梁金娣

摘 要：长江航道是我国重要的水路交通通道，水道疏浚工作对维护水路畅通有重要的意义。长江航道重庆维护疏浚船舶基地建设工程是维护重庆地长江航道顺利通行的重要的工程，在基地建设工程水工高桩码头施工中钢栈桥、钢平台发挥着重要的作用，钢栈桥和钢平台不仅是设计的重点，而且其在水工结构施工中有保障作用，本文主要探讨长江航道重庆维护疏浚船舶基地建设工程中，水工钢平台的设计和施工情况。

关键词：长江航道；疏浚船舶基地；水工钢平台

中图分类号：U656 文献标志码：A

在经济高速发展，各项交通基础设施建设越来越重要的时代，疏浚船舶基地建设工程的水工高桩码头工程越来越重要，人们也更加重视相关工程建设。在大型水工码头中，钢栈桥、钢平台是一项非常关键的施工技术，在施工中需要重视科学合理的设计，保证施工的顺利进行。

1 工程概况

本次工程案例選择位于重庆市长江航道重庆维护疏浚船舶基地建设工程，分析其施工和设计情况。工程中需建设3个疏浚工作船泊位，船型有1450方自航泥驳、30方钢索抓斗挖泥船、2000方自航绞吸挖泥船。为满足疏浚船舶的需求，如存放、维修疏浚辅助设备、船只停泊等，在陆上领域建设生产的建筑物有4317.69m2，堆场有6630m2。工程中使用的港口岸长293m。主要建设工作包括一座引桥，直立式码头，两座浮码头，陆上领域的生产和辅助生产建筑物，比如仓库、变电所、维修车间、道路等；陆上的供电、消防、通信、照明、环保、排水等配套基础设施；车间工艺设备和码头装卸设施等。

码头面堆载为30kN/m2，流动机械载荷为30t载重汽车、40t平板车。使用30t—30m门座起重机，轮距0.8m，轮数24轮，轨道型号为P50，轮压小于等于250kN，基距10.5m，轨距10.5m。一号泊位码头为2000方自航绞吸挖泥船。二、三号泊位码头船舶载荷为1450方自航泥驳。

本地区历年最大风速为每秒26.6m，水流流速为码头前沿流速每秒1.7m。考虑到三峡蓄水运行30年的淤积影响，设计高水位为187.7m，低水位为158.15m，施工具体水位为163.65m。对铜锣峡背斜东翼地区进行具体勘察，了解地质情况，该地区岩层呈单斜状产出，为侏罗系中下统自流井组泥岩和砂岩，岩间结合一般，硬性结构。在本工程设计和施工中，涉及泥岩、生物碎屑灰岩、卵石土、岩土层等。

根据河床、两岸地貌及工程的具体位置，设计施工。明确钻孔桩钢平台在码头位置。搭建主栈桥和钻孔桩钢平台。平台水上尺寸为81m×21m。根据实际情况，选取的主栈桥设计标准：能够实现50t履带吊车并吊重30t顺利通行，纵长为94.13m，横向长为63.9m，纵向分八联，横向栈桥和纵向栈桥采取相同的结构。主栈桥为水中桩基础和下部施工提供便利。

2 水工钢平台设计

2.1 结构

贝雷梁、型钢组拼形成主栈桥上部结构，钢管桩与型钢承重梁组成下部结构。采用螺旋焊接钢管桩为栈桥基础和桩基础。栈桥桩位单排桩，固定设计的横向间距为2.25m。桩内部填充砂砾，桩和桩用二十号槽钢连接，形成剪刀撑。钢横梁上架构贝雷梁栈桥，结构采用6排单层。贝雷梁上设I25工字钢分配横梁。顶面桥面板采用10mm钢板，桥头设简易桥台。

2.2 受力

在设计载荷的计算中，标准设定：在同一联栈桥不同跨上一部20t空载车，一部30t满载重车，或者50t履带自行式起重吊车，吊重不高于30t，考虑到临时设施的实际施工情况而定。在验算中，采用三跨一联的栈桥段。考虑冲孔机作业，设计钻孔桩钢平台，使用一部30t满载重汽车、30t履带吊相邻两跨的情况，布置在同一个车道线上。取1.1为安全系数，重车荷载计算即为30×1.1=33t，同理计算50t履带吊车吊重时荷载为88t，空载车为22t。

