裝配式靠船墩的關(guān)鍵技術(shù)研究

李元禮 陳晶晶

摘 要：本文針對傳統(tǒng)靠船墩的設計與施工中出現(xiàn)的問題，結(jié)合工程實例，從裝配式靠船墩的設計、生產(chǎn)、施工等方面對結(jié)構(gòu)尺度、構(gòu)件鏈接、工廠化生產(chǎn)及現(xiàn)場吊運、安裝等關(guān)鍵技術(shù)進行分析、提出對策，在工程建設中推廣裝配式靠船墩，提高質(zhì)量及生產(chǎn)效率，進而提高靠船墩建設的經(jīng)濟效益與社會效益。

關(guān)鍵詞：裝配式;靠船墩;關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：U653.99? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）03-0139-02

1引言

隨著科技的進步和社會的發(fā)展，未來需要在短時間內(nèi)獲得更多更高的品質(zhì)工程。面對這種需求如何把握，對整個水運工程建設及發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。實現(xiàn)工程建設的工業(yè)化，是迎接挑戰(zhàn)的必要途徑。依據(jù)聯(lián)合國工業(yè)化定義的理解，船閘工程需要通過結(jié)構(gòu)標準化、生產(chǎn)工廠化、施工機械化及管理科學化，提高工程質(zhì)量。工業(yè)化與傳統(tǒng)的根本區(qū)別是生產(chǎn)方式的改變，表現(xiàn)為設計標準化、生產(chǎn)工廠化、施工機械化。

2傳統(tǒng)靠船墩結(jié)構(gòu)的建設現(xiàn)狀

現(xiàn)有樁柱式靠船墩結(jié)構(gòu)中，素混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)占主導地位。樁柱式靠船墩幾乎全部采用現(xiàn)場澆注施工，沒有構(gòu)件工廠化生產(chǎn)，由于該結(jié)構(gòu)整體性好、剛度大，在工程中廣泛應用。但該結(jié)構(gòu)缺陷也較明顯。

2.1工業(yè)化程度低

現(xiàn)澆構(gòu)件施工中，很多工序無法由機械替代，比如模版全部由工人現(xiàn)場支模，需要工時長、強度大，導致機械化操作程度較低。同時，現(xiàn)場施工對構(gòu)件的質(zhì)量影響也比較大，工人操作又容易導致質(zhì)量缺陷。

2.2施工工期長

現(xiàn)澆構(gòu)件施工，施工工序一般為搭腳手架、支模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土等，大多數(shù)工作由工人現(xiàn)場安裝完成，生產(chǎn)效率低、工期較長。同時，由于現(xiàn)場施工，容易受施工場地、自然條件等影響，導致工期更長、質(zhì)量更低，效益發(fā)揮不充分。

2.3工程成本控制難度大

由于現(xiàn)澆構(gòu)件工序多，工人勞動強度大，容易受外界干擾，工程成本控制難度較大。而且，工期較長，影響成本的因素就越多，進一步增加了成本控制難度。

2.4工程質(zhì)量難以得到保證

混凝土結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆體系，施工質(zhì)量要求較高。在混凝土振搗過程中，易發(fā)生漏振，振搗不密實等情況，結(jié)構(gòu)剛度小、強度低，如果養(yǎng)護時間短便拆除模版，容易導致構(gòu)件開裂等問題。同時，所有工序都是現(xiàn)場操作，給質(zhì)量控制增加很多困難。現(xiàn)場施工使用的材料來源廣，很難監(jiān)控?，F(xiàn)場施工工序多，難以標準化施工，對多構(gòu)件的質(zhì)量有很大的影響，且每個工序均有工人現(xiàn)場操作，工人的責任、技術(shù)水平等都不一致，使工序質(zhì)量很不穩(wěn)定，從而對工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。

3裝配式靠船墩工業(yè)化生產(chǎn)

3.1裝配式靠船墩工業(yè)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1墩身與鋼管樁連接節(jié)點

墩身底節(jié)與樁身采用“坐板凳”形式安裝，即在鋼管樁頂部開U形槽，用整根槽型鋼貫穿兩根相鄰鋼管樁頂部U形槽，兩兩相連;并在位于對角線的兩根鋼管樁間以剪刀型鋼連接，以保證墩身鋼樁整體穩(wěn)定性，并抵抗墩身底節(jié)偏載作用。在墩身底節(jié)預制塊件對應于鋼管樁位置預留上的圓臺洞，圓臺洞周圍設環(huán)壁構(gòu)造筋。另將墩身底節(jié)的底板螺紋筋預先彎折順圓臺洞砼面呈傘形布置。底節(jié)塊件安裝到位后，將其扳平，并以同規(guī)格鋼筋綁條焊形式將對應位置鋼筋連接，使填芯籠主筋與墩身底板頂?shù)酌驿摻罹W(wǎng)交叉，采用C30防收縮砼澆圓臺洞，確保墩身與樁良好固結(jié)。

