橋梁技術(shù)在重大件碼頭設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張興旺

摘 要：碼頭是指海邊、江河邊供乘客上下、貨物裝卸的建筑物，是水路運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分。根據(jù)運(yùn)輸規(guī)模的不同，可以將碼頭分為普通碼頭、重大件碼頭和超重件碼頭等，做好碼頭設(shè)計(jì)工作，對(duì)于確保水路運(yùn)輸?shù)挠行杂兄浅Ｖ匾挠绊?。該文結(jié)合相應(yīng)的工程實(shí)例，對(duì)橋梁技術(shù)在重大件碼頭設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和討論。

關(guān)鍵詞：橋梁技術(shù) 重大件碼頭設(shè)計(jì) 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（b）-0077-01

工業(yè)化進(jìn)程的加快，帶動(dòng)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，也使得石油、化工、冶金、電力等行業(yè)的規(guī)模日益增大，其所使用的工業(yè)產(chǎn)品的體積和重量也隨之不斷增加，對(duì)于交通運(yùn)輸條件提出了更高的要求。在這樣的背景下，重大件碼頭得到了迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為相關(guān)工業(yè)設(shè)備的運(yùn)輸提供了良好的基礎(chǔ)支撐。在重大件碼頭設(shè)計(jì)中，應(yīng)用橋梁技術(shù)，能夠有效解決設(shè)計(jì)施工中存在的問(wèn)題，確保碼頭功能的充分發(fā)揮。

1 重大件碼頭概述

在當(dāng)前的技術(shù)條件下，針對(duì)重大件的運(yùn)輸，常用的方式包括公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸和水路運(yùn)輸三種，但是實(shí)際上，公路運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸都受到了相應(yīng)的限制，以公路運(yùn)輸為例，受路面寬度、橋梁承載能力以及彎道半徑、縱坡等的限制，對(duì)于重大件的運(yùn)輸往往會(huì)力不從心，一般只能進(jìn)行短途運(yùn)輸。因此，我國(guó)對(duì)于重大件的運(yùn)輸，一般都是采用水路運(yùn)輸?shù)姆绞?，雖然水路運(yùn)輸也在一定程度上受航道深度以及橋梁凈空高度等的限制，但是對(duì)于1 000～3 000DWT船舶而言，是完全可以滿足其運(yùn)輸要求的。而在水路運(yùn)輸中，碼頭是運(yùn)輸目的地的中轉(zhuǎn)站，做好碼頭設(shè)計(jì)，對(duì)于解決重大件的運(yùn)輸問(wèn)題有著非常重要的意義。

一般來(lái)講，重大件碼頭可以分為三種結(jié)構(gòu)形式，一是岸壁式碼頭，只要能夠承受大型平板車(chē)的輪壓，同時(shí)具備足夠的轉(zhuǎn)彎半徑，就能夠滿足重大件碼頭的使用需求。這種碼頭的優(yōu)勢(shì)在于，適用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，能夠滿足不同尺度重大件的起吊；二是墩柱式碼頭，與岸壁式碼頭相似，只是增加了支撐桁車(chē)的墩柱。這種碼頭能夠滿足各種不同水位的需求，不過(guò)受桁車(chē)造價(jià)的限制，一般只能吊動(dòng)10m左右的重大件；三是斜坡式碼頭，一般坡度設(shè)置在1：10或者1：12，對(duì)于斜坡寬度的確定，則需要依據(jù)貨物裝卸的方向。

2 橋梁技術(shù)在重大件碼頭設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

這里結(jié)合相應(yīng)的工程實(shí)例，對(duì)橋梁技術(shù)在重大件碼頭設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2.1 工程概況

某重大件碼頭岸線全長(zhǎng)95m，擁有1 000t級(jí)泊位1個(gè)，中洪水位能顧兼顧2 000t級(jí)的船舶。在碼頭設(shè)計(jì)中，高架棧橋與總裝車(chē)間橋式起重機(jī)的跨度保持一致，棧橋軌頂高程為74m，長(zhǎng)88.9m。碼頭前沿線與河水水流方向基本一致，距離防汛堤的距離約為70m，碼頭前端設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支伸臂梁，位于水中的橋式起重機(jī)主墩同時(shí)起到了靠船墩的作用。

2.2 橋梁設(shè)計(jì)

在對(duì)棧橋機(jī)械能設(shè)計(jì)前，首先應(yīng)該對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行勘查，了解工程所處的周邊環(huán)境，從實(shí)際出發(fā)，切實(shí)做好工程各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作，杜絕憑空想象的情況；在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于工程中的各個(gè)細(xì)節(jié)，應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)的備注，闡明需要注意的問(wèn)題；同時(shí)設(shè)計(jì)方案一方面應(yīng)該遵循國(guó)家相關(guān)規(guī)定以及行業(yè)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，另一方面，應(yīng)該考慮設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量、滿足相關(guān)規(guī)范的前提下，因地制宜地使用新技術(shù)和新材料，盡可能降低工程造價(jià)成本；在設(shè)計(jì)方案初步完成后，還需要對(duì)橋梁的可靠性和美觀性進(jìn)行全面分析，以保證橋梁整體的質(zhì)量。

