關(guān)于內(nèi)河碼頭裝卸工藝改造方案的研究

章金河, 郝 浩, 毛 成,

(安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230011)

1 概 況

根據(jù)亞行項(xiàng)目咨詢團(tuán)備忘錄(2011年12月12-15日)，進(jìn)一步研究水陽(yáng)江航道提升為Ⅲ級(jí)航道，適應(yīng)1 000噸級(jí)船舶通航的可能性。同時(shí)亞行希望在宣城配套建設(shè)公用港口，充分發(fā)揮水陽(yáng)江航道優(yōu)勢(shì)。

水陽(yáng)江航道及本項(xiàng)目被列入亞行-中國(guó)2011國(guó)別發(fā)展計(jì)劃，作為2014年擬貸款2億美元的重要項(xiàng)目。安徽省港航建設(shè)投資集團(tuán)有限公司于2013年開(kāi)始籌建水陽(yáng)江宣州綜合碼頭工程，目前水陽(yáng)江宣州綜合碼頭工程主體建筑基本完成，即將投產(chǎn)。

根據(jù)安徽省宣城港航投資有限公司的市場(chǎng)調(diào)查分析，目前工程腹地具有較大的散貨出口需求，但工程缺少散貨出口裝卸工藝。為了使充分發(fā)揮項(xiàng)目作用，宣城港航投資有限公司擬在本工程1#泊位增加一臺(tái)散貨裝船機(jī)。

2 結(jié)構(gòu)復(fù)核

2.1 裝卸工藝

(1)原碼頭工藝布置。港區(qū)擬建2個(gè)1 000噸級(jí)散貨進(jìn)口泊位、2個(gè)1 000噸級(jí)件雜貨進(jìn)出口泊位(圖1)。碼頭結(jié)構(gòu)形式為高樁梁板式直立碼頭，碼頭平臺(tái)寬23.5 m。

圖1 原碼頭裝卸工藝

1#、2#泊位為散貨進(jìn)口泊位，每泊位前方采用1臺(tái)10 t-22 m單臂架門(mén)機(jī)(帶抓斗)作為碼頭裝卸設(shè)備。門(mén)機(jī)下方門(mén)架凈空高度≥6.0 m，泊位中段布置裝車(chē)漏斗，進(jìn)行散貨進(jìn)口裝卸作業(yè)時(shí)，10 t-22 m門(mén)機(jī)抓取的物料通過(guò)漏斗裝車(chē)運(yùn)往港外或散貨堆場(chǎng)，堆場(chǎng)配備裝載機(jī)進(jìn)行散貨堆存及裝車(chē)疏港作業(yè)。

(2) 改造后1#泊位工藝布置。改造后1#泊位為散貨出口泊位，碼頭前沿布置一臺(tái)B140型1 400 t/H散貨裝船機(jī)，裝船機(jī)后沿設(shè)置裝船漏斗(圖2)。進(jìn)行散貨出口作業(yè)時(shí)，自卸汽車(chē)通過(guò)碼頭面鋼棧橋把散貨倒入漏斗中，然后通過(guò)裝船機(jī)進(jìn)行裝船作業(yè)。

圖2 改造后的裝卸工藝

2.2 設(shè)計(jì)荷載

(1)原碼頭設(shè)計(jì)荷載。堆貨荷載：前沿(0～14.5 m)20 kPa，前方堆場(chǎng)(14.5～23.5 m)60 kPa；汽車(chē)荷載：55 t汽車(chē)；人群荷載：3.0 kPa；起重機(jī)械荷載：遠(yuǎn)期40 t門(mén)機(jī)，軌距10.5 m，基距12 m，總輪數(shù)6×4=24個(gè)，最大輪壓250 kN；船舶荷載：船舶系纜力153.3 kN，船舶撞擊力412 kN，船舶靠岸法向速度0.3 m/s。

(2)工藝改造后1#泊位設(shè)計(jì)荷載。堆貨荷載：前沿(0～14.5 m)20 kPa，前方堆場(chǎng)(14.5～23.5 m)40 kPa；汽車(chē)荷載：30 t汽車(chē)；人群荷載：3.0 kPa；起重機(jī)械荷載：1 400 t/H散貨裝船機(jī)，軌距2.25 m，總輪數(shù)4×2=8個(gè)，最大輪壓70 kN；鋼棧橋范圍28.8 kPa；船舶荷載：船舶系纜力153.3 kN，船舶撞擊力412 kN，船舶靠岸法向速度0.3 m/s。

2.3 水工建筑物

(1) 水工建筑物現(xiàn)狀：碼頭為1 000噸級(jí)泊位，高樁梁板結(jié)構(gòu)型式，由前方平臺(tái)、變電所材料間平臺(tái)、2座汽車(chē)引橋及一座皮帶機(jī)引橋組成。

前方平臺(tái)總長(zhǎng)329 m，寬23.5 m，共設(shè)置50個(gè)排架，排架間距7 m，每榀排架基礎(chǔ)由5根φ1 000 mm鉆孔灌注樁組成；變電所材料間平臺(tái)長(zhǎng)20 m，寬10 m，基礎(chǔ)采用6根φ1 000 mm鉆孔灌注樁；前方灌注樁平均長(zhǎng)18.95 m。碼頭平臺(tái)分成7個(gè)結(jié)構(gòu)段，第一個(gè)結(jié)構(gòu)段由7跨組成，其余結(jié)構(gòu)跨均由6跨組成，變形縫采用懸臂結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)主要由面板、橫梁、前邊梁、軌道梁、縱梁、后邊梁和系靠船構(gòu)件等組成。面板采用疊合板，橫梁、前邊梁、軌道梁、縱梁、后邊梁及系靠船構(gòu)件均采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆。

考慮水位差較大，碼頭面以下設(shè)置2層靠船梁，設(shè)置系纜平臺(tái)和爬梯，以滿足不同水位下船舶系靠泊。每榀排架靠船立柱前沿設(shè)SA-A300H橡膠護(hù)舷，兩榀排架之間的靠船梁(前邊梁)設(shè)SA-A300H橡膠護(hù)舷。

2.4 結(jié)構(gòu)核算

碼頭平臺(tái)排架結(jié)構(gòu)計(jì)算方法參照《碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《港口工程荷載規(guī)范》《水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范。排架和桁架采用《上海易工工程技術(shù)服務(wù)有限公司-港口工程設(shè)計(jì)系列軟件》進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1～表4。

表1 面板彎矩計(jì)算結(jié)果

表2 面板結(jié)構(gòu)抗剪計(jì)算結(jié)果

表3 面板結(jié)構(gòu)抗沖切計(jì)算結(jié)果

表4 主要水工建筑物計(jì)算結(jié)果表

從分析結(jié)果來(lái)看，改造后1#泊位結(jié)構(gòu)受力計(jì)算結(jié)果均比原設(shè)計(jì)小，碼頭現(xiàn)有水工結(jié)構(gòu)能夠滿足要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

(1) 依據(jù)設(shè)備廠家提供設(shè)備參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)復(fù)核，碼頭平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)的安全、穩(wěn)定和耐久性的內(nèi)容符合國(guó)家和行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范規(guī)定的要求。

(2) 1#泊位工藝改造后交通流交叉較多，實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中業(yè)主單位應(yīng)加強(qiáng)管理，防止安全事故的發(fā)生。

(3) 為避免應(yīng)力集中，裝船機(jī)鋼棧橋及漏斗的支腿底部鋼板不應(yīng)小于0.5 m×0.5 m，鋼軌下鋼墊板寬度不應(yīng)小于0.4 m。