寧波—舟山港北侖港區(qū)五期集裝箱碼頭工程龍門吊安裝工藝實(shí)踐

吳青青　趙新宇

摘 要：寧波-舟山港北侖港區(qū)五期集裝箱碼頭10#、11#泊位水工工程在利用龍門吊安裝預(yù)制構(gòu)件過程中存在4個(gè)主要困

難，針對(duì)這些問題介紹了該工程龍門吊的安裝和相關(guān)施工工藝，以期為相關(guān)類似工程的施工提供參考。

關(guān)鍵詞：集裝箱碼頭 梁板安裝工程 龍門吊 施工工藝

寧波-舟山港北侖港區(qū)五期集裝箱碼頭工程（以下簡(jiǎn)稱北侖五期工程）擬建位置位于寧波市北侖區(qū)穿山半島北側(cè)、與北侖四期集裝箱碼頭工程（3#～7# 泊位，以下簡(jiǎn)稱北侖四期工程）毗鄰，位于《寧波—舟山港總體規(guī)劃》的集裝箱港區(qū)內(nèi)，深水近岸、配套設(shè)施及條件完善、集疏運(yùn)條件較好、建設(shè)條件優(yōu)良。北侖五期工程的建設(shè)規(guī)模為5個(gè)2萬(wàn)～10萬(wàn)噸級(jí)集裝箱專用泊位，分別為四期工程西側(cè)的2#泊位和東側(cè)的8#～11#泊位。下面針對(duì)10#、11#泊位，介紹龍門吊陸上梁板安裝方案和龍門吊施工流程和施工方案，以期為類似工程的施工方案提供借鑒。

工程概況

10#、11#泊位工程西接北侖五期9#泊位，除第1結(jié)構(gòu)段為棧橋式布置外，其余結(jié)構(gòu)段與平臺(tái)、接岸結(jié)構(gòu)一起形成滿堂式布置。碼頭采用寬平臺(tái)結(jié)構(gòu)，工程全長(zhǎng)700.0m，寬112.5m和126.0m，設(shè)計(jì)碼頭前沿泥面標(biāo)高-17.6m，設(shè)計(jì)?？?個(gè)50000t級(jí)泊位。該工程主要內(nèi)容自海側(cè)向岸側(cè)依次為：碼頭平臺(tái)（簡(jiǎn)稱MT，下同）41.5m、前平臺(tái)（簡(jiǎn)稱QPT，下同）29.29m、后平臺(tái)（簡(jiǎn)稱HPT，下同）35.27m。

后平臺(tái)長(zhǎng)635m，寬35.27m和55.21m（西段），排架間距10.48～12.9m不同，共47個(gè)排架。碼頭上部除HPT2（72.5m）為陸上場(chǎng)地外，其余為樁帽、預(yù)制縱橫梁結(jié)構(gòu)。其中后沿兩排架SS、TT排架采用φ1200mm灌注樁，灌注樁位于臨時(shí)圍堰上面，根據(jù)工程總體計(jì)劃，灌注樁施工需等臨時(shí)圍堰至接岸軸線間真空預(yù)壓后才能進(jìn)行，工期較晚，因此RR～TT排架間的梁、板安裝需采用陸上安裝。

陸上安裝范圍為后平臺(tái)三分段87#排架～后平臺(tái)七分段123#排架，共計(jì)37個(gè)排架，包括SS排架縱梁36根、TT排架軌道梁36根，87#排架～ 123#排架37個(gè)排架橫梁74根，RR～TT排架面板142塊，預(yù)制梁重26～94.3t/件，預(yù)制面板重約23～32t，共計(jì)陸上安裝預(yù)制梁板288件。

起重設(shè)備

龍門吊由指定專業(yè)廠家制作，龍門吊跨度（軌距）30m、凈高海側(cè)邊12m，岸側(cè)邊14.06m。主鉤額定起重量100t，副鉤額定起重量30t，吊鉤為單鉤可旋轉(zhuǎn)式，起升高度為15m。大車運(yùn)行速度0～15m/min，天車運(yùn)行速度0～10m/min，起升速度0～2m/min。龍門吊工作時(shí)最大抗風(fēng)能力7級(jí)，停止時(shí)最大抗風(fēng)能力12級(jí)。龍門吊軌道采用P70鋼軌，軌道下面鋪設(shè)枕木，龍門吊支腿為分段式（起升高度可調(diào)整為12m、9m）。具體詳見龍門吊總裝示意圖。