而在對(duì)橋梁路線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵循美觀、線形的原則，從施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)地形特點(diǎn)以及橋梁結(jié)構(gòu)等因素出發(fā)，對(duì)主橋建設(shè)方式進(jìn)行選擇，這里采取直線連接的方式。對(duì)于橋梁工程而言，其結(jié)構(gòu)的整體性和延伸性、受力路線的選擇、混凝土配比等，對(duì)于橋梁耐久性都有著巨大的影響，在橋梁設(shè)計(jì)中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于這些因素的控制，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的合理性和可靠性。不僅如此，應(yīng)該特別注意碼頭中橋梁的橋墩設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確把握主橋墩所需要承受的荷載，保證橋墩的穩(wěn)固性。

2.3 伸臂梁設(shè)計(jì)

在該工程中，伸臂梁采用的是自錨斜拉式結(jié)構(gòu)，由鋼箱梁、立柱、斜拉桿以及桁梁組成，構(gòu)件節(jié)點(diǎn)采用整體節(jié)點(diǎn)。為了保證構(gòu)件受力的均勻性和明確性，在不同構(gòu)件之間，采用鉸接的形式，以減少節(jié)點(diǎn)焊接位置應(yīng)力集中的影響。兩側(cè)的主梁和立柱通過(guò)平聯(lián)桁架進(jìn)行連接，以保證其結(jié)構(gòu)變形的一致性，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)偏心力的相互抵消，減少左右主梁在豎直方向變形不一致所引起的高度差，并且減小主梁在水平方向的變形。

2.4 主墩設(shè)計(jì)

在碼頭設(shè)計(jì)中，前沿主墩不僅需要承受上部伸臂梁傳遞的荷載，還需要作為船舶的靠系船設(shè)施，以盡量減少水中墩子的數(shù)量，必須承受船舶的擠靠力和系纜力。對(duì)此，在主墩設(shè)計(jì)時(shí)，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，上部結(jié)構(gòu)為承力墩臺(tái)和空心薄壁鋼筋混凝土墩身。同時(shí)，在主墩墩身上設(shè)置相應(yīng)的靠系船設(shè)施，相比于前沿線后退200mm左右，以避免船舶的直接撞擊力。為了保證主墩設(shè)計(jì)的合理性，應(yīng)該根據(jù)主墩所承受的作用力以及伸臂梁所承受的最大荷載力，對(duì)主墩的受力情況進(jìn)行計(jì)算，采用大直徑群樁基礎(chǔ)，利用通用橋梁設(shè)計(jì)軟件MIDAS進(jìn)行實(shí)體建模計(jì)算，確保主墩變形滿足橋式起重機(jī)側(cè)向變形不大于h/2000的要求。

2.5 靠系船墩設(shè)計(jì)

靠系船墩在重大件碼頭中，是承受船舶荷載的靠系泊設(shè)施，采用分多層系倒纜。因此，在對(duì)靠系船墩進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采用獨(dú)立式結(jié)構(gòu)，為了減少樁基數(shù)量，在基礎(chǔ)中采用3根鉆孔灌注樁，每一個(gè)墩上設(shè)置相應(yīng)的鋼管框架，然后在框架上設(shè)置靠系船設(shè)施，通過(guò)鋼引橋直接與河岸連接。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，在重大件碼頭設(shè)計(jì)中，應(yīng)用橋梁技術(shù)，是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，需要設(shè)計(jì)人員的充分重視，對(duì)各方面的因素進(jìn)行綜合考慮，從實(shí)際情況出發(fā)，做好碼頭中的橋梁設(shè)計(jì)、伸臂梁設(shè)計(jì)、主墩設(shè)計(jì)以及靠系船墩設(shè)計(jì)，確保碼頭設(shè)計(jì)的合理性和可靠性，保證碼頭功能的充分發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁殷.重件碼頭設(shè)計(jì)中對(duì)橋梁技術(shù)的應(yīng)用[J].科技資訊，2013（20）：54-55.

[2] 杜林，齊同欽，曾健，等.橋梁技術(shù)在重件碼頭設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].水運(yùn)工程，2011（8）：46-51.

[3] 甘轟剛.橋梁技術(shù)應(yīng)用于重件碼頭設(shè)計(jì)中的具體體現(xiàn)及影響探微[J].珠江水運(yùn)，2014（24）：58-59.