碼頭加固改造方法解析

蘇祥芳

摘 要：碼頭加固改造是當(dāng)今我國(guó)港口碼頭行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展內(nèi)容，通過(guò)對(duì)舊碼頭進(jìn)行加固改造，可以有效提升碼頭性能、緩解港口壓力，對(duì)推動(dòng)我國(guó)港口碼頭發(fā)展以及進(jìn)出口事業(yè)有著重要意義。相比新建碼頭來(lái)說(shuō)，碼頭加固改造具有投資少、周期短、施工靈活等特點(diǎn)。基于此，本文首先提出傳統(tǒng)碼頭改造加固的方法，進(jìn)而提出碼頭加固改造方案，最后對(duì)多種改造方案進(jìn)行對(duì)比分析。

關(guān)鍵詞：碼頭;加固改造;方法;對(duì)比

中圖分類號(hào)：U655? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2019）08-0091-02

眾所周知，建設(shè)新碼頭需要投入大量的資金，同時(shí)建設(shè)周期長(zhǎng)，對(duì)碼頭地理位置、自然環(huán)境等條件要求十分苛刻， 還會(huì)對(duì)碼頭正常運(yùn)營(yíng)帶來(lái)極大的影響。如果單純的依靠新建碼頭來(lái)提升港口吞吐量很不現(xiàn)實(shí)，在此條件下，碼頭加固改造成為提升碼頭性能的重要措施，也突出了碼頭加固改造的價(jià)值。因此，碼頭加固改造已經(jīng)成為了港口建設(shè)部門重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目?jī)?nèi)容。在近些年發(fā)展當(dāng)中，我國(guó)碼頭加固改造工程不斷增加，并且起到了巨大的效益，不僅提升了港口吞吐量、港口承載性、船舶靠泊時(shí)間，還有效推動(dòng)了港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了港口碼頭事業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1港口碼頭加固改造的價(jià)值

港口碼頭加固改造相比碼頭新建工程來(lái)說(shuō)，可以有效減少成本投入、降低施工周期、對(duì)施工環(huán)境要求低，無(wú)論是從人力、物力、財(cái)力上，還是碼頭經(jīng)營(yíng)效益上，加固改造工程都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，這也讓碼頭加固改造得到了更多人的關(guān)注。

以上海港口為例，在上世紀(jì)80年代以來(lái)，在國(guó)家交通部、當(dāng)?shù)卣罅χС窒拢虾８劭诮⒘斯飧邸毶健⑼飧邩虻却a頭，同時(shí)對(duì)煤炭、民生、軍工路等碼頭進(jìn)行了加固改造。“八五”和“九五”期間，碼頭建設(shè)所投入的資金量為98.5億元，更新改造41.4億元。新建碼頭和改造碼頭泊位長(zhǎng)度為5000m以上。在后續(xù)十幾年的發(fā)展當(dāng)中，由于集裝箱裝卸生產(chǎn)速度加快，對(duì)碼頭加固改造也進(jìn)行了些許調(diào)整。很多舊碼頭根據(jù)自身的不足針對(duì)性進(jìn)行了加固改造，包括配置門機(jī)、橋吊，讓舊碼頭可以繼續(xù)從事雜貨裝卸工作，之后又拓展了集裝箱裝卸作業(yè)。在多年改造當(dāng)中，極大地提升了碼頭生產(chǎn)力，獲取了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

在上世紀(jì)90年代，上海港口貨物吞吐量為14700萬(wàn)t，在改造完成之后，2002年吞吐量達(dá)到了26000萬(wàn)t。據(jù)交通運(yùn)輸部發(fā)布的2018年11月規(guī)模以上港口國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱吞吐量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，上海港1～11月集裝箱吞吐量達(dá)到了3842.99萬(wàn)TEU，排名全國(guó)第一，而2002年一年的吞吐量只有861.2萬(wàn)TEU。由此可見(jiàn)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā)，舊碼頭加固改造的作用十分明顯。

