右江某大高差高樁框架碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

劉澤

摘 要：本文根據(jù)百色港平果港區(qū)某高樁框架碼頭，對右江高樁框架碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了詳細地研究，研究表明，高樁框架碼頭結(jié)構(gòu)可靠、安全穩(wěn)定、整體性好，適宜作為廣西地區(qū)內(nèi)河碼頭結(jié)構(gòu)型式。

關(guān)鍵詞：高樁框架碼頭;大高差;結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：U656.1+13? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）10-0084-03

右江是連接廣西和云南的重要水運通道，是西南水運出海大通道的南線通道和珠江水系內(nèi)河航道“一橫一網(wǎng)三線”國家高等級航道的“三線”之一，在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的作用。右江經(jīng)平果上溯百色，下達南寧，經(jīng)廣州出海，依托珠江水系右江河流資源，可直達粵港澳地區(qū)。目前右江百色到南寧航道已全線渠化，可通航1000噸級船舶。

高樁框架碼頭平臺主要由基樁、立柱、橫撐、縱撐、靠船立柱、系靠船梁、橫梁、縱梁和面板等構(gòu)成，框架結(jié)構(gòu)高差大，適應(yīng)水陸高程變幅能力強，便于和后方陸域相接;同時結(jié)構(gòu)安全可靠，整體性好。本文以百色港平果港區(qū)某散雜貨碼頭為例，對高樁框架碼頭設(shè)計過程進行總結(jié)分析，為類似碼頭工程的設(shè)計提供了參考。

1項目簡介

百色港地處廣西省西部，右江穿境而過，是右江沿線重點港口。百色港是百色市綜合運輸體系及西南水運出海南線通道和打造西江億噸黃金水道的重要組成部分，是聯(lián)系西南內(nèi)陸地區(qū)和西南、華南沿海地區(qū)對外物資交流的重要口岸，具備裝卸儲存、中轉(zhuǎn)換裝、運輸組織、臨港開發(fā)、商貿(mào)物流、信息服務(wù)、客運旅游服務(wù)等功能。本項目位于右江右岸的百色港平果港區(qū)，新建1000噸級泊位4個，其中散貨泊位2個，件雜泊位2個，吞吐量為310萬噸/年，貨種為煤炭和件雜貨。本碼頭全長290m，由碼頭平臺、漿砌塊石擋墻、堆場道路、皮帶機棧橋和轉(zhuǎn)運站等設(shè)施組成。工程所在區(qū)域地下存在溶洞，水文地質(zhì)條件較復(fù)雜、水陸高程相差大，設(shè)計工作遇到很多困難。

2自然條件

2.1設(shè)計水位

設(shè)計高水位取92.35m（十年一遇設(shè)計洪水位），設(shè)計低水位取86.36m（設(shè)計最低通航水位），施工水位為88.36m。

2.2地質(zhì)條件

擬建場地屬于河流沖積階地，碼頭區(qū)位于右江沖積階地上，右江河面寬約120～200m，水深約8～20m;岸坡坡度較大，坡角55～90°不等，河床與階地高差約20m，階地多為低緩山丘，地面高程96.48～105.79m之間，岸坡及階地大部分基巖出露，局部地段可見第四系覆蓋層分布。

場地內(nèi)第四系覆蓋層主要為素填土（Q4ml）、黏土（Q4al），下伏的巖性：石炭系石灰?guī)r（C）。地層分布由上至下依次為黏土、強風(fēng)化灰?guī)r、中風(fēng)化灰?guī)r;鉆孔灌注樁進入中風(fēng)化巖面深度不小于5倍樁徑，如遇強風(fēng)化巖較厚，則樁尖進入中風(fēng)化巖面深度不小于3倍樁徑，對于傾斜巖面深度從最低點起算。對于溶洞區(qū)域，樁端需穿越溶洞進入下部完整的基巖，且樁尖進入溶洞下部中風(fēng)化巖面深度不小于3倍樁徑。

3總平面方案

根據(jù)碼頭前沿設(shè)計水深、水域的地形條件、水流的流向、泊位停泊水域及河底高程，結(jié)合流速流向資料及航道邊線，碼頭前沿線布置在100m等高線附近，基本與水流流向平行。受水域地形條件及主航道限制，碼頭前沿水域需采用疏浚方式來滿足船舶靠泊要求。擬建一個高樁直立式碼頭，碼頭前沿線離岸約20m左右，建設(shè) 4 個1000DWT干貨船泊位。碼頭主要水工建筑物為高樁平臺，碼頭平臺長 290m，寬 20m，碼頭平臺采用滿堂式高樁梁板結(jié)構(gòu)型式。碼頭平臺直接與后方陸域連接。后方陸域占地約 52.8 畝，主要布置有堆場、生產(chǎn)及輔助建筑物，主干道路寬 12m，次干道路寬 9m，呈環(huán)形布置。

4工藝方案

結(jié)合項目任務(wù)書要求和總平面布置方案，件雜泊位布置在上游側(cè)，散貨泊位布置在下游側(cè)。

散貨進口泊位：考慮到與后方廠區(qū)皮帶機的銜接，碼頭前沿布置 1 條作業(yè)線，共設(shè)置 2 臺門座起重機（含抓斗）完成卸船作業(yè)，船舶清倉作業(yè)采用推耙機，水平運輸采用皮帶機輸送系統(tǒng)，輸送至后方皮帶機預(yù)留接口處。本工程散貨泊位前方設(shè)置 1 臺 10t-22m 和 1 臺 25t-22m 門座起重機，2 臺 TB50 推耙機清倉，水平運輸選用B=1200mm，v=2.5m/s，Q=1000t/h 的帶式輸送機，兩個泊位共用一條帶式輸送機。

