碼頭預(yù)制梁板采用架橋機(jī)安裝技術(shù)實踐

劉志堅 中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計研究院有限公司

1.工程概況

中委合資的廣東石化2000萬t/年重油加工工程產(chǎn)品碼頭工程，位于廣東省揭陽市惠來縣沿海，高樁梁板式碼頭共計8個泊位，其中梁、板工程量約2160件，碼頭岸線長度為1886m，位于臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，海上極端天氣頻發(fā)，多風(fēng)浪，在考慮多種因素后，決定選擇采用架橋機(jī)來完成碼頭預(yù)制梁的安裝作業(yè)。

2.施工難點(diǎn)

2.1 海況惡劣安全隱患多

2.2 工程量大，水上安裝施工效率低，成本增加很大

本工程工期緊，任務(wù)重，海況復(fù)雜多變，平均每月可作業(yè)天數(shù)少，且本項目梁板安裝工程量較大，梁、板重量為5～48t，安裝跨度較大，最大達(dá)48m。如果采用船機(jī)水上安裝梁板，選一種型號的起重船將造成較大浪費(fèi)，且無法確保按期完成，會大大地增加施工成本。

2.3 設(shè)計要求較規(guī)范嚴(yán)格

按照水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)程，必須保證預(yù)制梁與現(xiàn)澆橫梁之間、預(yù)制梁與墩臺之間的安裝縫都符合設(shè)計要求均為20mm，并選擇彈性材料填充安裝縫，以避免熱脹冷縮現(xiàn)象影響混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，梁類安裝偏差≤10mm。

碼頭預(yù)制梁安裝作業(yè)必須遵循設(shè)計要求，精度要求高，從而達(dá)到設(shè)計要求的難度比達(dá)到規(guī)范的大，因此在復(fù)雜多變的海況環(huán)境中，要采用起重船安裝施工方案，其安裝施工的精度易受到諸多因素的影響，難以保證。

3.方案的可行性

3.1 起重船海上安裝預(yù)制梁板施工方案

3.1.1 梁板出運(yùn)

在預(yù)制現(xiàn)場完成梁板的制作裝駁，制作裝駁的順序要根據(jù)現(xiàn)場安裝的需要來進(jìn)行，選擇用1臺噸位為100t履帶吊來完成吊裝作業(yè)，緩慢平穩(wěn)地將預(yù)制梁板放置于平板車上，再轉(zhuǎn)運(yùn)到碼頭前沿，按照裝駁規(guī)范完成出運(yùn)作業(yè)，起吊時在鋼纜和梁板接觸位置鋪設(shè)支墊麻袋，防止破壞梁板結(jié)構(gòu)。

梁板裝駁作業(yè)共需要1臺150t履帶吊和l艘2000t方駁，前者主要完成梁板裝駁作業(yè)，而后者主要用于運(yùn)輸梁板至安裝施工指定位置。其中，為了保證梁板運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性和避免損壞梁板的混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)在駁船甲板位置上布置墊木和通楞，并保證所有的墊木都處于相同平面上，再將梁板平穩(wěn)放置在墊木上。

3.1.2 箱梁安裝

采用2000t自航方駁將預(yù)制梁板運(yùn)輸至海上安裝現(xiàn)場，緩慢靠近250t起重船后就位，在專業(yè)人員的指揮下，平穩(wěn)吊起梁板，最終保證預(yù)制梁板擺放在設(shè)計位置。

3.2 架橋機(jī)架設(shè)碼頭梁板施工方案

3.2.1 梁板出運(yùn)

在預(yù)制現(xiàn)場完成梁板預(yù)制，并根據(jù)現(xiàn)場安裝作業(yè)的實際情況來確定裝車順序。選擇用1臺100t履帶吊來將預(yù)制梁板平穩(wěn)吊起放置在配置好的平板車上，轉(zhuǎn)運(yùn)到安裝現(xiàn)場。為了保證梁板運(yùn)輸?shù)臅惩ê桶踩?，?yīng)做好施工現(xiàn)場道路的修建及保養(yǎng)，需確保運(yùn)梁道到引橋橋面的坡度恰當(dāng)，縱坡坡度在3～4%。