2現(xiàn)代化碼頭加固改造方法

防城港3#～8#泊位碼頭結(jié)構(gòu)加固改造工程中，該段碼頭北接2#泊位，南連中級(jí)1#泊位，全長(zhǎng)1150m（3#～5#泊位單個(gè)泊位180m，6#泊位210m，7#泊位180m， 8#泊位220m）。工程施工內(nèi)容包括碼頭前沿胸墻結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施改造升級(jí)、碼頭缺陷修復(fù)以及各泊位碼頭對(duì)應(yīng)停泊地和調(diào)頭地的清淤及拓寬。

2.1結(jié)構(gòu)混凝土粘鋼加固

本工程結(jié)構(gòu)加固采用了結(jié)構(gòu)緩凝土粘鋼加固技術(shù)，通過(guò)特質(zhì)的結(jié)構(gòu)混凝土（水泥C40），可以牢固的將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面，讓混凝土和鋼板構(gòu)件共同作用，從而實(shí)現(xiàn)碼頭結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度增強(qiáng)的目的。該項(xiàng)技術(shù)的加工工藝為：

（1）需要對(duì)混凝土表面缺陷位置進(jìn)行處理，如裂縫位置需要灌漿彌補(bǔ);露筋、剝皮等損傷部位要進(jìn)行鋼筋除銹、修補(bǔ)材料找平。之后在待修補(bǔ)混凝土表面進(jìn)行鑿毛施工，將表面污垢、灰塵等使用丙酮擦拭干凈。在施工中，為避免對(duì)標(biāo)高4.25m以下胸墻造成破壞，最后預(yù)留10cm厚的混凝土。

（2）鋼板的粘貼面需要打磨和除銹，使用丙酮將粘貼面擦拭干凈。鋼筋綁扎搭接長(zhǎng)度不小于鋼筋直徑的35倍，鋼筋接頭交錯(cuò)。

（3）本工程由于是在海側(cè)的模板支立，施工十分困難。經(jīng)計(jì)劃決定在4.25m以下胸墻的海側(cè)壁上趁低潮鉆孔并安設(shè)三角支架。三角支架使用75×5mm角鋼制作而成，設(shè)置間距為5cm，三角支架上支設(shè)模板。

（4）在鋼板表面上涂抹一層防銹漆。

2.2碳纖維布加固

胸墻和蓋板表面裂縫寬度位于0.2～0.3mm之間的采用碳纖維布加固改造工藝。碳纖維布是一種樹(shù)脂類粘貼材料，將碳纖維布粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)表面。碳纖維布自身具有非常高的抗拉強(qiáng)度，通過(guò)和混凝土構(gòu)件結(jié)合，可以起到提升構(gòu)件承載性能的目標(biāo)。本工程采用了卡本碳纖維布，其能夠達(dá)到3800～4000MPa高強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)加固目標(biāo)。

（1）表面預(yù)處理。針對(duì)0.2～0.3mm混凝土裂縫位置使用環(huán)氧樹(shù)脂灌注，封閉裂縫，待到環(huán)氧樹(shù)脂達(dá)到了指定硬度之后，使用磨光機(jī)將所需要粘貼的位置磨平，轉(zhuǎn)角位置應(yīng)打磨成圓弧半徑不小于25mm的圓角保證表面光滑性、清潔度，先在裂縫兩側(cè)（寬 20～30mm）涂一層環(huán)氧樹(shù)脂基液，后抹一層厚 1mm 左右、寬 20～30mm 的環(huán)氧樹(shù)脂膠泥。裂縫修補(bǔ)區(qū)域周邊存在混凝土破損的位置，對(duì)鑿“V”形槽的裂縫，可用水泥砂漿封縫。可現(xiàn)在“V”形槽面上，用毛刷涂刷一層（厚 1～2mm）環(huán)氧樹(shù)脂漿液，涂刷要平整均勻。

（2）粘結(jié)劑配置。結(jié)合產(chǎn)品使用說(shuō)明以及配件試驗(yàn)配比操作要求，進(jìn)行粘結(jié)劑、粘結(jié)底膠配置工作，保證配置器皿和工具的清潔性，不得存在水和油污，主劑∶固化劑=2∶1使用攪拌器低速均勻攪拌，確保攪拌的均勻性。

