马威

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

0 引言

随着世界航运的快速发展，码头基建也正做适应性的改变。部分码头设备利用率较低，占用大量资源，造成低效和浪费，因此港口码头资源整合、码头改造势在必行。由于各个码头作业面、道路、堆场规划和布置有差异，在建设的初期，各码头设计的岸桥大车轨距存在一定的差别。因此，旧岸桥为了适应新码头和改造后的码头，其轨距往往需要进行适应性改造。以下从前期的设计、到施工，最后再到评估验收，全方位的进行探讨。

1 设计过程的考虑

1.1 不同方案的探讨

旧岸桥在搬迁后，为了适应新码头轨距，通常会涉及扩轨，而扩轨往往有三个方案：①将海侧（或者陆侧）联系横梁下部的原立柱以及对应下横梁进行更换，然后设计新制一段倾斜的变截面立柱，新制立柱的界面从下至上宽度逐渐变大，最后达到岸桥作业要求的轨距尺寸，且满足与原立柱对筋的要求；②新制一段新的联系横梁，相当于原联系横梁加长，同时在扩轨侧立柱与联系横梁之间增加斜撑结构，使竖向的载荷传递到下横梁上面；③在原立柱上端部预留有接口，通过新制一段斜立柱与新的联系横梁、新的新的立柱，从而将竖向的载荷传递到新的联系横梁和新的立柱上。

这三种针对不同的扩轨尺寸，第一种轨距增加较小，一般1m左右。第二种轨距增加中等，一般不超过原始轨距的1/4。第三种轨距增加较大。以下主要针对第三种情况（大扩轨）进行探讨。

1.2 可行性及结果论证

扩轨改造，不仅要考虑到码头承载，还需要从设备本身考虑。包括但不限于岸桥整机的稳定性、轮压和钢结构强度等。

钢结构的强度方面，由于岸桥扩轨主要是对立柱、下横梁和大车行走机构产生影响，因此，需要对整机进行ANSYS物理建模（参考见图1），如有必要，还需在相应地方进行结构加强。而本次项目经过ANSYS物理建模，经过受力分析，仅需要在斜立柱处进行加强。

图1 ANSYS物理建模

岸桥稳定性及轮压方面，大扩轨由于陆侧下横梁、陆侧立柱向后场移动距离较大，从16000~30480mm，这就导致海陆、侧结构所承受的桥吊载荷在改造前后有较大的变化。由于向陆侧方向扩轨，岸桥的重心也会相应的向陆侧移动，因此海、陆侧的轮压也会发生变化，需要对轮压进行校核，如果超出最大许用值，则还需增加大车车轮的数量以降低轮压。此次改造，陆侧轮压由13.19t增加为15.82t，在码头基建允许范围内，不需要额外改造大车车轮。

2 施工过程出现或可能出现的问题和解决情况

尽管在前期设计考虑过了结构强度、稳定性以及轮压等问题，但是在整个施工过程中，实际的情况与理想情况还是有一些不同，尤其是面对不同的工况，还需要考虑拼接、吊装、码头地面承载等问题。

2.1 拼接问题

由于新制部件体积、尺寸都较大，又需要与原结构对接上，因此需要在制作结束后、施工前进行预拼，以确保能够在实际现场施工的时候正常拼接而不会出现过长或者过短等对接不上的情况，避免现场返工而耽误工期，造成时间和费用的浪费。

在下发生产制造图纸的同时，也提出预拼要求。包括：陆侧下横梁与大车支撑配合面的平面度精度要求在0.5mm内；后陆侧立柱下段与陆侧下横梁预拼，且它们预拼的那段开好焊接用坡口；后陆侧立柱下段与后联系横梁预拼，且它们预拼的那段开好焊接用坡口；后联系横梁、后陆侧立柱上段均需要预留修个余量，以便现场修割。

