南水富港，下至長江入海口，全長2838公里。經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，長江沿線港口基本形成了以國家主要港口為骨干、地區(qū)重要港口為基礎(chǔ)輻射全流域的總體格局。長江干線航道里程長、水位落差大，沿線港口碼頭主要采用浮式、斜坡式、高樁直立式結(jié)構(gòu)型式。

浮式碼頭雖然對水位變幅的適應性較好，但其對船舶的適應程度有限，多適用于中小型碼頭。斜坡式碼頭對水位變幅的適應性好，但其斜坡道往往伸入江中較長，對長江河勢、行洪及船舶通行有一定影響，多適用于江面開闊、主航道離岸較遠的航段。高樁直立式碼頭是我國港口建設(shè)多年來采用最早、應用最廣泛的碼頭結(jié)構(gòu)型式之一，具有結(jié)構(gòu)自重小，裝卸效率高，通過能力大，對長江河勢及行洪影響小，能承受較大的荷載，對大水位差的適應性好等優(yōu)點，隨著船舶大型化的發(fā)展趨勢，高樁直立式碼頭得到了更加廣泛的應用，且隨著建港技術(shù)的不斷提高，高樁直立式碼頭已逐漸在長江上游地區(qū)推廣應用。

高樁直立式碼頭的靠船結(jié)構(gòu)是高樁直立式碼頭的重要組成部分，它直接承受船舶靠泊時的撞擊，并將船舶的撞擊力傳遞給碼頭的橫向排架，同時，能有效防止小船及漂浮物鉆入碼頭底下撞擊碼頭樁基，保護碼頭樁基安全。本文根據(jù)長江沿線多個碼頭的工程實例，對常見的高樁碼頭靠船結(jié)構(gòu)型式進行歸納總結(jié)。

2? 幾種常見的靠船結(jié)構(gòu)型式

2.1? 懸臂式靠船結(jié)構(gòu)

懸臂式靠船結(jié)構(gòu)分為懸臂板式和懸臂梁式，是高樁碼頭傳統(tǒng)的靠船結(jié)構(gòu)型式，懸臂板式在長江高樁碼頭上用的比較少，長江高樁碼頭絕大部分采用的是懸臂梁式。懸臂式靠船結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，受力明確等優(yōu)點，但受懸臂長度的限制，此類碼頭對水位變幅的適應性較差，多適用于長江下游水位差較小、靠泊船型較大的地區(qū)。由于長江碼頭靠泊船型較雜，大噸級碼頭經(jīng)常會有小型船舶靠泊，因此，為方便小型船舶靠泊，采用懸臂式靠船結(jié)構(gòu)的大型碼頭也會根據(jù)需要設(shè)置二層系纜設(shè)施。碼頭斷面見圖1。

2.2? 鋼靠船立柱靠船結(jié)構(gòu)

長江中游黃岡港某碼頭設(shè)計高、低水位差14.24m，對于水位差較大的碼頭，船舶靠系泊時需要設(shè)置多層系纜設(shè)施。該工程靠船設(shè)施采用鋼靠船立柱，通過鋼聯(lián)撐與鋼管樁相連，鋼靠船立柱之間通過鋼系船梁連接，鋼聯(lián)撐與鋼系船梁、走道梁、走道板以及欄桿形成系纜平臺，供操作人員解、系纜及巡視。鋼靠船立柱上安裝橡膠護舷，鋼系船梁上安裝鋼質(zhì)系船柱。碼頭斷面見圖2。

2.3? 鋼管樁靠船結(jié)構(gòu)

鋼管樁靠船結(jié)構(gòu)與鋼靠船立柱靠船結(jié)構(gòu)類似。長江中下游馬鞍山港某碼頭前沿靠船設(shè)施采用鋼靠船樁，鋼靠船樁主要承受船舶靠系泊時的水平力，其豎向力一般較小，鋼靠船樁的長度可適當減短，其入土深度滿足彈性嵌固要求即可。鋼靠船樁樁頂與橫梁之間可采用固接，也可采用簡支連接。采用固接時，樁頂需伸入橫梁，并在樁頂設(shè)置鋼筋籠，樁頭混凝土與橫梁一起澆筑。采用簡支連接時，需在橫梁江端底部預埋連接鋼套管，鋼套管需伸入鋼靠船樁一定長度，且連接鋼套管的外徑與鋼靠船樁的內(nèi)徑之間僅需預留安裝空間即可，確保鋼靠船樁將靠系船力傳遞給橫梁。其系纜平臺的結(jié)構(gòu)組成與圖2相似。碼頭斷面見圖3。

2.4? 框架式靠船結(jié)構(gòu)