3.2.2 梁板安裝

（1）喂梁。選擇用軌道運(yùn)梁車來將預(yù)制梁板從引橋根部轉(zhuǎn)運(yùn)到架橋機(jī)后部主梁位置，架橋機(jī)腿部固定在現(xiàn)澆橫梁或墩臺上，軌道鋪設(shè)在安裝完成后的預(yù)制縱梁上，每完成100米范圍內(nèi)的梁板安裝后需要移動一次架橋機(jī)，架橋機(jī)自身可完成該動作，需要時間大概1天，起吊天車嚴(yán)格按照起吊規(guī)范完成預(yù)制梁板的起吊和安裝作業(yè)。在此基礎(chǔ)上，前面的起吊天車將預(yù)制梁板吊起時，后起吊天車準(zhǔn)備完畢，相鄰兩個起吊天車速度一致，使得喂梁工作順利完成，軌道運(yùn)梁車即可返回引橋根部再次進(jìn)行運(yùn)輸。

（2）吊裝。安裝梁板過程中，應(yīng)保證梁板已在設(shè)計跨位處就位，使梁板與橡膠支座的距離恰當(dāng)，再整機(jī)攜梁橫移至設(shè)計位置，最終完成安裝作業(yè)。

3.3 方案的可行性

為了更好地提升本工程碼頭梁板安裝方案的科學(xué)性和合理性，業(yè)主單位、設(shè)計單位、施工單位和監(jiān)理單位都充分發(fā)揮了其特長和優(yōu)勢，就安裝方案進(jìn)行了充分的討論，參考類似工程的施工經(jīng)驗，對施工各個工況進(jìn)行了全面科學(xué)的核算，施工單位組織邀請了行業(yè)專家對方案進(jìn)行優(yōu)化，監(jiān)理單位對施工方案進(jìn)行了科學(xué)審核，最后確定了科學(xué)性和可行性較高的架橋機(jī)安裝方案。

4.方案對比

4.1 工序?qū)Ρ?/h3>

（1）起重船方案主要工序：①在預(yù)制場完成梁板預(yù)制；②選擇用履帶吊加平板車吊運(yùn)至碼頭前沿；③履帶吊加方駁進(jìn)行裝駁、運(yùn)輸作業(yè)；④起重船進(jìn)行安裝作業(yè)。

（2）架橋機(jī)方案主要工序：①在預(yù)制場完成梁板預(yù)制；②選擇用履帶吊加平板車吊運(yùn)至軌道運(yùn)輸車上；③梁板運(yùn)輸?shù)桨惭b現(xiàn)場，喂梁、吊裝。

（3）對后續(xù)施工的影響對比：①起重船安裝梁板施工完成一段后即可開始后道工序施工；②由于軌道運(yùn)輸車的軌道安裝在已安裝完成的預(yù)制縱梁上，架橋機(jī)安裝梁板施工完成后不能立即全面開始后續(xù)工序的施工，需待預(yù)制梁全部安裝完成后，方可一邊安裝面板，一邊退著進(jìn)行運(yùn)輸軌道拆除，從而開始后續(xù)工序的流水作業(yè)。

4.2 安全風(fēng)險對比

起重船安裝方案需要在海上進(jìn)行安裝作業(yè)，工序復(fù)雜繁瑣，容易受到風(fēng)浪天氣的影響，影響梁板安裝的穩(wěn)定性，不可控因素多，施工效率低，安全性差。

架橋機(jī)安裝方案無需海上作業(yè)，可以避免復(fù)雜多變的海況因素影響安裝作業(yè)，且架橋機(jī)固定效果好、安全性高，能夠有效提升施工效率。

4.3 質(zhì)量控制

4.3.1 成品保護(hù)