起重船采用三航竣四和三航起重12#兩種船型以適合不同噸位的要求。兩種船均為日本四國(guó)建機(jī)制造的旋轉(zhuǎn)式起重船。三航竣四和三航起重12#工作時(shí)最大抗風(fēng)能力分別為6級(jí)和7級(jí)，拖航最大抗風(fēng)能力均為8級(jí)，總噸位分別為800t和1482t，主鉤最大鉤速分別為10m/min和1.5m/min，副鉤最大鉤速分別為15m/min和5m/min。

安裝工藝

安裝施工工藝流程為：①預(yù)制梁落駁，由水上拖運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)；②水上起重船吊運(yùn)傳遞至平板車，運(yùn)至龍門吊下；③龍門吊安裝梁就位；④進(jìn)行上節(jié)點(diǎn)施工。重復(fù)這個(gè)過程直到完成該安裝工程。

1、鋼絲繩選取和驗(yàn)算

鋼絲繩選用1550 Mpa的6×37鋼絲繩，安全系數(shù)取5.0，換算系數(shù)取0.82，鋼絲繩與構(gòu)件夾角為60°以上。吊梁的鋼絲繩選用直徑56 mm的鋼絲繩2束，其有效破斷拉力為1178×1550×0.82×2=299.4t。由于梁最大重量Q=94.3t，選用四點(diǎn)吊，取N=3，則S鋼絲繩承受拉力為 ，考慮安全系數(shù)后，鋼絲繩的極限承受拉力為P=KS=5×36.3=181.5t<299.4t，因此滿足要求。

吊板的鋼絲繩選用直徑43mm鋼絲繩，其有效破斷拉力為697×1550×0.82=88.59t。面板最大重量Q=32t，四點(diǎn)吊（計(jì)算取3點(diǎn)），則承受拉力為 ?？紤]安全系數(shù)后，鋼絲繩的極限承受拉力為P=KS=5×12.3=61.5 t<88.59t， 因此滿足要求。

2、龍門吊位置設(shè)置和施工過程

海側(cè)龍門吊軌道設(shè)置在PP排架面層上，中心位置在PP排架縱梁軸線中心處；岸側(cè)龍門吊軌道設(shè)置時(shí)，考慮潮水及現(xiàn)場(chǎng)施工等因素，先將接岸結(jié)構(gòu)擋浪墻澆至+4.94m，然后將軌道設(shè)置在擋浪墻上，中心位置基本位于擋浪墻中心位置，擋浪墻結(jié)構(gòu)見下圖，兩軌之間中心距為30.0m。

海側(cè)軌道設(shè)置在已澆筑的面層上，面層標(biāo)高為+6.91 m，岸側(cè)軌道設(shè)置在1.1 m高的的擋浪墻上，標(biāo)高為+4.94 m，兩側(cè)軌道高差為1.97 m，P70鋼軌下面設(shè)一層枕木，枕木采用150×200mm枕木，以海岸側(cè)方向鋪設(shè)，平鋪（高度150mm），間距500 mm，長(zhǎng)度1.2 m。鋼軌與枕木之間采用道釘固定。

需安裝的最長(zhǎng)梁為GL6a，長(zhǎng)度為11.9 m，吊點(diǎn)之間間距為7.88m，鋼絲繩起吊夾角以600控制，梁底到吊鉤距離為6.97m，考慮底部平板車高度1.2m，梁高2m，故龍門吊凈高12m能滿足要求。

龍門吊安裝施工時(shí)除了需要拖輪、方駁運(yùn)輸梁板配合外，還需要三航“浚四”或三航起重12#起重船配合龍門吊安裝。起重船停泊在碼頭前沿，將梁或板從方駁吊運(yùn)到平板車上，通過龍門吊“行走”（上、下游方向移動(dòng)）或行車移動(dòng)（海、岸側(cè)方向移動(dòng)）將平板車上的梁或板安裝就位。對(duì)平板車的行走路線主要設(shè)置在排架軸心上，同時(shí)對(duì)線路采用醒目的標(biāo)識(shí)進(jìn)行設(shè)置，嚴(yán)禁載重時(shí)平板車隨意變更行走路線，以確保工程結(jié)構(gòu)的安全。