2.2 吊装问题

为了减少吊装次数与提高拼接精度，后立柱下段与后联系横梁焊接完成后整体吊装，两者的重心不一致，为了防止吊装受力不均衡而倾斜，需要找整体的重心及调整。此外，后陆侧立柱上段也需要找重心以便能够倾斜安装。

吊耳的大小、位置布置也很重要，吊耳的位置要根据汽车吊的站位、吊高高度空间等来决定。吊耳的大小要根据被吊的构件的重量以及受力情况来选择不同吨位的吊耳。

2.3 胎架支撑问题

陆侧扩轨会涉及陆侧腿的移位，那么陆侧腿处的受力需要一个额外的支撑，有高胎架和低胎架两种选择。

高胎架利用高度较高的胎架支撑在联系横梁下方，这样岸桥陆侧的力就转移到高胎架上。此时，陆侧的大车行走机构也很方便拆除。而低胎架利用卸船的思路，将低胎架安装在大平衡梁下方，使陆侧力转移到低胎架上。这样成本较低，但是工序较为复杂。

此次福州扩轨项目采用低胎架，主要是考虑到成本较低，同时刚好可以利用卸船的轨道、千斤顶等设备，综合来看施工进度也会更快。此外，高胎架由于高度和重量很大，在制造、运输方面也会有挑战性，对项目的施工带来一定困难。

2.4 码头地面承载问题

此次扩轨的桥吊被搬迁至新码头，由于新码头在桥吊原陆侧这里没有轨道且地基没有支撑，属于软地基，因此地面承载能力有限。为了克服地面承载太小的问题，以防止将地面压坏而沉降，需要考虑设计分载梁，将岸桥在陆侧的压力进行分散分布。

针对原陆侧，经过计算，设计为在胎架下方布置一定数量的分载梁，以增加与地面的接触面积，从而使重力均布分载，然后将低胎架落在这些分载梁上面。

针对新陆侧，由于此处码头有大车行走轨道，下方存在有地基支撑，因此地面有一定的强度，属于硬地基。相比于原陆侧，铺设轨道数量可以减半，同时这里的轨道主要作用也是用于调整低胎架底面，使其底面平整，这样也有利于陆侧下横梁后期的调平。

2.5 钢结构调平

在施工安装之前，选择后大梁位于门框内的四个角为测量点，利用经纬仪测量后大梁海陆侧四个角的高低差情况并做记录，作为改造后数据对比参考用。在后面的施工过程中，先测得海陆侧下横梁上表面高低差的数据，根据此组数据，通过原陆侧的千斤顶顶升调整，使原陆侧与海侧处在同一高度。

最后在工程结束后，还需要复测后大梁四点的数据，并与之前后大梁此处的数据进行对比，作为改造完成后的岸桥的参考依据。

3 扩轨改造后的效果评估

3.1 结构形状

在扩轨改造完成后，需要对大梁、海陆侧下横梁的水平度以及下横梁的挠度进行测量，具体数据参见表1~表3：

表1 下横梁水平数据 单位：mm

表2 大梁水平数据 单位：mm

表3 空/重载联系梁下挠数据 单位：mm

以上的数据均在正常偏差范围内，结构形状合格。

3.2 使用情况

岸桥在经过两个月多月的扩轨改造施工后正式投入生产。在这两个多月以来，累计参与101艘次船舶作业，共计完成箱量22638TEU，设备总体性能良好。平均工班效率为28箱/h；单机设备可靠性（MMBF）为4783BOX；平均电耗为5.87度/箱。因为起升高度低、轨距大，整体稳定性较好，因此司机反应作业舒适度比其他岸桥高。

4 结语

岸桥扩轨项目涉及的桥吊多是使用年份久远和码头（施工现场）环境、条件糟糕的情况。扩轨改造情况较为复杂，本文通过分析，尽可能从多个维度来谈谈扩轨改造不同阶段遇到的挑战以及解决情况，通过分析、总结经验，为以后的相关工程维修、改造提供现实基础，以便能够给将来的设计和施工提高效率，节省成本，增加安全。