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        大型設(shè)備在疑難水工結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

        2015-10-20 06:26:59金侃
        珠江水運(yùn) 2015年16期
        關(guān)鍵詞:工效塔吊

        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(jī)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(jī)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(jìn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)輸速度及周轉(zhuǎn)效率,避免了傳統(tǒng)使用小型交通船運(yùn)輸材料所面臨的風(fēng)浪影響因素和人工或小型吊機(jī)搬運(yùn)的工效低下的弊端。

        塔吊選用QTZ63型的塔式吊機(jī),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(jìn)行整體安裝。臂長l=50m,塔身高h(yuǎn)=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(jī)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(jī)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(jìn)行安裝。在安裝完成后及時請當(dāng)?shù)卣块T對塔吊進(jìn)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(dá)到了項目初始時計劃對兩側(cè)已建泊位進(jìn)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(jìn)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(yùn)安裝,大型圍囹結(jié)構(gòu)的安裝等以往通過運(yùn)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(xiàn):

        [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(yùn)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

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