關(guān)于浮碼頭設(shè)計方法探討

陳斯嘉

摘 要 為符合某市海事監(jiān)督基地碼頭靠泊中小型巡邏艇的要求，對海事監(jiān)督基地原有的碼頭進行了優(yōu)化，并設(shè)置了浮碼頭。浮碼頭由躉船，活動踏步鋁制引橋和鋼筋混凝土橋臺組成。為了更好地研究浮碼頭的設(shè)計方案，本篇文章首先講了工程背景，然后分析了設(shè)計方案，最后提出了幾點質(zhì)量管理辦法，希望能為今后的浮碼頭設(shè)計工程提供一定的參考。

關(guān)鍵詞 浮碼頭;設(shè)計;方案;工程

1工程背景

該項目的主要地點在某市港出入境口咽喉處，靠近海上監(jiān)管基地碼頭，東南部擬建的國際郵輪碼頭，西北部院子碼頭，前沿為北江港區(qū)河流，地理位置優(yōu)越，交通便利。隨著某市港區(qū)的發(fā)展，某市海事監(jiān)管將面臨更大的任務(wù)和挑戰(zhàn)。東江海事監(jiān)管基地已經(jīng)建成，并部署了碼頭和巡邏船等基礎(chǔ)設(shè)施?，F(xiàn)有的碼頭海岸線長約200m，高樁結(jié)構(gòu)形式。目前，由于東江海洋監(jiān)管基地的地理位置最接近錨地，監(jiān)管的船舶數(shù)量最大，海上安全監(jiān)視和生命安全救援任務(wù)也變得越來越繁重，因此海事監(jiān)管基地的碼頭需要配備大量中小型快速反應(yīng)巡邏艇，目前基地配備了60、20和12m的巡邏艇。但是，現(xiàn)有的碼頭主要用于大型巡邏船的靠泊，無法滿足中小型快速反應(yīng)巡邏船的靠泊需求，例如12m高的海州玻璃鋼巡邏船。同時，由于東江海洋監(jiān)管基地碼頭位置的水位變動范圍大，但是中小型船舶的干舷較低，給人們上下船帶來很大的不便。此外，碼頭位于進出港口的重點部位，由于風，浪和潮汐影響，巡邏船靠泊時搖擺得很厲害，經(jīng)常與碼頭相撞，造成損壞，造成重大安全隱患。為了加強東江海事局管轄范圍內(nèi)的水上交通安全監(jiān)管，增加對快速反應(yīng)救援的需求，迫切需要在這個基地上游建設(shè)浮碼頭[1]。

2設(shè)計條件及要求

2.1 自然條件

設(shè)計高水位為4.30m，設(shè)計低水位為0.50m，超高水位為5.88m，超低水位為1.29m，年平均高水位為3.74m，年平均低水位為1.34m，年平均潮差為2.40m。該項目受到現(xiàn)有防波堤的保護，而沒有考慮波浪對碼頭的影響。港口區(qū)的潮流在往復運動。海流的方向基本上平行于通道的軸。港口的海域每年冬天都有不同程度的海冰。第一次冰河期是在12月下旬，最后一次是在2月下旬。整個冰河期持續(xù)了大約60天。根據(jù)多年的統(tǒng)計，平均每年的嚴重冰齡僅10天，正常年份的海冰對港口運營和船舶航行沒有影響。

2.2 選址要求

（1）選址應(yīng)滿足進出港口船舶的安全性和便利性。該項目位于某市東江港出入境口咽喉處，躉船的布置方式應(yīng)不干擾正常船只的通過并盡量少占用航道。

（2）在選址時應(yīng)考慮躉船與現(xiàn)有海上高樁碼頭之間的海岸線關(guān)系，并占用最少的海岸線，以使本項目設(shè)計的浮碼頭和原始高樁碼頭能夠在滿足要求的情況下充分利用，以滿足船舶的靠泊作業(yè)。