对结构计算采用分析软件进行建模分析。在建立模型中，桥面板采用面板单元模拟，支撑架、斜腹杆、贝雷片弦杆和各种型钢，采用梁单元模拟。在三联一跨工况中，满载汽车所在桥跨跨中位置，为荷载作用下最大的弹性位移，最大应力120MPa<[σ]=210MPa，最大桩顶反力210270N，能够满足结构受力的要求。在布置栈桥相邻两跨位置的工况中，满载汽车所在的桥跨中重载车轮位置，为荷载作用下的最大弹性位移，在中间贝雷片和下纵梁接触位置为最大应力，130MPa<[σ]=210MPa，最大桩顶反力为267920N，满足结构受力要求。上部钢栈桥结构受力安全。

将267920N作为桩基计算控制力，由于钢管桩的桩尖面积很小，可以将桩底的承载力忽略，计算桩周摩擦阻力。μ表示桩周长，τi表示各土层和桩壁的摩阻力系数，Li表示岩土层的厚度，[P]表示单桩摩阻力，单桩的计算公式为[P]=1/2（μΣLi×τi）。根据施工位置的地质情况可知，在钢栈桥的支架位处土层，分别为卵石、粉砂岩、泥质粉砂岩。强风化粉砂质泥岩极限摩阻力为100kPa。卵石层的桩周极限摩阻力为200kPa。组合载荷比较多，考虑到载荷分项系数，对单桩最大承载力进行计算，按照最大反力进行折减，系数为0.9。则p=361.7kN。桩身周长1.661m，不考虑桩端阻力，插打钢管桩，需要入岩深度不低于1.5m。在实际施工操作中，通常以60t振动锤振，或者在振入速度上比每分钟0.05m低，到钢管桩振不进底层为主，保证钢管桩的稳定性。计算可得钢管支撑最大反力为267.92kN。

3 水工钢平台施工

3.1 栈桥施工

设计从河岸到河中为栈桥施工的方向，但受具体条件限制，采用50t履带吊机逐跨架设的方式进行施工，直到栈桥终点。施工时，将一跨螺旋钢管桩振沉后，立即搭设栈桥上部构造。随后履带吊机到达搭建好的一跨，同样方式继续施工，反复建设，完成栈桥的施工。

3.2 钢管桩下沉施工

所有的钢栈桥进入时，都要通过已经搭好的栈桥和便道。便道和栈桥连接起桥台，50t履带吊车进入桥台后，或者在已经完成的栈桥端部位置。采用平板拖车，将钢管桩和震动锤运送到吊车的后部。将震动锤吊起，夹住钢管，到设计施工位置，开始进行钢管桩震动，直到下沉到设计的深度位置。在此过程中，无法安装导向器，主要是因为打桩位置与吊车距离最短12m。在施工中要注意，不能追求速度，要重视垂直度的要求。震动下沉是完全依靠履带吊车对垂直度进行调整。

3.3 栈桥上部结构安装

栈桥结构包括桥面板、横向分配横梁、贝雷片纵梁、型钢主承重横梁、钢管桩基础，标准跨径为12m。用吊车将纵梁吊到设计位置，然后安装分配梁，再使用工字钢布置分配横梁，最后铺上面板，焊接桥面分配横梁和钢面板。钢栈桥从开始到终点都为贝雷栈桥，用0.9m的支撑架将两片贝雷片连接起来。拼接完成后吊出安装，连接支撑架。

3.4 下部结构施工

完成栈桩基础钢管桩施工，要立即进行桩顶纵横梁施工、桩间的平联等。钢栈桥桥头设电焊机，电焊线悬挂到施工的钢管桩位置。施工人员运输到钢管桩位置。焊接横梁和小纵梁、牛腿和小纵梁、牛腿和横梁、牛腿和钢管桩等，检查合格后，完成栈桩下部结构。

结语

总之，水工钢平台施工要根据设计操作，结构设计和受力计算要科学合理，依据设计情况进行精确计算，为施工提供依据，施工中要注重加强安全保障，合理使用各种施工工具，确保施工的安全顺利进行。

参考文献

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[3]刘红晓.长江航道重庆维护疏浚船舶基地建设工程水工钢平台设计与施工[J].中国水运月刊，2017（8）：182-183.endprint