金侃

摘 要：隨著我國港口工程岸線的逐漸減少，越來越多的新建水工結(jié)構(gòu)必須緊鄰附近已建結(jié)構(gòu)，因此大量半封閉或全封閉施工環(huán)境不可避免的出現(xiàn)。由于緊鄰已建結(jié)構(gòu)物，大型船機設(shè)備無法施工，尤其是大型材料無法通過鄰近建筑物，給新結(jié)構(gòu)建設(shè)帶來極大困難。為適應(yīng)鄰近建筑物造成的封閉的不利施工環(huán)境，又能利用已有鄰近結(jié)構(gòu)物作為快速材料通道，已成為此類水工工程急需解決的施工難題。本文重點介紹嘉興乍浦港區(qū)二期三號泊位工程利用固定泵、塔吊設(shè)備參與施工，籍以提出一種解決以上施工難題的方法。

關(guān)鍵詞：固定泵 塔吊 泵送通道 工效

1.概述

嘉興港乍浦港區(qū)二期3#泊位工程位于該港區(qū)已建2#與4#泊位之間，平臺長196m，寬42m；有一座棧橋長816m，寬16m。其中棧橋淺水段長216m，該段在高潮位時水深約2m，基本無法滿足大型船機施工的水深。本工程主體結(jié)構(gòu)處于兩座已建泊位及已建棧橋之間，在碼頭平臺沉樁完成后即形成了全封閉式施工環(huán)境。兩側(cè)的已建2#、4#泊位完成均為42m，均采用獨立棧橋與陸域進行連接，棧橋?qū)挾染鶠?3m，可允許重型車輛通行。

2.塔吊布置及安裝方案確定

為解決碼頭平臺材料運輸?shù)膯栴}，確定采用在碼頭平臺6-EF、21-EF樁帽內(nèi)預(yù)埋塔吊基礎(chǔ)安裝50m臂長塔吊2臺的方案。塔吊布置示意圖見圖1。

通過塔吊直接將運至2#、4#已建泊位側(cè)邊的施工材料吊至使用部位，從而加快材料運輸速度及周轉(zhuǎn)效率，避免了傳統(tǒng)使用小型交通船運輸材料所面臨的風(fēng)浪影響因素和人工或小型吊機搬運的工效低下的弊端。

塔吊選用QTZ63型的塔式吊機，通過在6-EF及21-EF樁帽內(nèi)預(yù)埋型鋼基礎(chǔ)，然后采用浮吊進行整體安裝。臂長l=50m，塔身高h=13m，最大臂長處極限吊重1.3t，最大吊重6t。塔吊示意圖見圖2。

塔吊身架、吊臂全部于陸上拼接，在地面上將套架上的走臺、欄桿、導(dǎo)輪架等裝好，并安裝好液壓頂升機物，然后將套架吊起，套在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和基礎(chǔ)節(jié)外部。然后安裝上下支座，回轉(zhuǎn)機械、回轉(zhuǎn)支承。在以上全部安裝完成后安裝塔頂，在塔頂安裝完成后即由浮吊將塔吊身架落駁至駁船上，然后整體安裝至預(yù)埋支座位置。在身架就位后采用浮吊對吊臂、平衡臂及拉桿進行安裝。在安裝完成后及時請當(dāng)?shù)卣块T對塔吊進行驗收。

3.塔吊平臺結(jié)構(gòu)安全驗算

3.1樁帽受力分析

樁帽水平方向上受到的可變作用包括風(fēng)、水流力和塔吊基礎(chǔ)傳遞的水平力；由于塔吊只在施工期使用，因此本次驗算只考慮承載能力極限狀態(tài)的平臺穩(wěn)定性。

考慮最不利情況下的受力組合，風(fēng)荷載、塔吊基礎(chǔ)水平力和水流力方向視為水平方向，與豎向力在同一平面上。

在計算樁帽承載力時，可以只考慮短暫狀況作用效應(yīng)的短暫組合。

Sd=∑γGiGi+∑γQiQj

式中：γGi、γQi分別為永久作用與可變作用分項系數(shù)；Gi、Qj分別為永久作用與可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值。