3碼頭前沿設(shè)計水深及底標高

按照《海港總體規(guī)劃設(shè)計》（165-2013 JTS）有關(guān)規(guī)定，在可行性研究和規(guī)劃階段，當缺乏自然資源時，碼頭前沿設(shè)計水深可估算為：D = kT，k為系數(shù)，良好掩護碼頭取1.1～1.15，該工程屬于良好掩護碼頭，按最大吃水1.20m計算：D = 1.32～1.38m。碼頭前沿設(shè)計底標高=設(shè)計低水位（0.50m）-碼頭前沿設(shè)計水深。 經(jīng)計算，碼頭前沿設(shè)計底標高為-0.82～-0.88m，本項目前沿設(shè)計底標高取-1.0m。碼頭前沿的現(xiàn)狀泥面標高為-6.0m，滿足本項目浮碼頭前沿設(shè)計底標高要求，躉船設(shè)置在現(xiàn)有海岸線附近[2]。

4平面布置方案

4.1 浮碼頭平面方案簡述

該項目應(yīng)用的是躉船結(jié)構(gòu)，從而方便巡邏船的系泊和人員上下的要求。第二，浮碼頭從施工方面來講比較方便，安裝和拆卸較為靈活。上層建筑也能夠被用來作為臨時辦公室和休息場所。因此，根據(jù)碼頭業(yè)主單位的要求，本工程碼頭采用浮式碼頭結(jié)構(gòu)形式。碼頭的總體平面采用沿現(xiàn)有海岸線布置方案。碼頭前部基本上與水流方向平行。躉船設(shè)置在現(xiàn)有高樁碼頭的東面，以最大限度地利用現(xiàn)有海岸線。

通過兩種布置方案比較和選擇了駁船的位置和岸上連接的方式。

本次對兩種躉船布置方案及與堤岸的連接方式進行比選。在第一種方案中，堤岸連接采用活動踏步鋁制引橋+現(xiàn)澆鋼筋混凝土臺階結(jié)構(gòu)。躉船布置在碼頭岸線附近。當水位低時，可以通過碼頭上現(xiàn)有的人行樓梯上下躉船。當水位高時，可以使用鋁制引橋上下躉船。鋁制引橋的尺寸為8.0×1.5m，并垂直于碼頭前部布置。由于水位不同，引橋斜度較大?？紤]到上下人員的安全性和便利性，選擇了帶有活動踏步式鋁合金引橋。引橋一端擱置在鋼筋混凝土臺階上，并通過鉸接的支架固定和連接。引橋的另一端通過滾輪支架直接放置在躉船上。

第二種方案是選擇雙層鋁合金引橋+現(xiàn)澆鋼筋混凝土臺階結(jié)構(gòu)。 躉船距已建立的碼頭海岸線10米以上，并通過兩個引橋連接到碼頭前部。鋁制引橋的尺寸為12.0×1.5m，并垂直于碼頭前部布置。由于躉船距海岸一定距離，引橋坡度相對較緩，因此一般采用無臺階的普通引橋。 兩個鋁合金引橋的岸側(cè)端部擱置在鋼筋混凝土臺階上，并通過鉸鏈托架相互固定。引橋的躉船側(cè)端部也通過鉸鏈支撐固定并連接。

5排架結(jié)構(gòu)有限元分析

通常，應(yīng)在接縫處切斷連接梁和樁，以減少接縫處的應(yīng)力集中。由于高應(yīng)力集中可能在接頭處形成塑料鉸鏈，甚至造成材料損壞，從而導致整個結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或破壞。桿系統(tǒng)的有限元計算可以計算框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，但無法定量分析接頭處的應(yīng)力集中。在項目中，使用實體元素對彎角框架進行有限元分析，并分析了節(jié)點處的應(yīng)力集中[3]。

