碼頭預制梁板采用架橋機安裝技術實踐

劉志堅 中交第四航務工程勘察設計研究院有限公司

1.工程概況

中委合資的廣東石化2000萬t/年重油加工工程產品碼頭工程，位于廣東省揭陽市惠來縣沿海，高樁梁板式碼頭共計8個泊位，其中梁、板工程量約2160件，碼頭岸線長度為1886m，位于臺風多發地區，海上極端天氣頻發，多風浪，在考慮多種因素后，決定選擇采用架橋機來完成碼頭預制梁的安裝作業。

2.施工難點

2.1 海況惡劣安全隱患多

2.2 工程量大，水上安裝施工效率低，成本增加很大

本工程工期緊，任務重，海況復雜多變，平均每月可作業天數少，且本項目梁板安裝工程量較大，梁、板重量為5～48t，安裝跨度較大，最大達48m。如果采用船機水上安裝梁板，選一種型號的起重船將造成較大浪費，且無法確保按期完成，會大大地增加施工成本。

2.3 設計要求較規范嚴格

按照水運工程質量檢驗標準和施工規程，必須保證預制梁與現澆橫梁之間、預制梁與墩臺之間的安裝縫都符合設計要求均為20mm，并選擇彈性材料填充安裝縫，以避免熱脹冷縮現象影響混凝土結構的穩定性，梁類安裝偏差≤10mm。

碼頭預制梁安裝作業必須遵循設計要求，精度要求高，從而達到設計要求的難度比達到規范的大，因此在復雜多變的海況環境中，要采用起重船安裝施工方案，其安裝施工的精度易受到諸多因素的影響，難以保證。

3.方案的可行性

3.1 起重船海上安裝預制梁板施工方案

3.1.1 梁板出運

在預制現場完成梁板的制作裝駁，制作裝駁的順序要根據現場安裝的需要來進行，選擇用1臺噸位為100t履帶吊來完成吊裝作業，緩慢平穩地將預制梁板放置于平板車上，再轉運到碼頭前沿，按照裝駁規范完成出運作業，起吊時在鋼纜和梁板接觸位置鋪設支墊麻袋，防止破壞梁板結構。

梁板裝駁作業共需要1臺150t履帶吊和l艘2000t方駁，前者主要完成梁板裝駁作業，而后者主要用于運輸梁板至安裝施工指定位置。其中，為了保證梁板運輸的穩定性和避免損壞梁板的混凝土結構，應在駁船甲板位置上布置墊木和通楞，并保證所有的墊木都處于相同平面上，再將梁板平穩放置在墊木上。

3.1.2 箱梁安裝

采用2000t自航方駁將預制梁板運輸至海上安裝現場，緩慢靠近250t起重船后就位，在專業人員的指揮下，平穩吊起梁板，最終保證預制梁板擺放在設計位置。

3.2 架橋機架設碼頭梁板施工方案

3.2.1 梁板出運

在預制現場完成梁板預制，并根據現場安裝作業的實際情況來確定裝車順序。選擇用1臺100t履帶吊來將預制梁板平穩吊起放置在配置好的平板車上，轉運到安裝現場。為了保證梁板運輸的暢通和安全性，應做好施工現場道路的修建及保養，需確保運梁道到引橋橋面的坡度恰當，縱坡坡度在3～4%。

3.2.2 梁板安裝

（1）喂梁。選擇用軌道運梁車來將預制梁板從引橋根部轉運到架橋機后部主梁位置，架橋機腿部固定在現澆橫梁或墩臺上，軌道鋪設在安裝完成后的預制縱梁上，每完成100米范圍內的梁板安裝后需要移動一次架橋機，架橋機自身可完成該動作，需要時間大概1天，起吊天車嚴格按照起吊規范完成預制梁板的起吊和安裝作業。在此基礎上，前面的起吊天車將預制梁板吊起時，后起吊天車準備完畢，相鄰兩個起吊天車速度一致，使得喂梁工作順利完成，軌道運梁車即可返回引橋根部再次進行運輸。

（2）吊裝。安裝梁板過程中，應保證梁板已在設計跨位處就位，使梁板與橡膠支座的距離恰當，再整機攜梁橫移至設計位置，最終完成安裝作業。

3.3 方案的可行性

為了更好地提升本工程碼頭梁板安裝方案的科學性和合理性，業主單位、設計單位、施工單位和監理單位都充分發揮了其特長和優勢，就安裝方案進行了充分的討論，參考類似工程的施工經驗，對施工各個工況進行了全面科學的核算，施工單位組織邀請了行業專家對方案進行優化，監理單位對施工方案進行了科學審核，最后確定了科學性和可行性較高的架橋機安裝方案。

