裝配式靠船墩的關鍵技術研究

李元禮 陳晶晶

摘 要：本文針對傳統靠船墩的設計與施工中出現的問題，結合工程實例，從裝配式靠船墩的設計、生產、施工等方面對結構尺度、構件鏈接、工廠化生產及現場吊運、安裝等關鍵技術進行分析、提出對策，在工程建設中推廣裝配式靠船墩，提高質量及生產效率，進而提高靠船墩建設的經濟效益與社會效益。

關鍵詞：裝配式;靠船墩;關鍵技術

中圖分類號：U653.99? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）03-0139-02

1引言

隨著科技的進步和社會的發展，未來需要在短時間內獲得更多更高的品質工程。面對這種需求如何把握，對整個水運工程建設及發展產生深遠影響。實現工程建設的工業化，是迎接挑戰的必要途徑。依據聯合國工業化定義的理解，船閘工程需要通過結構標準化、生產工廠化、施工機械化及管理科學化，提高工程質量。工業化與傳統的根本區別是生產方式的改變，表現為設計標準化、生產工廠化、施工機械化。

2傳統靠船墩結構的建設現狀

現有樁柱式靠船墩結構中，素混凝土和鋼筋混凝土結構占主導地位。樁柱式靠船墩幾乎全部采用現場澆注施工，沒有構件工廠化生產，由于該結構整體性好、剛度大，在工程中廣泛應用。但該結構缺陷也較明顯。

2.1工業化程度低

現澆構件施工中，很多工序無法由機械替代，比如模版全部由工人現場支模，需要工時長、強度大，導致機械化操作程度較低。同時，現場施工對構件的質量影響也比較大，工人操作又容易導致質量缺陷。

2.2施工工期長

現澆構件施工，施工工序一般為搭腳手架、支模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土等，大多數工作由工人現場安裝完成，生產效率低、工期較長。同時，由于現場施工，容易受施工場地、自然條件等影響，導致工期更長、質量更低，效益發揮不充分。

2.3工程成本控制難度大

由于現澆構件工序多，工人勞動強度大，容易受外界干擾，工程成本控制難度較大。而且，工期較長，影響成本的因素就越多，進一步增加了成本控制難度。

2.4工程質量難以得到保證

混凝土結構采用現澆體系，施工質量要求較高。在混凝土振搗過程中，易發生漏振，振搗不密實等情況，結構剛度小、強度低，如果養護時間短便拆除模版，容易導致構件開裂等問題。同時，所有工序都是現場操作，給質量控制增加很多困難。現場施工使用的材料來源廣，很難監控。現場施工工序多，難以標準化施工，對多構件的質量有很大的影響，且每個工序均有工人現場操作，工人的責任、技術水平等都不一致，使工序質量很不穩定，從而對工程質量產生影響。

3裝配式靠船墩工業化生產

3.1裝配式靠船墩工業化生產關鍵技術

3.1.1墩身與鋼管樁連接節點

墩身底節與樁身采用“坐板凳”形式安裝，即在鋼管樁頂部開U形槽，用整根槽型鋼貫穿兩根相鄰鋼管樁頂部U形槽，兩兩相連;并在位于對角線的兩根鋼管樁間以剪刀型鋼連接，以保證墩身鋼樁整體穩定性，并抵抗墩身底節偏載作用。在墩身底節預制塊件對應于鋼管樁位置預留上的圓臺洞，圓臺洞周圍設環壁構造筋。另將墩身底節的底板螺紋筋預先彎折順圓臺洞砼面呈傘形布置。底節塊件安裝到位后，將其扳平，并以同規格鋼筋綁條焊形式將對應位置鋼筋連接，使填芯籠主筋與墩身底板頂底面鋼筋網交叉，采用C30防收縮砼澆圓臺洞，確保墩身與樁良好固結。

