集裝箱重箱堆場平面布置及結構設計

吳加武

摘 要：做好集裝箱重箱堆場平面布置及結構設計，對于保證重箱堆場工作效率及安全性、降低工程投資具有重要意義。本文結合粵東某港口工程重箱堆場設計，分析了以往類似工程的設計方案，最終選擇了合理性和經濟性較好的平面布置及結構設計方案，為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：重箱堆場 跑道梁 箱角梁 碎石鋪面

1.引言

隨著國內外港口工程的發展，各大港口集裝箱吞吐量不斷增長。重箱堆場主要的作用荷載為集裝箱箱角集中荷載，其次為水平運輸機械荷載。重箱堆場鋪面結構選型關系到重箱堆場區工作效率、投資成本、維護費用及使用的安全性。我國集裝箱重箱堆場經過多年的實踐，各個港口差異較大，主要有混凝土鋪面、聯鎖塊鋪面、箱角梁+混凝土預制塊（聯鎖塊或四角塊）鋪面等結構型式。

2.工程概況

粵東某港口工程，集裝箱重箱堆場面積約2.2萬m2，原狀土層表層含3～5m淤泥，下臥為粉質粘土、砂層和基巖。地基處理采用插板堆載預壓+動力排水固結法進行加固處理。預計地基處理交工面以下含5m左右開山土或中細砂層。根據裝卸工藝要求，重箱堆場集裝箱為“堆5過6”，采用41T輪胎式龍門吊，不考慮正面吊作業，并設置40T集裝箱拖掛車運輸通道。

根據《港口工程荷載規范》（JTS 144-1-2010），荷載取值如表1。

（1）重箱箱角荷載

（2）流動機械荷載

40T集裝箱牽引半掛車（TR-40）：200 kN /軸；

41T輪胎龍門吊（RTG56S41）空載行走（轉場區）：260kN /輪（共8個輪）；

41T輪胎龍門吊（RTG56S41）滿載行走（跑道梁）：340kN /輪（共8個輪）。

3.幾種設計方案比選

根據以往工程經驗，設計方案主要有：混凝土大板、聯鎖塊鋪面、箱角梁+混凝土預制塊鋪面，見表2。

混凝土大板（方案一）屬于剛性結構，強度高、穩定性好，使用壽命較長。但在較大荷載長期作用下，地基的不均勻沉降會引起混凝土大板開裂甚至破壞。混凝土大板建設費用相對較高，維修困難，維修費用也相對較高。

聯鎖塊鋪面（方案二）能適應較大的沉降，維修方便，塊體還能重復使用，維護費用相對較省。但聯鎖塊鋪面結構的平整度相對較差，沉降后地面容易產生凹凸不平現象，排水處理困難，對機械輪胎有一定量的磨損。費用相對方案一略低。

箱角梁+混凝土預制塊鋪面（方案三、四），這種布局既節省投資，又美觀，便于控制車流。箱間區根據受力情況選用了較為簡易的鋪面結構，費用較低。

4.優化方案設計

根據上述分析，結合本工程使用要求，對設計方案進行了調整及優化。

（1）平面布置。箱位靠近跑道梁一側布置，另一側留出集裝箱拖掛車通道。箱位靠重箱堆場一側布置，另一側留出輪胎龍門吊轉場場地。箱角梁間距按20尺標準箱長度布置，可同時滿足20尺和40尺標準箱堆放要求。每兩組跑道梁中部設置滑觸線供電，平面布置見圖1所示。

（2）鋪面結構。根據上述分析，選用工程投資較低的箱角梁結構型式。考慮到箱間區使用過程不受力，將方案三和方案四箱間區混凝土預制塊鋪面優化為中粗砂+碎石鋪面填擋區，減少工程投資。箱角梁為相對獨立結構，高出箱間區有利于場地排水并保證貨物安全，頂面水平有利于重箱平穩堆放。箱角梁采用彈性地基梁結構，具體鋪面結構型式見表3。

（3）跑道梁結構。輪胎龍門吊跑道梁采用彈性地基梁結構，每6m設置縮縫，每30m設置脹縫，分縫位置設置傳力桿。跑道梁結構：40cm厚C40鋼筋砼梁（寬1.5m）；10cm厚素混凝土；25cm厚 6%水泥穩定碎石層；25cm厚級配碎石墊層。靠近跑道梁設置防風塊體。

（4）排水設計。做好集裝箱堆場排水系統設計，保證暴雨時地面排水通暢，降低堆場地面積水概率，對于保障集裝箱堆存期間的貨物安全，避免經濟糾紛有重要意義。排水設計包括高程設計和雨水收集排放設計。①高程設計：箱角梁頂高程為5.45m，箱間碎石填擋區和輪胎龍門吊跑道梁頂高程為5.4m，周邊道路邊緣高程為5.33m。箱角梁最高，箱間碎石填擋區和跑道梁次之，周邊道路邊緣最低，一般箱角梁高出箱間區5～10cm較為合適。②每兩組跑道梁之間及周邊道路間隔設置雨水篦子和雨水檢查井，一部分雨水可通過箱間碎石填擋區下滲，暴雨時通過雨水篦子、雨水檢查井及暗管匯流集中排放。

5.結語

（1）在滿足工藝要求條件下，重箱堆場區采用跑道梁+箱角梁+箱間碎石鋪面+轉場及通道聯鎖塊鋪面的平面布置及結構形式，這種布局既節省投資，又美觀，且便于控制車流，合理性和經濟性較好，使用年限較長。

（2）箱角梁為相對獨立結構，高出箱間區5～10cm有利于場地排水并保證貨物安全，頂面水平有利于重箱平穩堆放。

（3）重箱堆場排水設計具有重要意義，可按箱角梁最高，箱間碎石鋪面和跑道梁次之，周邊道路邊緣最低的原則進行設計。雨水可充分利用碎石鋪面填擋區自然下滲，暴雨時可通過雨水篦子、雨水檢查井及暗管匯流集中排放。

（4）重箱堆場平面布置及結構型式應首先滿足機械設備及工藝操作要求，并綜合考慮工程造價、外觀、維修費用和使用年限。

參考文獻：

[1] JTS 144-1-2010《港口工程荷載規范》[S].

[2] JTJ 296-1996《港口工程道路、堆場設計施工規范》[S].

[3]王釗，賀春暉.集裝箱堆場排水系統設計方案研究[J].港工技術， 2016， （5）： 18-21.endprint