離岸混凝土框架結構整體預制吊裝施工技術

劉寶

摘 要：在現代化港口工程快速發展的今天，碼頭工程與內陸之間的距離越來越大，施工條件也愈加復雜，促進港口作業逐步發展為離岸化、深水化及外海化?，F階段，框架結構是離岸碼頭面控制樓、機房等的主要形式，為了推進港口工程建設事業快速發展，本文結合具體工程案例，對離岸混凝土框架結構整體預制吊裝施工技術進行了探討。

關鍵詞：離岸；框架結構；整體預制；吊裝施工

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0118-02

現澆式與裝配式是目前框架結構最常見的形式，現澆式框架結構具有良好整體性及較強的抗震能力；而裝配式則現場施工量較少，具有較快的施工速度。但以上兩類施工方式于離岸碼頭框架結構工程施工來講，都需運送大量原材料。因外海施工難度大、環境復雜等因素，運輸、裝卸大量原材料及預制構件難度較大，特別是工程量大、運輸次數多及工期緊的情況下，將進一步加大運輸、裝卸施工難度，甚至出現嚴重的安全隱患。為了保證遠海水上框架結構施工安全、高效，本文以某港灣30萬t級油碼頭控制樓為例，深入研究了其受力、預制及安裝等各個方面，提出選取離岸混凝土框架結構整體預制吊裝施工技術進行施工，防止因施工條件差影響施工安全及進度，全面提升施工技術水平。

1 工程案例分析

某港灣30萬t級油碼頭控制樓屬于鋼筋混凝土框架結構，共3層。結構面積為19x16m，各層高度都有所不同，4.8m為第一層高度，3.0m為第二層高度，4.6m為第三層高度。各層柱數量為18根，梁數量為14根?？蚣苤孛娉叽鐬?.5x0.5m，0.3x0.6m為主梁截面尺寸。選取C30混凝土澆筑控制樓框架梁與柱，135m3為澆筑方量，338t為控制樓整個框架結構的總質量。

工程現場與近岸水域之間的距離為5km左右，海上風浪情況嚴重，致使船舶材料運輸難度加大。季風對該碼頭區域影響較大，南風集中于5～8月，北風集中于10月～來年3月。根據施工進度，安排5個月完成控制樓施工。但通過天氣情況分析，施工受北風及霧天影響較大，嚴重制約了施工的連續性及施工進度。為此，在對多方因素綜合考慮的基礎上，最后決定選取框架結構整體預制吊裝施工法，也就是在陸地上整體預制梁、柱，通過駁船向碼頭位置運送，起重船整體吊裝就位，即可進行支座混凝土澆筑，要求整體連接框架結構和碼頭面，最后現澆面板、砌筑砌體及完成裝飾工作。

2 框架結構受力計算

框架結構使用過程中，承受壓力的主要結構為框架柱。吊裝環節，框架柱需承受主要拉力，因此框架結構吊裝環節和使用環節受力存有差異性。為對此施工法的可行性進行驗證，在預制框架結構前期，應分析其整體受力情況，且按照構件材料及配筋狀況，對其構件承載能力進行驗算。

（1）吊點布置。于施工可操作性、結構受力情況而言，吊點布置具有極大的影響，且和整個工程質量關系重大。按照現場船機設備狀態與以往工作經驗，本工程根據雙鉤8吊點選取500t起重船進行吊裝施工。

（2）框架結構內力計算。吊裝施工中空間受力體系為框架結構的主要形式，其具有較為復雜的受力狀態，因本施工法目前應用不多，相關研究較少，計算如以平面受力狀態為主，則計算結果誤差較大?；诖?，筆者以線彈性理論為依據，通過Midas有限元軟件的Gen模塊對框架進行空間建模與受力分析。

在對自重作用充分考慮的基礎上，選取梁單元用于梁、柱，梁柱間根據剛接分析，選取鉸接法用于吊點施工。因框架結構頂層梁與柱的節點鋼筋交叉密集，為利于安裝吊點，進一步提升柱、梁高程，并進行加強角設置。C40為混凝土強度等級，Q235為吊點，預埋鋼板厚度為60mm，并選取10Φ22鋼筋進行雙面焊接。利用計算，可獲取框架結構所有梁、柱單元所受軸向拉應力。承受最大軸向拉應力的位置在結構吊點柱部位，880.8kN為其最大值。選取8Φ22作為框架柱配筋，HPB235鋼筋。根據施工設計要求，對框架柱、吊點配筋等進行檢驗及計算，結果如表1所示。