荷載驗(yàn)算

1、岸側(cè)地基基礎(chǔ)荷載驗(yàn)算

由于龍門吊的岸側(cè)為灘涂，不適宜作為支腿的支撐面。龍門吊岸側(cè)邊的支腿選擇位于經(jīng)過85kPa真空預(yù)壓處理的基礎(chǔ)上，該基礎(chǔ)在停止真空預(yù)壓處理時(shí)的每天沉降量已連續(xù)10d以上小于2.0 mm。根據(jù)龍門吊最大吊重時(shí)的輪壓為不大于190KN，其輪距長(zhǎng)度為2×2.0m，擋墻基礎(chǔ)的寬度為2.0m，因此龍門吊在作業(yè)時(shí)作用于岸側(cè)地基上的壓力為190÷（2×2.0×2.0）+1.1×25=51.25kPa<85kPa，因此龍門吊岸側(cè)的支腿基礎(chǔ)滿足要求。

2、碼頭面層荷載驗(yàn)算

陸上平板車采用普通平板車和特種低平板車（長(zhǎng)14.0m，寬3.2m，高1.1m，詳見附圖），普通平板車可載重60t，主要進(jìn)行拖運(yùn)預(yù)制面板；特種低平板車可載重100t，主要進(jìn)行拖運(yùn)預(yù)制梁。其中平板車普通平板車的后軸采用3軸結(jié)構(gòu)，共設(shè)有12個(gè)輪胎，前軸采用2軸結(jié)構(gòu)，共設(shè)有8個(gè)輪胎。而特種低平板車的后軸采用4軸結(jié)構(gòu)，共設(shè)有16個(gè)輪胎，前軸采用2軸結(jié)構(gòu)，共設(shè)有8個(gè)輪胎。因此按照特種低平板車的最大載重時(shí)進(jìn)行碼頭面層荷載驗(yàn)算：

特種低平板車的受力示意圖如下：

計(jì)算參數(shù)：

平板車單個(gè)輪胎的受壓面積S=0.2×0.5=0.1m2

最重預(yù)制梁重量G=94.3t

P1=5.6G÷11.6=45.5t

P2=6G÷11.6=48.8t

前軸最大軸壓F1=P1/2=227.5kN，輪胎接地壓力P前=F1÷4S=0.57MPa

后軸最大軸壓F2=P2/4=122kN，輪胎接地壓力P后=F2÷4S=0.31MPa

根據(jù)五期工程設(shè)計(jì)說明中碼頭的流動(dòng)機(jī)械荷載按40英尺集裝箱拖掛車荷載考慮，最大軸壓為230kN，輪胎接地壓力為0.96MPa，因此平板車的流動(dòng)荷載小于設(shè)計(jì)荷載，滿足設(shè)計(jì)要求。另外對(duì)平板車的行走路線主要設(shè)置在排架軸心上，基本位于樁帽上節(jié)點(diǎn)的附近，更有利于工程結(jié)構(gòu)的安全。在面層上對(duì)平板車行走線路將采用醒目的標(biāo)識(shí)進(jìn)行設(shè)置，嚴(yán)禁載重時(shí)平板車隨意變更行走路線，以確保工程結(jié)構(gòu)的安全。

另外，由于龍門吊岸側(cè)支腿設(shè)置在岸側(cè)基礎(chǔ)，其地基屬于經(jīng)過處理的灘涂上，而龍門吊另一側(cè)則設(shè)置在碼頭面層（這一層基本不會(huì)沉降），施工過程容易產(chǎn)生不均勻沉降而影響龍門吊的安裝。因此，施工過程中需定期對(duì)岸側(cè)的軌道進(jìn)行標(biāo)高實(shí)測(cè)，若有超出軌道允許標(biāo)高之外的將及時(shí)采用碎石進(jìn)行墊高。并經(jīng)常檢查重要部位鋼結(jié)構(gòu)是否變形；主要工作機(jī)械是否正常，及時(shí)潤(rùn)滑清潔、緊固、防腐；特別注意各鋼絲繩的狀況，斷絲超過10%或有斷股現(xiàn)象的必須立即更換；各制動(dòng)器是否可靠，及時(shí)調(diào)整，并且暴露的制動(dòng)器一定要遮蓋；各重要部位的螺栓聯(lián)接是否可靠等。

（第一作者單位：寧波港建設(shè)開發(fā)有限公司）