3.1.2墩身塊體拼縫嚴密

在專業(yè)預制工廠，采用同一套鋼模具，流水化作業(yè)預制墩身塊件，客觀上保證了預制件的尺寸準確，拼合縫采用企口縫或焊接。

3.1.3墩身側(cè)壁主筋連接要牢固

墩身側(cè)壁主筋連接采用套管灌漿搭接法連接，按照有關(guān)規(guī)程進行設計和施工。

3.1.4拼裝成型的墩身整體性

在預制結(jié)構(gòu)的四角預留孔洞，拼裝完成后，通過鋼管樁或工字鋼連接，并用水泥砂漿或混凝土填筑形成一個整體。

3.2裝配式靠船墩工業(yè)化生產(chǎn)

根據(jù)工業(yè)化裝配式生產(chǎn)的需要，必須針對裝配式靠船墩構(gòu)件之間的連接及施工現(xiàn)場的吊運、安裝，選擇合適的參數(shù)范圍，提出靠船墩構(gòu)件的尺寸范圍，并根據(jù)構(gòu)件的尺寸、重量選擇吊運設備和安裝工藝。

3.2.1總體設計

基于裝配式樁柱式靠船墩的工業(yè)化生產(chǎn)，主要研究針對不同噸位系靠船型的樁柱式靠船墩的結(jié)構(gòu)尺度、構(gòu)件大小及鏈接、施工現(xiàn)場構(gòu)件吊運、安裝，確定合理的控制參數(shù)，根據(jù)不同的構(gòu)件尺寸配備不同吊運設備和施工安裝工藝。

3.2.2靠船墩構(gòu)件尺寸設計

根據(jù)系靠船型規(guī)格及水位變化情況，確定裝配式靠船墩的大小，然后根據(jù)構(gòu)件受力及吊裝施工的要求，確定樁柱式靠船墩合理的構(gòu)件尺寸。

3.2.3構(gòu)件連接設計

為確保裝配式樁柱式靠船墩安裝后結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，在滿足受力的要求下，各構(gòu)件之間的連接采用鋼管樁或工字鋼加現(xiàn)澆混凝土。

3.2.4構(gòu)件工廠化生產(chǎn)

為確保構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)，適合批量生產(chǎn)及方便現(xiàn)場安裝的構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)形式，在現(xiàn)有生產(chǎn)線的基礎上加以改造，便可批量生產(chǎn)樁柱式靠船墩預制構(gòu)件，根據(jù)構(gòu)件特點，選擇適合的生產(chǎn)工藝、混凝土配合比及吊點布局等，以保證構(gòu)件在運輸和吊運安全。

3.2.5靠船墩施工技術(shù)

樁柱式靠船墩施工應合理安排施工方案，降低支架投資及施工難度。主要施工技術(shù)從起吊設備的選擇、施工工藝的研究、施工階段的監(jiān)測等方面出發(fā)。

4裝配式靠船墩工程應用實例

4.1工程概況

以九圩港一線船閘工程下游13座靠船墩為例，靠船墩結(jié)構(gòu)施工圖設計為下部鋼管樁基礎+上部鋼筋混凝土墩身。

4.2 靠船墩設計

樁柱式靠船墩由下部鋼管樁基礎和上部箱形承臺組成?？看枕敻叱台?.9，箱形承臺底高程為▽0.7?？看枕斊矫娉叽缇鶠?.8×7.5（m），靠船面、背面箱壁厚度均為1.0m，基礎采用4根φ1.0m的鋼管樁，樁長為23m，承臺底平面尺寸為7.25×7.5（m）。上部箱形承臺在高程▽2.0、▽3.5、▽5.0處設置齒型縫，把上部承臺分成四塊預制。

4.3裝配式靠船墩的安裝

打樁船精確定位打入鋼管樁，用雙拼25槽鋼將四根鋼管樁相互連接，在鋼管樁中填入樁芯鋼筋籠，鋼筋露出長度滿足錨固要求;將箱型承臺底板坐在鋼管樁上，錨筋與承臺底鋼筋相連接，用砼填充。依次將剩余三塊疊在承臺底板上，接觸面上刷西卡膠防止接觸縫進水，各塊件的榫頭和榫眼一一對應安裝。將預應力鋼筋穿入預留的套管中，施加預應力，使接觸面縫隙滿足設計要求。通過在最頂部預制塊上預留的孔向承臺空箱筑滿混凝土。

5結(jié)論

通過產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)構(gòu)配件，不僅可以保證構(gòu)配件的質(zhì)量，減少現(xiàn)場施工中出現(xiàn)的各種問題，還可以大大提高生產(chǎn)效率，減少施工時間及施工對現(xiàn)有航道通航的影響，進而提高裝配式靠船墩的經(jīng)濟效益和社會綜合效益。

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