周曉艷 王二寶
(安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司,安徽 合肥 230009)
船閘靠船設(shè)施作為船閘的重要附屬設(shè)施,船閘靠船設(shè)施主要包括靠船墩、靠船連續(xù)墻等設(shè)施,為船閘有效發(fā)揮效能擔(dān)負(fù)著重要職責(zé),在船閘的使用中有著廣泛的應(yīng)用,然而一直以來靠船設(shè)施的設(shè)計(jì)一直處于相對(duì)滯后的狀態(tài),結(jié)構(gòu)形式及附屬設(shè)施的選擇都相對(duì)落伍。
近年來,隨著國家對(duì)于船舶大型化、安全等方面越來越重視,對(duì)于船閘靠船設(shè)施的設(shè)計(jì)要求越來越高,過去的靠船設(shè)施及其附屬設(shè)施已經(jīng)越來越不符合現(xiàn)今的潮流。以下本人就多年靠船設(shè)施的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)靠船設(shè)施型式進(jìn)行總結(jié),并提出相關(guān)改進(jìn)設(shè)想。
目前船閘靠船設(shè)施設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛的型式為重力獨(dú)立墩式結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)主要包括上部墩體、下部擴(kuò)大基礎(chǔ)及相應(yīng)附屬設(shè)施,其中該型式主要分為兩大類:實(shí)心式重力獨(dú)立墩及空心式重力獨(dú)立墩。
實(shí)心式重力獨(dú)立墩現(xiàn)在為應(yīng)用最廣泛的靠船墩型式,主要由混凝土墩體及基座組成,其優(yōu)點(diǎn)主要為施工方便、迅速,結(jié)構(gòu)耐久性好,墩體穩(wěn)定性強(qiáng),缺點(diǎn)主要是墩體對(duì)地基承載力要求較高,部分工程需進(jìn)行地基處理方可采用此種結(jié)構(gòu)型式,混凝土用量較大,造價(jià)較高。
空心式重力獨(dú)立墩為現(xiàn)在逐漸采用型式,主要有空箱墩體、箱內(nèi)回填土及基座組成,其優(yōu)點(diǎn)主要為對(duì)地基承載力要求較低,可通過增減箱內(nèi)填土來調(diào)整地基應(yīng)力大小以及墩體穩(wěn)定性,混凝土用量較小,部分墩體可用回填土替代,造價(jià)相對(duì)較低,缺點(diǎn)主要是空箱墩體施工相較來說較為復(fù)雜,工期較長。
在一些地質(zhì)更為復(fù)雜多變或者施工較為困難的項(xiàng)目中,靠船墩可采用樁基式的結(jié)構(gòu)型式,這樣可以避免因地質(zhì)條件不確定,較為困難的選擇地基處理型式的情況。
其結(jié)構(gòu)主要包括上部墩體、下部樁基及相應(yīng)附屬設(shè)施,樁基獨(dú)立墩式靠船墩大體上可分三種:實(shí)心式、空箱式及框架式。1) 實(shí)心墩式,靠船墩主要由下部樁基及上部實(shí)心墩體組成,其優(yōu)點(diǎn)主要為施工方便、迅速,結(jié)構(gòu)耐久性好,墩體穩(wěn)定性強(qiáng),缺點(diǎn)主要是混凝土用量較大,造價(jià)較高。2)空心墩式,靠船墩主要由上部空箱墩體及下部樁基組成,其優(yōu)點(diǎn)主要為混凝土用量較小,部分墩體可用回填土替代,造價(jià)相對(duì)較低,缺點(diǎn)主要是空箱墩體施工相較來說較為復(fù)雜,工期較長。3) 框架墩式,靠船墩主要由上部框架結(jié)構(gòu)及下部樁基組成,由框架墩式碼頭發(fā)展而來,曾經(jīng)在船閘里應(yīng)用較多,今年來應(yīng)用逐漸減少,其優(yōu)點(diǎn)主要為混凝土用量較小,造價(jià)相對(duì)較低,缺點(diǎn)主要是框架施工相較來說較為復(fù)雜,工期較長、穩(wěn)定性、耐久性相對(duì)來說較差。
在情況特殊的項(xiàng)目中,諸如施工作業(yè)面較小、施工期支護(hù)再利用等情況下,靠船設(shè)施需統(tǒng)籌考慮以上情況,可采用連續(xù)墻式結(jié)構(gòu)。連續(xù)墻靠船設(shè)施主要結(jié)構(gòu)為連續(xù)墻,可采用重力式,亦可采用板樁結(jié)構(gòu),連續(xù)墻式靠船設(shè)施由于其在特殊情況下的應(yīng)用,目前逐漸在一些情況較為復(fù)雜的項(xiàng)目中得到應(yīng)用,由于其工程量較大,造價(jià)較高,應(yīng)用的范圍較小。
在多個(gè)船閘實(shí)際運(yùn)營中,設(shè)計(jì)人員往往會(huì)收到一些對(duì)于靠船設(shè)施使用上的一些反饋,通過這些反饋,本人對(duì)靠船墩的相關(guān)設(shè)施進(jìn)行了一些改進(jìn)。
1) 系船設(shè)施,靠船墩的系船設(shè)施主要為系船鉤,系船鉤在使用過程中,纜繩并不是很容易掛到系船鉤上,同時(shí)船舶進(jìn)閘時(shí),纜繩也不容易解下,在使用過程中有諸多不便。改進(jìn)設(shè)想:引用閘室里浮式系船柱的概念,將浮式系船柱置于靠船墩墩體混凝土內(nèi),浮式系船柱可利用自身浮筒,根據(jù)水位上下浮動(dòng)方便船民套纜解纜。
2) 靠船設(shè)施,以往多是采用鋼護(hù)木,進(jìn)行簡易的防護(hù)。過去主要是考慮造價(jià)問題,以及引航道內(nèi)船舶靠泊速度較小,撞擊力不大。但由于船民操作不當(dāng)?shù)纫蛩?,靠船墩還是會(huì)因?yàn)榇暗目坎此俣容^大導(dǎo)致被擦碰損傷,同時(shí)由于船舶大型化的趨勢(shì),現(xiàn)在新建的船閘,船舶噸位不斷加大,如果還采用過去的防護(hù)設(shè)施,顯然無法有效保護(hù)墩體免受損傷。改進(jìn)設(shè)想:引用碼頭上橡膠護(hù)舷的概念,代替原有的鋼護(hù)木,橡膠護(hù)舷通過橡膠吸能,能夠有效吸收靠船撞擊所造成的能量,從而有效防護(hù)墩體。
3) 人員上岸設(shè)施,船員在船舶靠泊后,往往需要上岸繳費(fèi)或采購生活物資,所以需要上岸設(shè)施輔助上岸。過去我們的設(shè)計(jì)多是在墩體側(cè)面布置直爬梯供船員上下,由于墩體高度動(dòng)輒10 多米,人員上下爬梯安全性難以保證。
改進(jìn)設(shè)想:引用房建Z 字形斜爬梯的概念,在靠船墩側(cè)面設(shè)置鋼制斜爬梯或砼制斜爬梯,即可方便人員上下。