浮碼頭設計中單樁多箍式定位結構的應用探析

施衛衛

摘 要：在我國內河中，比較常見的一種碼頭形式就是浮碼頭，它的升降可以結合水位自動進行，具有較高的靈活性，在定位方面包括諸多的形式，如錨鏈定位、撐墩加撐桿定位等。傳統的鋼導樁定位結構需要占用較大空間，花費較多的資金，并且兩側浮泵，同時定位也無法有效實現，針對這種情況，可以將先進的單樁多箍式定位結構應用過來。該文簡要分析了浮碼頭設計中單樁多箍式定位結構的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：浮碼頭設計 多箍式定位結構 應用

中圖分類號：U65 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0053-01

如今在浮碼頭設計中，已經開始廣泛應用單樁多箍式定位結構，相較于傳統的抱箍定位方式，其具有一系列的優勢，可以促使空間費用得到有效減少，工程定位樁的數量得到減少；但是它的施工是一項比較復雜的工程，需要綜合考慮諸多方面的因素，科學設計和分析，保證浮碼頭的設計質量。該文以南通某浮碼頭工程為例，分析了在浮碼頭設計中如何合理應用單樁多箍式定位結構，希望可以提供一些有價值的參考意見。

1 項目概述

該文以南通某浮碼頭工程為例，工程位于江蘇省南通市經濟技術開發區，結合相關管理部門的規定和要求，需要沿著岸線將鋼制浮平臺設置于碼頭內側。

2 采用單樁多箍式定位結構的原因

因為在該工程項目中，已經確定了碼頭前沿線（其前沿線布置在-14m等高線附近），可用水域寬度在較大程度上限制到了泵船和浮泵平臺的定位，并且需要保證泵船能夠同步鋼浮泵平臺的升降，該水域寬度比較的狹窄，那么就無法實施錨鏈定位、撐桿及撐墩定位等，如果是采用傳統的鋼導樁定位模式，那么對于每一艘泵船以及各個分段浮平臺，都需要對鋼導樁獨立的設置，進行定位，雖然具有一定的可行性，但是建成之后，因為導樁數量較多，對于工程所在地的景觀，會造成較大的破壞，從技術經濟等多個角度進行考慮，我們最終在定位方面，選擇了單樁多箍式定位方式。

3 單樁多箍式定位方式介紹

具體來講，單樁多箍式定位就是一個將多個抱箍結構設置于同一個鋼導樁上，同時限位導樁內外側浮泵，鋼抱箍就是浮泵和鋼導樁的連接限位結構。該工程將1 200鋼管樁作為定位鋼導樁，鋼樁壁厚度為20mm左右，結合極端高水位下上層抱箍高程加波浪超高來確定鋼導樁的頂高程，利用兩根抱箍鋼樁來固定每艘泵船與對應分段浮泵平臺，設置的鋼導樁數量有10個，單樁長度為35m左右，將C25素混凝土灌注于鋼導樁內，將外伸抱箍構件設置于泵船與鋼制浮平臺外，綜合考慮了各個泵體的吃水高度，最終決定在平臺抱箍下側設置泵船抱箍。

為了保證正常運行定位設置，非常關鍵的一個環節就是設計限位裝置，抱箍裝置需要將限位作用充分發揮出來，避免浮泵產生的位移和傾角超過了相關的規定和要求，還需要保證沿著定位鋼樁，浮泵能夠上下浮動，經過綜合研究，有效結合了廠內預制和現場安裝的方式，來安裝抱箍，并且將橡膠輪緩沖設置于抱箍內壁。

4 單樁多箍式定位結構設計

（1）自然環境：通過相關的調查研究我們發現，工程區域設計高水位和設計低水位分別為4.01m和0.8m，最大流速和最大風速為2m/s和2m/s，用m來表示樁基入土范圍內土層水平地基反力系數，結合相關的地質資料，得出加權平均值，因為工程所在地區，位于航運樞紐地帶，那么，船行波主要會對工程造成影響，平均波高為0.6m。

（2）設計概況：在正常的使用狀態下，有著諸多的荷載工況都需要設計計算。首先是船舶靠泊的過程中，會撞擊到臨水側浮泵，向鋼導樁傳遞這種撞擊力，在這種情況下，鋼導樁為單點受力狀態。要緊密依據港口工程荷載規范的相關規定，來科學計算船舶停靠過程中的有效撞擊能量，結合有效撞擊能量和抱箍緩沖物吸能曲線來計算沖擊力，那么就可以求出單個鋼導樁承受的最大船舶撞擊力。在停靠狀態下，船行波會影響到鋼導樁兩側浮泵結構，有擠靠力產生，那么就可以用兩點受力狀態來簡化鋼導樁，結合FlORy經驗公式來計算船行波對系泊船產生的最大作用力及力矩。按照工程所在航道統計資料平均尺度來考慮航行船舶的尺度，然后對船行波對鋼導樁外側浮泵船及內側浮泵體結構產生的縱橫向作用力及彎矩進行分別計算。經過一系列的計算發現，在鋼導樁設計中，非常重要的一個考慮因素依然是船舶靠泊時的撞擊力，可以利用船行波對結構的影響來復核結構強度。特別是部分區域有著較大的船舶航速，因為有正比關系存在于船行波的效應和船舶速度之間，特別是將單樁多箍式定位結構給應用過來時，因為船行波會同時作用于多個浮體，那么船舶靠泊時產生的撞擊力對結構的影響可能不如船行波對結構的影響。此外，因為會非常頻繁的發生船行波，為了避免波浪涌動影響到多層鋼抱箍，進而導致碰撞磨損等問題出現，那么就需要嚴格控制多層鋼抱箍間的間距，保證比船行波的平均波高要大，如果間隔空間無法保證，那么就需要將緩沖結構設置于多層抱箍之間。

5 結語

通過上文的敘述分析可以得知，單樁多箍式定位結構具有一系列的優勢；在該工程中，已經成功實施和應用了單樁多箍式定位結構，這種定位方式，比原來抱箍定位方式的空間和費用更小，并且工程定位樁的數量得到了減少，還可以有效連接鋼導樁內外側浮泵結構，具有較好的經濟性。在浮碼頭中，如果需要統一管理各個獨立泵船，就可以采用這種結構形式。但是在具體實踐中需要注意的是，因為還沒有較多的工程案例，沒有積豐富的實際經驗，在實踐中還有諸多的問題需要解決，那么就需要相關人員不斷努力，積極借鑒其他成功經驗，結合工程具體情況，科學設計方案，以便將單樁多箍式定位結構成功應用到浮碼頭設計中。

參考文獻

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