6項目質(zhì)量管理措施

嚴格執(zhí)行建設(shè)項目部各級人員的質(zhì)量責任體系。項目經(jīng)理是建設(shè)項目質(zhì)量的第一責任人，負責質(zhì)量體系的運作，組織制定項目質(zhì)量計劃并領(lǐng)導實施。相關(guān)專家專門負責領(lǐng)導整個項目的質(zhì)量管理和技術(shù)管理，組織管理人員和施工團隊進行各種質(zhì)量保證和質(zhì)量管理活動，而副項目經(jīng)理負責組織和領(lǐng)導施工管理，設(shè)備物料管理和安全管理。確保整個過程按照施工驗收規(guī)范運行，確保有效組織所有質(zhì)量活動，確保施工質(zhì)量。每個運營層必須嚴格執(zhí)行質(zhì)量體系文件的規(guī)定，規(guī)范運營行為，確保運營質(zhì)量符合標準要求。

嚴格的過程控制，嚴格遵守施工工藝和操作規(guī)程，并采取措施，確保施工質(zhì)量，有效質(zhì)量進行自我檢查，相互檢查，過程檢查，確保過程質(zhì)量要求，控制過程質(zhì)量控制活動條件同時，就是要控制每個過程的質(zhì)量投入（人員，材料，機械，方法和環(huán)境質(zhì)量），控制過程活動的質(zhì)量，從而達到整個施工過程的質(zhì)量控制目標。

在整個施工過程中，先進行質(zhì)量控制，在質(zhì)量控制工作的三個階段后進行質(zhì)量控制，在施工監(jiān)督管理的質(zhì)量控制全過程中接受監(jiān)理工程師，并及時向監(jiān)理報告。在監(jiān)督規(guī)定的范圍內(nèi)，監(jiān)督人提交必要的文件和記錄，未經(jīng)監(jiān)督確認的，不得轉(zhuǎn)移施工。

在進行質(zhì)量控制之前，重點在于施工準備，包括技術(shù)準備（例如，熟悉施工圖和項目質(zhì)量計劃以及施工組織設(shè)計等），材料準備（例如原材料，工程機械，測量和測試設(shè)備等）組織準備（例如項目組織的建立，施工團隊的安排，施工管理人員的素質(zhì)教育等），并通過材料和組織以及準備檢查計劃和開發(fā)施工現(xiàn)場管理系統(tǒng)等。該控制的關(guān)鍵是控制過程質(zhì)量，確保過程移交有檢查，質(zhì)量控制對策，技術(shù)措施有移交，圖紙審查記錄，隱蔽工程有驗收，材料有檢查，測量有保證，成品（或半成品）具有保護措施，質(zhì)量檔案和文件。

7結(jié)束語

該項目位于東江港的重點位置，并在東江海洋監(jiān)管基地的高樁碼頭上進行摸底調(diào)查。首先，潮差變化很大，年平均潮差為2.4m。巡邏艇的干舷高度僅約1.1m。躉船采用浮船塢結(jié)構(gòu)，以方便巡邏艇的系泊和人員上下需求。其次，躉船施工方便，安裝和拆卸靈活。上層建筑可用作休息室，下層客艙可用于物料存儲。因此，根據(jù)業(yè)主單位對碼頭功能的要求以及高樁碼頭的現(xiàn)有條件和優(yōu)勢，對躉船浮碼頭的結(jié)構(gòu)選擇是最合理的?？紤]到施工現(xiàn)場，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實用性，安全性，經(jīng)濟性等條件，結(jié)合不同方案的比較分析，得出躉船通過帶活動踏步的鋁合金引橋與岸邊連接的方案，及岸邊的碼頭布局方案是最合理的。

參考文獻

[1] 季鑫宇.基于BIM技術(shù)的大水位差架空直立式碼頭設(shè)計方法研究[D].重慶：重慶交通大學，2019.

[2] 冷勝龍.淺談水利工程施工質(zhì)量的優(yōu)化[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（21）：107-108.

[3] 馬曉雪.淺談天津東疆海事監(jiān)管基地躉船浮碼頭設(shè)計方案[J].中國水運，2018（2）：60-62.