起重船安裝方案成品保護(hù)需要投入相當(dāng)大的精力，再加上需要在海上完成裝駁和吊裝作業(yè)，因此安裝工序繁瑣，成品保護(hù)難度系數(shù)高。由于起重船吊裝作業(yè)的需要，其吊索的長度較長，且在風(fēng)浪條件惡劣的海上作業(yè)環(huán)境中很容易使得船舶發(fā)生晃動，這會導(dǎo)致梁板和墩臺等結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，破壞和混凝土梁板結(jié)構(gòu)的完整性，增加修復(fù)成本，影響施工進(jìn)度。

對此，架橋機(jī)安裝方案可以直接避開風(fēng)浪及海上天氣的影響。其完全利用架橋機(jī)來實施梁板的安裝作業(yè)，墩臺固定效果顯著，且吊索長度適中，不會發(fā)生劇烈的晃動和碰撞，故而梁板成品保護(hù)的難度較小。

4.3.2 安裝精度

起重船安裝方案中影響安裝精度的因素較多，如風(fēng)浪天氣、吊索過長等因素而導(dǎo)致的船舶出現(xiàn)晃動，進(jìn)而影響梁板的安裝精度。

架橋機(jī)安裝方案不僅可以避免海上作業(yè)，還可以將架橋機(jī)固定在兩墩臺或橫梁上來完全實現(xiàn)陸上施工。值得注意的是，使用的吊索需長度適中、固定效果好、不會出現(xiàn)劇烈晃動，以保證梁板安裝作業(yè)的高精度完成。

4.4 進(jìn)度對比

按照施工工序和安裝計劃，起重船梁板安裝方案的原計劃工期為180d，考慮到風(fēng)浪因素對梁板安裝施工的影響，預(yù)計在2018年的5、6月份完成箱梁安裝作業(yè)；采用架橋機(jī)梁板安裝方案計劃工期為120d，少于起重船安裝方案60d。最后實際完成工期為103天，日平均安裝工程量約21件，大大地提高了安裝施工效率。

4.5 成本對比

（1）采用起重船安裝方案，需要投入的船機(jī)設(shè)備主要有250t起重船1艘，2000t方駁2艘，100t、150t履帶吊各1臺，平板車3輛，工期按180天計算（不包括不可預(yù)測的因素耽誤）。

（2）采用架橋機(jī)安裝方案，需要投入的主要設(shè)備有復(fù)試雙梁架橋機(jī)一臺，平板車4輛，軌道運(yùn)梁車1臺，工期按103天計算；各類船機(jī)設(shè)備按照市場價預(yù)估，經(jīng)過詳細(xì)測算，架橋機(jī)安裝方案可比起重船安裝方案在成本上大約節(jié)省30%左右。

在經(jīng)過實踐結(jié)果和充分計算的基礎(chǔ)上，在本工程的碼頭梁板安裝中，選擇施工工序少、無需海上作業(yè)、施工效率高且具有能夠保證高精度完成梁板安裝作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)的架橋機(jī)梁板安裝施工方案是正確和合理的。

5.結(jié)語

綜上所述，在某些特定施工條件下選擇架橋機(jī)安裝梁板施工是可行且合理的，該特定條件即待建碼頭為順岸式碼頭且碼頭岸線較長，安裝工程量較大，海況條件較差，質(zhì)量要求高，可作業(yè)天數(shù)少且工期緊，采用架橋機(jī)安裝梁板方案相較于起重船安裝方案具有較大的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在施工安全、施工進(jìn)度、施工質(zhì)量保障及經(jīng)濟(jì)效益等方面。因此，在碼頭建設(shè)過程中，預(yù)制梁板安裝施工方案的選擇需綜合考慮各種相關(guān)因素，并通過充分論證和對比，來擇優(yōu)選擇一種最適合本工程的預(yù)制梁板安裝施工方案。