4.方案對比

4.1 工序對比

（1）起重船方案主要工序：①在預制場完成梁板預制；②選擇用履帶吊加平板車吊運至碼頭前沿；③履帶吊加方駁進行裝駁、運輸作業；④起重船進行安裝作業。

（2）架橋機方案主要工序：①在預制場完成梁板預制；②選擇用履帶吊加平板車吊運至軌道運輸車上；③梁板運輸到安裝現場，喂梁、吊裝。

（3）對后續施工的影響對比：①起重船安裝梁板施工完成一段后即可開始后道工序施工；②由于軌道運輸車的軌道安裝在已安裝完成的預制縱梁上，架橋機安裝梁板施工完成后不能立即全面開始后續工序的施工，需待預制梁全部安裝完成后，方可一邊安裝面板，一邊退著進行運輸軌道拆除，從而開始后續工序的流水作業。

4.2 安全風險對比

起重船安裝方案需要在海上進行安裝作業，工序復雜繁瑣，容易受到風浪天氣的影響，影響梁板安裝的穩定性，不可控因素多，施工效率低，安全性差。

架橋機安裝方案無需海上作業，可以避免復雜多變的海況因素影響安裝作業，且架橋機固定效果好、安全性高，能夠有效提升施工效率。

4.3 質量控制

4.3.1 成品保護

起重船安裝方案成品保護需要投入相當大的精力，再加上需要在海上完成裝駁和吊裝作業，因此安裝工序繁瑣，成品保護難度系數高。由于起重船吊裝作業的需要，其吊索的長度較長，且在風浪條件惡劣的海上作業環境中很容易使得船舶發生晃動，這會導致梁板和墩臺等結構發生碰撞，破壞和混凝土梁板結構的完整性，增加修復成本，影響施工進度。

對此，架橋機安裝方案可以直接避開風浪及海上天氣的影響。其完全利用架橋機來實施梁板的安裝作業，墩臺固定效果顯著，且吊索長度適中，不會發生劇烈的晃動和碰撞，故而梁板成品保護的難度較小。

4.3.2 安裝精度

起重船安裝方案中影響安裝精度的因素較多，如風浪天氣、吊索過長等因素而導致的船舶出現晃動，進而影響梁板的安裝精度。

架橋機安裝方案不僅可以避免海上作業，還可以將架橋機固定在兩墩臺或橫梁上來完全實現陸上施工。值得注意的是，使用的吊索需長度適中、固定效果好、不會出現劇烈晃動，以保證梁板安裝作業的高精度完成。

4.4 進度對比

按照施工工序和安裝計劃，起重船梁板安裝方案的原計劃工期為180d，考慮到風浪因素對梁板安裝施工的影響，預計在2018年的5、6月份完成箱梁安裝作業；采用架橋機梁板安裝方案計劃工期為120d，少于起重船安裝方案60d。最后實際完成工期為103天，日平均安裝工程量約21件，大大地提高了安裝施工效率。

4.5 成本對比

（1）采用起重船安裝方案，需要投入的船機設備主要有250t起重船1艘，2000t方駁2艘，100t、150t履帶吊各1臺，平板車3輛，工期按180天計算（不包括不可預測的因素耽誤）。

（2）采用架橋機安裝方案，需要投入的主要設備有復試雙梁架橋機一臺，平板車4輛，軌道運梁車1臺，工期按103天計算；各類船機設備按照市場價預估，經過詳細測算，架橋機安裝方案可比起重船安裝方案在成本上大約節省30%左右。

在經過實踐結果和充分計算的基礎上，在本工程的碼頭梁板安裝中，選擇施工工序少、無需海上作業、施工效率高且具有能夠保證高精度完成梁板安裝作業等優點的架橋機梁板安裝施工方案是正確和合理的。

5.結語

綜上所述，在某些特定施工條件下選擇架橋機安裝梁板施工是可行且合理的，該特定條件即待建碼頭為順岸式碼頭且碼頭岸線較長，安裝工程量較大，海況條件較差，質量要求高，可作業天數少且工期緊，采用架橋機安裝梁板方案相較于起重船安裝方案具有較大的優勢，主要體現在施工安全、施工進度、施工質量保障及經濟效益等方面。因此，在碼頭建設過程中，預制梁板安裝施工方案的選擇需綜合考慮各種相關因素，并通過充分論證和對比，來擇優選擇一種最適合本工程的預制梁板安裝施工方案。