件雜泊位：碼頭前沿布置 3 條作業(yè)線，共設(shè)置 3 臺門座起重機（吊鉤）完成裝卸船作業(yè)，氧化鋁的水平運輸采用載重汽車，件雜貨的水平運輸采用牽引平板車，根據(jù)貨種的堆存要求，氧化鋁直接從后方廠區(qū)運往碼頭。堆場選用 5t 和 12t 叉車輔助作業(yè)。本工程碼頭前方設(shè)備選用門座起重機。氧化鋁以噸袋型式進行整袋吊裝，噸袋最大規(guī)格為1.5×1.5×1.5m，最大重量約20t，故本工程件雜泊位裝卸設(shè)備考慮2臺25t-25m門座起重機，水平運輸選用30t 載重汽車或Q25+PC20牽引平板車，堆場配12t 叉車進行輔助作業(yè)。

5水工方案

5.1結(jié)構(gòu)布置

碼頭主要由碼頭平臺組成，碼頭平臺與陸域順岸銜接。碼頭平臺長290.0m，寬20m，頂面高程100.10m。排架間距8.0m，共37榀排架，每榀排架采用3根鉆孔灌注樁，前沿第一根樁基選用Φ1600mm的鉆孔灌注樁，其余樁基選用Φ1400mm的鉆孔灌注樁，樁端進入持力層。灌注樁頂部對應(yīng)設(shè)置Φ1400mm、Φ1200mm 的立柱;立柱、靠船構(gòu)件之間設(shè)置700×800mm的縱橫向聯(lián)系撐。平臺結(jié)構(gòu)由樁基、立柱、橫撐、縱撐、下橫梁、橫梁、縱梁和面板等組成。整個框架結(jié)構(gòu)采用整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。

根據(jù)水位變化幅度，碼頭共設(shè)四層系纜，碼頭前沿設(shè)有走道板和靠船構(gòu)件，并在靠船構(gòu)件側(cè)面設(shè)置牛腿以布置系船柱，系船柱選用250KN系船柱。每榀排架前方豎向連續(xù)布置DA-A400H標(biāo)準(zhǔn)反力型橡膠護舷進行防護。

5.2結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

5.2.1結(jié)構(gòu)適應(yīng)水陸大高差

本工程碼頭面設(shè)計高程按《河港總體設(shè)計規(guī)范》計算為92.35+（0.1～0.5）=92.45～92.85m;但后方陸域地勢較高，為減少陸域形成開挖工程量，本工程結(jié)合地形實際情況，碼頭前沿設(shè)計高程（即碼頭平臺頂面高程）取為100.10m。但設(shè)計低水位僅為86.36m，兩者相差13.74m，高程變幅較大，為了適應(yīng)該高程變幅，碼頭結(jié)構(gòu)采用了高樁框架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)便于和后方陸域相接，同時門機裝卸作業(yè)方便。

5.2.2分層系纜

根據(jù)水位變化幅度，碼頭共設(shè)四層系纜，碼頭前沿設(shè)有走道板和靠船構(gòu)件，并在靠船構(gòu)件側(cè)面設(shè)置牛腿以布置系船柱，系船柱大小為250KN系船柱。每榀排架前方豎向連續(xù)布置DA-A400H標(biāo)準(zhǔn)反力型橡膠護舷進行防護，以滿足不同水位情況下船舶的系靠要求。

5.2.3樁基布置

Φ1600mm鉆孔灌注樁樁尖進入中風(fēng)化巖面深度不小于10.4m，Φ1400mm鉆孔灌注樁進入中風(fēng)化巖面深度不小于7.0m，如遇強風(fēng)化巖較厚，則樁尖進入中風(fēng)化巖面深度不小于3倍樁徑，對于傾斜巖面深度從最低點起算。對于溶洞區(qū)域，樁端需穿越溶洞進入下部完整的基巖，且樁尖進入溶洞下部中風(fēng)化巖面深度不小于3倍樁徑。

5.2.4碼頭結(jié)構(gòu)整體性好

碼頭灌注樁頂部對應(yīng)設(shè)置Φ1400mm、Φ1200mm的立柱，二層平臺設(shè)700×800mm縱橫撐與立柱連接，三層平臺設(shè)700×800mm縱撐、700×1200mm下橫梁與樁基相連，加強碼頭整體剛度。整個框架結(jié)構(gòu)采用整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)能保證碼頭在承受外部荷載時的沉降變位極小，安全可靠，整體性好。

6結(jié)語

本文根據(jù)百色港平果港區(qū)某高樁框架碼頭的設(shè)計過程，對高樁框架碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了分析，總結(jié)得出該結(jié)構(gòu)具備以下優(yōu)點：

（1）高樁框架結(jié)構(gòu)高差大，適應(yīng)水陸高程變幅能力強。

（2）分層系纜，通過設(shè)置多層系纜設(shè)施，以滿足不同水位情況下船舶的系靠要求。

（3）在工程地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)，采用鉆孔灌注樁穿越溶洞進入下部完整的基巖，該結(jié)構(gòu)也能很好地適應(yīng)地質(zhì)的變化。

（4）該結(jié)構(gòu)采用整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，整體性好，安全可靠，可以滿足各種外部荷載的作用要求。

綜上所述，高樁框架碼頭在水陸高差較大、工程水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景，具有其他碼頭結(jié)構(gòu)型式不可比擬的優(yōu)越性。

參考文獻：

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[2]劉普軍，孫鵬.長江某大水位差直立式高樁碼頭設(shè)計特點分析[A].中國水運，2020，11-0089-02.