長江中游武穴港某碼頭設(shè)計高、低水位差13.73m，設(shè)三級系纜設(shè)施，為盡量節(jié)省投資，樁基采用預應力混凝土方樁，碼頭前沿靠船結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆框架式結(jié)構(gòu)。前沿樁基頂部現(xiàn)澆靠船墩，靠船墩與橫梁之間通過現(xiàn)澆框架連接，利用框架前沿立柱靠船，框架間通過系靠船梁連接，系靠船梁外伸懸臂板作為人行通道。碼頭斷面見圖4。

2.5? 浮式靠船結(jié)構(gòu)

浮式靠船結(jié)構(gòu)是一種利用水的浮力做支托，將靠船設(shè)施改為浮式系統(tǒng)以滿足水位漲落的需要，適用于大水位差碼頭船舶系靠泊的結(jié)構(gòu)型式[1]。此系靠船結(jié)構(gòu)與碼頭本體脫離，在碼頭前沿打鋼靠船樁，樁上設(shè)置浮筒作為船舶靠泊時的吸能設(shè)施，浮筒可以沿樁身隨水位上下浮動;也可以在碼頭前沿設(shè)置小型的浮躉船作為靠船設(shè)施，躉船上下游端部采用定位樁固定，躉船只能上下浮動。碼頭斷面見圖5。

3? 對比分析

懸臂式靠船結(jié)構(gòu)：具有結(jié)構(gòu)簡單，受力明確，投資較小，預制構(gòu)件施工速度快且施工受水位影響小等優(yōu)點。但其懸臂長度有限，對水位變幅的適應性較差。多適用于長江下游水位差較小、靠泊船型較大的地區(qū)。

鋼靠船立柱靠船結(jié)構(gòu)：對水位變幅的適應性較強，可根據(jù)需要設(shè)置多層系纜平臺。但其需要通過鋼聯(lián)撐與碼頭前沿樁基相連，碼頭前沿樁基宜采用鋼管直樁，以承受鋼靠船立柱傳遞的水平力;受施工水位的影響，最下層鋼聯(lián)撐的安裝往往需要搶水位施工;且鋼結(jié)構(gòu)件較多，后期維護費用較大。

鋼管樁靠船結(jié)構(gòu)：與鋼靠船立柱靠船結(jié)構(gòu)類似。對水位變幅的適應性較強，可根據(jù)需要設(shè)置多層系纜平臺;碼頭前沿樁基可采用混凝土樁，工程投資相對較省。但鋼結(jié)構(gòu)件后期需要維護。

框架式靠船結(jié)構(gòu)：對水位變幅的適應性較強，可根據(jù)需要設(shè)置多層系纜平臺。全部采用混凝土結(jié)構(gòu)，工程投資省。但施工受水位影響大，底部靠船墩需采用預制混凝土箱型模板，現(xiàn)澆水下混凝土，且框架的現(xiàn)澆工程量大，需結(jié)合施工水位安排好施工工序，控制好工期。

浮式靠船結(jié)構(gòu)：對水位變幅的適應性強，有效避免了大水位差分層系纜的問題，碼頭基本不承受船舶荷載，碼頭上部結(jié)構(gòu)更簡單，施工更方便，節(jié)省了工期，大大減少了橡膠護舷的用量，降低了工程造價。但浮式系泊結(jié)構(gòu)復雜，自由度多，各構(gòu)件間的有效能量分配不明確[2];且浮筒可能卡住鋼靠船樁，需要經(jīng)常檢查，即時維修。

4? 結(jié)語

（1）長江沿線高樁碼頭靠船結(jié)構(gòu)型式多樣，本文列舉的五種靠船結(jié)構(gòu)型式是長江沿線碼頭較多采用的靠船結(jié)構(gòu)型式，具體選擇需根據(jù)碼頭所在地的水文、地質(zhì)條件，結(jié)合靠泊船型、使用要求綜合考慮。

（2）每個工程項目都有其各自的特點和要求，項目設(shè)計中應結(jié)合其特點和要求采用最適合的靠船結(jié)構(gòu)型式，并根據(jù)實際情況進行優(yōu)化調(diào)整。

（3）隨著我國建港技術(shù)的進步，將會有更多新型的靠船結(jié)構(gòu)型式，我們在設(shè)計中應注意創(chuàng)新，共同推進技術(shù)進步。

參考文獻：

[1]王晉. 浮式鋼系靠船設(shè)施結(jié)構(gòu)和計算方法研究[J]. 水運工程，1998（10）： 19-22.

[2] 涂忠仁，許錫賓. 預應力混凝土靠船樁變形性能試驗研究[J]. 同濟大學學報： 自然科學版， 2005， 33（6）： 747-751， 776.

[3] JTS167-2018 碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].