3.1.2墩身塊體拼縫嚴密

在專業預制工廠，采用同一套鋼模具，流水化作業預制墩身塊件，客觀上保證了預制件的尺寸準確，拼合縫采用企口縫或焊接。

3.1.3墩身側壁主筋連接要牢固

墩身側壁主筋連接采用套管灌漿搭接法連接，按照有關規程進行設計和施工。

3.1.4拼裝成型的墩身整體性

在預制結構的四角預留孔洞，拼裝完成后，通過鋼管樁或工字鋼連接，并用水泥砂漿或混凝土填筑形成一個整體。

3.2裝配式靠船墩工業化生產

根據工業化裝配式生產的需要，必須針對裝配式靠船墩構件之間的連接及施工現場的吊運、安裝，選擇合適的參數范圍，提出靠船墩構件的尺寸范圍，并根據構件的尺寸、重量選擇吊運設備和安裝工藝。

3.2.1總體設計

基于裝配式樁柱式靠船墩的工業化生產，主要研究針對不同噸位系靠船型的樁柱式靠船墩的結構尺度、構件大小及鏈接、施工現場構件吊運、安裝，確定合理的控制參數，根據不同的構件尺寸配備不同吊運設備和施工安裝工藝。

3.2.2靠船墩構件尺寸設計

根據系靠船型規格及水位變化情況，確定裝配式靠船墩的大小，然后根據構件受力及吊裝施工的要求，確定樁柱式靠船墩合理的構件尺寸。

3.2.3構件連接設計

為確保裝配式樁柱式靠船墩安裝后結構的整體穩定，在滿足受力的要求下，各構件之間的連接采用鋼管樁或工字鋼加現澆混凝土。

3.2.4構件工廠化生產

為確保構件的工廠化生產，適合批量生產及方便現場安裝的構件尺寸和結構形式，在現有生產線的基礎上加以改造，便可批量生產樁柱式靠船墩預制構件，根據構件特點，選擇適合的生產工藝、混凝土配合比及吊點布局等，以保證構件在運輸和吊運安全。

3.2.5靠船墩施工技術

樁柱式靠船墩施工應合理安排施工方案，降低支架投資及施工難度。主要施工技術從起吊設備的選擇、施工工藝的研究、施工階段的監測等方面出發。

4裝配式靠船墩工程應用實例

4.1工程概況

以九圩港一線船閘工程下游13座靠船墩為例，靠船墩結構施工圖設計為下部鋼管樁基礎+上部鋼筋混凝土墩身。

4.2 靠船墩設計

樁柱式靠船墩由下部鋼管樁基礎和上部箱形承臺組成。靠船墩頂高程▽6.9，箱形承臺底高程為▽0.7。靠船墩頂平面尺寸均為2.8×7.5（m），靠船面、背面箱壁厚度均為1.0m，基礎采用4根φ1.0m的鋼管樁，樁長為23m，承臺底平面尺寸為7.25×7.5（m）。上部箱形承臺在高程▽2.0、▽3.5、▽5.0處設置齒型縫，把上部承臺分成四塊預制。

4.3裝配式靠船墩的安裝

打樁船精確定位打入鋼管樁，用雙拼25槽鋼將四根鋼管樁相互連接，在鋼管樁中填入樁芯鋼筋籠，鋼筋露出長度滿足錨固要求;將箱型承臺底板坐在鋼管樁上，錨筋與承臺底鋼筋相連接，用砼填充。依次將剩余三塊疊在承臺底板上，接觸面上刷西卡膠防止接觸縫進水，各塊件的榫頭和榫眼一一對應安裝。將預應力鋼筋穿入預留的套管中，施加預應力，使接觸面縫隙滿足設計要求。通過在最頂部預制塊上預留的孔向承臺空箱筑滿混凝土。

5結論

通過產業化的生產構配件，不僅可以保證構配件的質量，減少現場施工中出現的各種問題，還可以大大提高生產效率，減少施工時間及施工對現有航道通航的影響，進而提高裝配式靠船墩的經濟效益和社會綜合效益。

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