碼頭工程空心板安裝方案探討分析

王 矗，張功成

中交第二航務工程局有限公司，湖北武漢 430012

1 工程概況

某有限公司為發展經濟，壯大生產規模，擬在長江內側興建一座3 000t～5 000t級泊位的進出口倉儲碼頭，碼頭全長118m，寬18m。碼頭后方設有引橋兩座，布置在上、下游，其中下游引橋長95m，上游引橋長96.72m，橋面寬度均為8m，引橋下部結構為灌注樁基礎，上部為梁板式結構。上、下游引橋各14跨，其中江側兩跨為現澆板，預制空心板96塊，上、下游引橋各48塊，每跨4塊。

2 方案比較

第一種方案是在岸側引橋兩側先鋪一層石子便道，用50T履帶吊安裝。用這種方法保險系數最高，但費用較高，對于一個造價比較低的工程是一個不小的數目。

第二種方案是用“土辦法”，把空心板全部倒運在引橋的岸側（第一跨可以直接安裝），在已安板上鋪上軌道，然后用卷揚機拉到所安裝的前后位置，用葫蘆固定左右位置。這種方法雖然費用較低，但進度比較慢，很難滿足施工工期要求。

第三種方案是用吊車停靠在已安完的板上，安裝下一跨的空心板，考慮到當時板的重量將近10T，經過對吊車的技術參數和現場的考察決定用25T汽車吊。這種方案簡單、經濟，但保險系數是個未知數，為此，對這種方案進行詳細的分析與探討。

3 第三種方案的分析與探討

3.1 25T汽車在空心板上行駛和安裝的受力分析與計算

考慮25T汽車吊是在安裝時的受力情況，以簡力板計算。空心板長6.3m，寬2m，高0.45m，擱置長度為0.25m。

3.1.1 汽車吊行駛時跨中最大彎矩的分析與計算

25T汽車吊中后軸間距4.325m為集中荷載，根據25T汽車的質量參數，前軸為P2為3.65T，中后軸為P1為1 0.85T、當中后軸在板中央時為最不利荷載，行駛時跨中受到的最大彎矩為：Mj=M0+Mc1max+Mc2。

式中：

M0為空心板自重荷載產生的跨中彎矩；

Mc1max為汽車吊行駛時產生的跨中最大彎矩；

Mc2為其它變載產生的跨中最大彎矩。

1）M0的計算

2）Mc1max的計算

式中：l0為空心板跨距；

α為沖擊系數，取1.3。

Mc1max按《高樁碼頭設計與施工規范》確定相關系數及綜合系數后，計算得出。首先確定空心板的抗彎剛度與抗扭剛度比例系數將引橋空心板圓形空心截面轉化為矩形空心截面，如圖1、2所示，根據面積相等且慣性矩相等的原理得：

解得b1=544mm，h1=260mm。

3）Mc2的計算

汽車行駛時，其它變載按均載考慮，且假設均載q為5kN/m2，Mc2=1/8×q×l02×α=1/8×5×6.552×1.3=34.86kN·m。經上述計算可得，行駛時跨中受到最大的彎矩為Mj= M0+Mc1max+Mc2=82.75+231.2+34.86=348.81kN·m。

3.1.2 行駛時支座最大剪力計算

支座的剪力由三部分構成，空心板自重產生的支座剪力Q0；汽車行駛時產生的支座剪力Qc1；以及其它變載產生的支座剪力Qc2。

1）Q0的計算：Q0=1/2×15.43×6.3=48.61kN；

2）Qc1的計算：

3）Qc2的計算：

其它變載按均載q等于5kN/ m2計，

故行駛時支座最大剪力：Qj= Q0+（Qc1max+Qc2）×α=48.61+（112+15.8）×1.3=214.75kN。

3.1.3 安裝時受到的最大彎矩計算。

根據《高樁碼頭設計與施工規范》及汽車吊質量參數，支腿橫向跨徑5.9m，縱向跨徑為2.45m，考慮其受力，汽車吊的荷載集中作用點上布置1m的鋼板。由下列數字：a1=b1=1m，a1′=2.08m，b1′=2.45m，la=6.3m，lb=8m進行計算。

3.2 空心板承受安裝載荷能力的分析與計算

3.2.1 承受彎矩能力的分析與計算

將圓孔折算成等效矩形孔，然后按T形截面計算。

1）判斷T形截面類型

考慮其特殊情況，設砼強度為C20，Ⅱ級鋼筋。

Ra=11Mpa，Rg=340Mpa，

配筋為螺紋鋼19Φ20，Ag=5 969mm2， ag=5cm，

故屬于第Ⅰ類T形截面。

2）計算截面所能承受的最大彎矩

滿足要求。

3.2.2 空心板承受剪力能力的分析與計算

空心板的箍筋間距為20㎝，配筋為圓筋5Ф10，ho=45-5=40cm，b=91.2cm，Rl=1.3MPa，

式中：p=100×μ=0.016×100=1.6＜3.5取1.6；

通過對第三種方案的受力分析及計算，可知選用第三種方案是安全可行的。

4 結論

在該工程空心板安裝施工中，我們采用了本文論述的第三種方案。這種方案減少了空心板的倒運次數，節省了機械臺班費和人工費等，工期不僅有了保障，還比預計提早。整個安裝過程沒有出現任何安全和質量事故，充分表明這種安裝方案是合理的。

[1]高樁碼頭設計與施工規范（JTj291-98）.