（3）涂膠、粘貼碳纖維布。為了保證混凝土表面的清潔度，可以采用丙酮擦拭混凝土表面，并將底膠環(huán)氧樹(shù)脂均勻地涂抹在混凝土表層作為底膠，之后粘貼第一層碳纖維布，保證碳纖維布粘貼得平整順直，確保可以滿足搭接長(zhǎng)度要求，使用滾刷再涂刷一遍，確保碳纖維布中沒(méi)有空鼓等問(wèn)題。當(dāng)空鼓面積大于2500px2時(shí)，宜將空鼓部位的碳纖維布切除，重新搭接粘貼等量的碳纖維片材，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm。在第一層碳纖維布強(qiáng)度達(dá)到一定程度之后，即可粘貼第二層碳纖維布，施工步驟與第一層施工步驟一致。若碳纖維布需要搭接，其受力方向每端搭接布不應(yīng)小于200mm。接頭應(yīng)在基材全長(zhǎng)的1/3處。

（4）在施工完畢之后，需要在碳纖維布表層再涂刷一層砂漿用作防護(hù)。并且24小時(shí)內(nèi)防止雨淋或受潮，注意保護(hù)，防止硬物碰傷施工表面。平均氣溫為20～25℃時(shí)，固化時(shí)間不得少于3天;平均氣溫為10℃時(shí)，固化時(shí)間不得少于7天。

施工溫度應(yīng)大于5℃，小于40℃;嚴(yán)禁在雨天露天施工;相對(duì)濕度大于85%或混凝土表面結(jié)露的場(chǎng)合，不允許施工。

3碼頭加固改造管理

3.1明確加固改造基本原則

碼頭加固改造不得新增港口岸線;碼頭加固工程要滿足港口總體規(guī)劃，并且碼頭具備改造技術(shù)條件，如果碼頭檢測(cè)評(píng)估在B以下，則不進(jìn)行加固改造。碼頭加固改造工程不會(huì)影響到裝卸貨種、運(yùn)能變化。

3.2嚴(yán)格把控改造標(biāo)準(zhǔn)

在碼頭加固改造之后，靠泊設(shè)計(jì)最大代表船型原則上要根據(jù)最大代表船型2級(jí)進(jìn)行控制，等級(jí)提升最高不得超過(guò)3級(jí)。如果超過(guò)了3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，需要按照指定程序向原立項(xiàng)審批部門申報(bào)。碼頭加固改造方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)需要以最大設(shè)計(jì)代表船型滿載靠泊為基準(zhǔn)。

3.3嚴(yán)把碼頭結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)關(guān)

在碼頭加固改造工程施工完畢后，檢驗(yàn)評(píng)估單位必須要具有水運(yùn)工程甲級(jí)資質(zhì)。在檢查評(píng)估當(dāng)中，主要是對(duì)碼頭水工建筑物使用性能、運(yùn)營(yíng)安全性、運(yùn)營(yíng)耐久性進(jìn)行評(píng)估。

3.4咨詢審查方面

具備相應(yīng)資質(zhì)的咨詢單位對(duì)工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審查。碼頭加固工程方案審查需要參照初步設(shè)計(jì)審查咨詢內(nèi)容進(jìn)行，注重碼頭加固改造后的耐久性、安全性復(fù)查工作。重點(diǎn)計(jì)算碼頭結(jié)構(gòu)內(nèi)力、岸坡穩(wěn)定性，在審查咨詢報(bào)告當(dāng)中需要列出復(fù)核計(jì)算結(jié)果。審查咨詢單位要嚴(yán)格按照改造檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)檢測(cè)工作方法、內(nèi)容作出正確評(píng)價(jià)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于碼頭加固改造來(lái)說(shuō)，結(jié)合加固改造部位具體情況以及生產(chǎn)狀況，針對(duì)性選擇加固改造新技術(shù)、新工藝、新材料，如碳纖維布加固工藝、結(jié)構(gòu)粘鋼加固工藝等，在能夠確保加固改造施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，降低成本投資、提升施工效率，盡可能減少對(duì)港口生產(chǎn)的影響，確保碼頭加固改造工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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