水運碼頭建設(shè)中的鋼引橋吊裝施工工藝研究

周俊

摘要 文章旨在探討水運碼頭建設(shè)中鋼引橋吊裝施工工藝，以提高施工效率并確保施工安全。首先分析了鋼引橋施工的重要性和現(xiàn)有的施工方法，著重討論了荊州港監(jiān)利容城港區(qū)新洲碼頭工程鋼引橋吊裝施工的案例，通過精確的荷載設(shè)計和結(jié)構(gòu)分析，成功應(yīng)對了施工現(xiàn)場的水位和空間限制，保證了施工的順利進行。研究采用了Topsis法對施工效果進行評價，從施工進度、安全、質(zhì)量等方面選取了十個關(guān)鍵指標進行綜合評分，結(jié)果顯示，采用的施工方案在多個方面表現(xiàn)優(yōu)異。

關(guān)鍵詞 水運碼頭建設(shè)；鋼引橋；吊裝施工；Topsis法；施工效率

中圖分類號 U655.4文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）06-0110-03

0 引言

港口和碼頭工程不僅是貨物流通的重要節(jié)點，也是經(jīng)濟發(fā)展的支撐和保障。鋼引橋由于跨度大、重量輕、施工便利的特點，被廣泛應(yīng)用于貨物碼頭，而吊裝施工工藝則是鋼引橋施工的關(guān)鍵，決定了鋼引橋施工的質(zhì)量和效率。

荊州港監(jiān)利容城港區(qū)新洲碼頭工程作為位于長江中游的重要港口工程，將為該地區(qū)的貨運和物流提供關(guān)鍵的支持。該文以該工程為例，詳細分析鋼引橋吊裝中的水陸協(xié)作施工方法，以期為類似工程提供借鑒。

1 依托工程概況

荊州港監(jiān)利容城港區(qū)新洲碼頭工程位于長江中游調(diào)關(guān)至鹽船濤套河段的北岸，其鋼引橋結(jié)構(gòu)設(shè)計：鋼引橋主桁架選用了空腹拱桁式全焊結(jié)構(gòu)，采用的是矩形方管；橋面系的縱橫梁為等高連接，橋面鋼板采用4.5 mm厚花紋鋼板；端橫梁采用雙工字鋼結(jié)構(gòu)；中間橫梁采用雙工字鋼結(jié)構(gòu)；縱梁采用單工字鋼結(jié)構(gòu)；上、下平聯(lián)結(jié)構(gòu)和門楣均采用矩形方管；鋼引橋在躉船端采用的是滾輪支座，在承臺端采用的是弧形支座，支座均以螺栓固定在支座連接板上。鋼引橋構(gòu)造見圖1。

2 施工方案比選

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，做了水上整體吊裝和現(xiàn)場加工制作、分節(jié)拼裝的不同施工方案的經(jīng)濟、技術(shù)性比較，見表1。

經(jīng)過對比，采用方案4。優(yōu)點是不受長江水位影響，高水位和低水位均能進行安裝，高水位時，800 t起重船可直接吊裝；低水位時，處理汽車吊的作業(yè)平臺地基，并回填土方，在長江護坡上開挖二次轉(zhuǎn)運平臺，吊裝后可恢復(fù)原貌，且費用最省。

3 水陸協(xié)作鋼引橋吊裝施工方案

3.1 主要施工方法

鋼引橋采用2臺500 t汽車吊，進行陸上吊裝轉(zhuǎn)運至岸坡14 m處的轉(zhuǎn)運平臺。再由水上起重船起吊、落駁、運輸、安裝。

3.2 平臺地基處理

3.2.1 汽車吊機作業(yè)平臺

汽車吊機作業(yè)平臺地基基礎(chǔ)處理措施如下：基礎(chǔ)開挖0.6 m深，并換填開山毛渣石，分層碾壓回填，每20 cm一層，壓實度不小于93%，地基承載力不小于120 kPa，以滿足吊機承受荷載時基礎(chǔ)受力要求。

3.2.2 陸上吊裝轉(zhuǎn)運平臺

在岸坡頂至距離岸坡14 m處，開挖一處吊裝轉(zhuǎn)運平臺，吊裝轉(zhuǎn)運平臺尺寸為65 m×6 m。采用挖機開挖護坡，吊裝轉(zhuǎn)運平臺底部需要夯擊密實，地基承載力不小于120 kPa，鋪筑10 cm碎石墊層夯擊密實，在弧形支座和滾輪的位置開挖凹槽，以確保鋼引橋安放平穩(wěn)[1]。

3.3 起吊鋼引橋至轉(zhuǎn)運平臺

鋼引橋在吊裝到轉(zhuǎn)運平臺前，先在平臺地面擺放10 m一道的方木，確保鋼引橋的離地間隙不受地表積水影響。還應(yīng)檢查鋼引橋有無變形，檢查鋼引橋的豎直度、結(jié)構(gòu)尺寸、外觀[2]。

3.4 水上起重船起吊

為加強鋼引橋的整體穩(wěn)定性，避免發(fā)生變形等不利因素，起吊前考慮在4個吊點的位置設(shè)置10根18a槽鋼，在吊點的位置將上弦桿、下弦桿、斜桿進行臨時電焊固結(jié)，待完整完成后進行拆除。而后用800 t起重船將鋼引橋吊至運輸船轉(zhuǎn)運到吊裝位置。

3.5 鋼引橋船舶運輸

鋼引橋位于碼頭上游50 m處，距離安裝部位（3#、4#散貨泊位）距離為320 m和470 m。由起重船吊運至運輸船并運輸至安裝現(xiàn)場。鋼引橋在駁船上需采用墊木將鋼引橋支墊起來，并采用鋼絲繩索將鋼引橋固定在船舷的系纜墩上，以防駁船在運輸過程中受風(fēng)浪影響，導(dǎo)致鋼引橋發(fā)生傾覆。