除此之外，按照混凝土施工規范規定，吊點位置鋼筋錨固長度在702mm以上，具體作業中鋼筋錨固長度在740mm以上，因此，鋼筋錨固長度與施工規范規定相符。由此得出，框架柱、吊點承載能力都與吊裝受力強度規定相符。2cm為結構整體最大撓度值，按照施工規范規定，此框架結構撓度限值在2.8cm以下，因此，框架結構整體吊裝撓度變形量與施工規范規定相符。

3 離岸混凝土框架結構整體預制吊裝施工工藝

3.1 框架結構整體預制

預制施工中，全部框架柱底部必須進行鋼筋預留，且焊接到碼頭面平臺，要求墊高預制整個框架結構。除此之外，為避免由于支墊點高差在預制環節造成極大應力變化，及有利于駁船甲板穩定框架結構，必須將鋼支承設置到吊點位置框架柱底部位置，選取砌磚支承其余柱。

澆筑第一層框架柱前，需先澆筑混凝土墊板，施工中在5mm以內控制隨意2塊墊板高度差，隨后搭設腳手架，最終綁扎柱、梁鋼筋，并安裝模板及澆筑混凝土。

（1）支設柱、梁模板。由底面對柱一次性向第三層梁底部支設。選取膠合板作為矩形柱模板，厚度為18mm，支設時選取尺寸為50x70mm的木方，為避免因混凝土側壓力導致柱模板破損，需間隔一定距離選取鋼管加固模板。選取滿堂鋼管作為梁底支架，900mm為鋼管支架縱橫向間距，順著梁兩側集訓ing2條木方放置，并在鋼頂托面上進行固定。隨后進行梁底模板鋪設，設置完梁側模板后，即可選取短木方進行斜撐施工。

（2）澆筑混凝土。選取罐車向預制現場水平運送混凝土，通過汽車泵向模內泵送。要求一層一層澆筑柱混凝土，且在梁底下方50到200mm之間設置施工縫。要求從梁的一端澆筑到另一端，直至完成梁混凝土澆筑。澆筑和振搗混凝土作業應密切配合，下料第一層時盡可能緩慢施工，充分振實后即可進行第二層下料。順著梁底保證水泥漿勻速向前包裹石子不斷前進，振搗施工禁止與鋼筋接觸。梁柱交叉位置混凝土澆筑過程中，鋼筋分布密集，可選取直徑較小的振動棒進行施工。

完成澆筑混凝土作業后，不得拆除梁、柱模板，應指派專人進行灑水養生作業，保證混凝土表面水分充足，保證其與吊裝強度相符，隨后將模板拆除裝駁運出。

3.2 框架梁柱整體吊裝

（1）框架裝駁。裝駁前期，必須測量駁船甲板的平整度，柱位測設可在甲板上進行，并對柱位甲板高差進行準確測量。隨后選取鋼板按照測量結果進行適當調平，且在5mm以內控制柱位相對高差。

吊裝施工前，需將掛鉤工作平臺搭設到框架上，并將防護欄桿設置到平臺，隨后1000t方駁側泊于碼頭前沿，30m為方駁和框架之間水平距離，最后500t起重船移動就位。選取吊索、吊具等工具向甲板上起吊、放置框架。完成整個框架裝駁作業后，選取型鋼將所有落地柱向駁船甲板上加固。裝駁后通過拖輪將起重船、駁船運送到施工現場，如海上風力在6級以上，不得進行托運施工。

（2）框架安裝及節點澆筑。當風浪等級在6級風以下時即可安裝框架結構。安裝前，為便于框架能夠將重力均勻傳送至碼頭結構層，在碼頭面層框架柱位先進行C20混凝土澆筑，體積為1mx1mx70mm。在碼頭面平臺上按照框架具體尺寸將鋼支承外邊線放出，運輸駁船就位停放，并將駁船甲板鋼支撐位置的加固槽鋼去除。吊點被起重船吊鉤掛上后，應保證所有吊點受力均勻后將框架吊起，當框架平穩后，利用縱橫移動起重船，向安裝位置吊運框架結構。

4 結語

綜上所述，近年來，隨著社會經濟的快速提升，水運工程行業取得了突飛猛進的發展，施工技術不斷提高。離岸混凝土框架結構施工作為碼頭控制樓建設中的一項重要內容，不但影響著整體施工質量，而且影響著工程的安全性。所以，施工單位要不斷加強對框架結構整體預制吊裝施工技術的研究，嚴格控制工程質量，確保高質、高效完成施工。

參考文獻

[1]趙素萍，趙保珍.建筑混凝土框架結構施工工藝探討[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2013（10）.