水平力：F水平力=1.3×Ff+1.3×Fs+1.4×Fb=78.41kN；（短暫狀況作用效應(yīng)的短暫組合中可變作用分項系數(shù)減小0.1）

豎向力包括塔吊自重262kN和樁帽的等效均布荷載97.5kN/m。在最不利情況下，塔吊吊起重物為額定起重量6t，F(xiàn)q=60kN。

最大彎矩為起重力矩，即630kN`m。3.1.1樁帽自重

塔吊工作狀態(tài)下最大吊重6t；吊臂的力可以分為對塔吊基礎(chǔ)的豎向力Fq和作用在塔吊基礎(chǔ)處的集中力偶Mq；

其中：Fq=6000kg×10N/kG=60kN；

塔吊自重FG=26200kg×10N/ kg=262kN。

3.1.3風(fēng)荷載

風(fēng)對塔吊的水平力標(biāo)準(zhǔn)值為Fw；根據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》（JTS144-1-2010），

Wk=μsμzW0

式中 Wk為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；μs為風(fēng)荷載體型系數(shù)；

μz為風(fēng)壓高度變化系數(shù)；W0為基本風(fēng)壓（kPa）；

Ff為風(fēng)對樁帽的水平力（kN）。

其中，嘉興港乍浦港區(qū)基本風(fēng)壓W0=0.45kN/m3；風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz=1.63。

擋風(fēng)系數(shù)計算如下：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]×c/ Bb=0.87，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2009），取μs的值為2.0。

Wk=2.0×1.63×0.45kPa=1.467kPa；

Ff=Wk×B×H×φ=1.467×1.6×13×0.87Kn=26.5kN。

3.1.4水流力

根據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》（J T S14 4 -1-2 010），作用于港口工程結(jié)構(gòu)上的水流力標(biāo)準(zhǔn)值Fs=Cw×ρ×1/2×V2A；

式中：Fs為水流力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；

Cw為水流阻力系數(shù)，取0.73；ρ為海水密度，取1.025；

V水流設(shè)計流速，1.14m/s；

A為計算構(gòu)件在與流向垂直平面上的投影面積。

由于施工水位基本在樁帽底標(biāo)高到樁帽中心之間，所有取不利狀況下的截面面積：

A=0.5×1.6×2.5m2=2m2

Fs=0.73×1.025×0.5×1.142×1.13kN=1.96kN。

3.2平臺穩(wěn)定性驗算

3.2.1樁豎向承載力驗算

根據(jù)碼頭基樁檢測報告，碼頭單樁的極限承載力為12800kN，由于F樁max<12800kN，所以樁豎向不會發(fā)生破壞。

3.2.2樁的抗彎穩(wěn)定性驗算

綜合1、2、3，塔吊平臺在施工期間能保證塔吊、樁帽、樁的完整性，不會造成施工事故。

4.結(jié)語

將陸上高層建筑使用的塔吊設(shè)備引入水工結(jié)構(gòu)的施工中，有效的提高了材料周轉(zhuǎn)效率，達到了項目初始時計劃對兩側(cè)已建泊位進行充分利用的目的。而且經(jīng)過施工過程的摸索，合理的使用塔吊，不僅可以加快施工進度，而且對工程質(zhì)量同樣有顯著的提高。如大型定型模板的使用，鋼筋籠整體調(diào)運安裝，大型圍囹結(jié)構(gòu)的安裝等以往通過運輸船舶難以快速完成的工藝均可通過塔吊完整快速完成。

參考文獻：

[1]許亞文，朱昱凱.水工高性能混凝土泵送施工技術(shù)[J].水運工程，2008（11）：176-179.

[2]葛文淵.塔吊在外海碼頭施工中的應(yīng)用[J].港口科技，2008（09）：14-16.

[3]李建洪，洪國松.杭州灣跨海大橋海中平臺鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2009（01）：18-21.endprint