3.6 正式吊裝

起吊的速度應(yīng)均勻緩慢，同時將穩(wěn)繩固定在各個角度，使起吊中不致擺動。當鋼引橋逐漸落到安裝位置上時應(yīng)特別小心，防止損壞預(yù)埋板的承力面。此時可以查看支座底板的中心線與擱置面的中心線是否吻合，并在懸吊狀態(tài)下進行調(diào)整。

將鋼引橋提升超過擱置面安裝位置約30～50 cm，然后將鋼構(gòu)件緩慢降至安裝位置進行對位，安裝對位應(yīng)以定位軸線為準。對位合格后，鋼引橋兩端頭用錨鏈與躉船和轉(zhuǎn)運站固定穩(wěn)妥，經(jīng)檢查無誤后，吊車方可摘去吊鉤[3]。

4 基于Topsis法的施工效果評價

施工完成后，采取Topsis法對施工效果進行評價。

4.1 選取評價指標

選擇施工進度、施工安全、施工質(zhì)量三個方面共計十個指標：

施工速度：工程進度與計劃進度的比較。

延期率：實際完成時間與預(yù)定時間的偏差比率。

成本控制：實際施工成本與預(yù)算的比較。

安全事故次數(shù)：施工期間發(fā)生的安全事故數(shù)量。

質(zhì)量合格率：施工質(zhì)量達到標準的比例。

資源利用率：施工資源（如材料、設(shè)備）的有效利用情況。

環(huán)境影響：施工過程對周圍環(huán)境的影響程度。

工人滿意度：施工人員對工作條件的滿意程度。

技術(shù)創(chuàng)新：施工過程中采用的新技術(shù)或方法。

客戶滿意度：項目業(yè)主或相關(guān)利益方對施工結(jié)果的滿意程度[4]。

4.2 構(gòu)建決策矩陣

構(gòu)建決策矩陣的過程包括為每個評價指標分配具體的評分。這些評分通?；趯＜乙庖?、歷史數(shù)據(jù)或特定評價標準。該工程采取專家評分的方法為各指標進行打分，并另外選取了4個類似的鋼引橋吊裝施工工程作為比較，決策矩陣見表2。

在這個矩陣中，評分基于10分制，分數(shù)越高表示該方面表現(xiàn)越好。例如，在“施工速度”這一指標下，該工程得分最高，表示其在施工速度方面表現(xiàn)最佳。

第一步：標準化處理

第一步是將決策矩陣進行標準化處理。標準化的目的是消除不同指標間由于量綱不同所帶來的影響，使得它們可以在同一標準下比較。通常，標準化的方法是將每個指標的分數(shù)除以其所在列的平方和的平方根。該次比較的標準化矩陣見表3。

第二步：確定正負理想解

正理想解（最佳值）是每個指標的最高標準化值。

負理想解（最差值）是每個指標的最低標準化值[5]。

第三步：計算距離

計算每個評價對象與正理想解、負理想解的歐氏距離。

第四步：計算相對接近度

計算每個評價對象相對于正理想解的接近度，公式為：接近度=負理想解距離/（正理想解距離+負理想解距離）。

第五步：綜合評價

經(jīng)比較，與最理想解的相對接進度排序為：該項目＞評價對象2＞評價對象1＞評價對象5＞評價對象4。因此，該項目施工效果最佳。

5 結(jié)論

在該研究中，針對水運碼頭建設(shè)中的鋼引橋吊裝施工工藝進行了深入的分析和探討。通過對荊州港監(jiān)利容城港區(qū)新洲碼頭工程中鋼引橋施工過程的研究，發(fā)現(xiàn)采用特定的水陸協(xié)同施工方法能顯著提高施工效率與安全性。

通過優(yōu)化起重船的選擇和調(diào)整施工流程，成功應(yīng)對了施工現(xiàn)場的水位和空間限制，保證了施工的順利進行。該文分析了在復(fù)雜水文地質(zhì)條件下進行大型鋼結(jié)構(gòu)吊裝的可行性與挑戰(zhàn)，通過精確的荷載設(shè)計和結(jié)構(gòu)分析，有效地保障了施工期間的穩(wěn)定性和安全性，并采用Topsis法對施工效果進行了評價，經(jīng)與類似項目進行比較，該項目綜合施工效果最佳。這些成果不僅為該工程提供了重要的技術(shù)支持，也為未來類似工程的設(shè)計與施工提供了寶貴的經(jīng)驗。

由于研究受到特定地理和環(huán)境條件的限制，其結(jié)論可能并不適用于所有水運碼頭建設(shè)項目。未來的研究應(yīng)更多地考慮不同環(huán)境條件下的施工策略，以及更廣泛的安全性和可持續(xù)性問題。

參考文獻

[1]王云球. 港口水工建筑物（Ⅱ）[M]. 北京：人民交通出版社， 2000.

[2]楊云安， 騰愛國， 蔡佳駿. 海港大跨度拱桁式鋼引橋的設(shè)計[J]. 水運工程， 2007（2）： 28-31.

[3]王志平. 浮運支架法安裝大型鋼引橋的施工[J]. 水運工程， 2007（7）： 22-24.

[4]陳德旺. 曹妃甸礦石碼頭二期工程鋼引橋吊裝施工技術(shù)[J]. 中國港灣建設(shè)， 2011（2）： 39-41.

[5]水運工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范： JTS 152—2012[S]. 北京：人民交通出版社， 2012.