周俊

摘要 文章旨在探討水運(yùn)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(jì)和結(jié)構(gòu)分析，成功應(yīng)對(duì)了施工現(xiàn)場(chǎng)的水位和空間限制，保證了施工的順利進(jìn)行。研究采用了Topsis法對(duì)施工效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，從施工進(jìn)度、安全、質(zhì)量等方面選取了十個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)分，結(jié)果顯示，采用的施工方案在多個(gè)方面表現(xiàn)優(yōu)異。

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

中圖分類號(hào) U655.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 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(diǎn)，也是經(jīng)濟(jì)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(diǎn)，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(zhǎng)江中游的重要港口工程，將為該地區(qū)的貨運(yùn)和物流提供關(guān)鍵的支持。該文以該工程為例，詳細(xì)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(zhǎng)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(jì)：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(tái)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(chǎng)實(shí)際情況，做了水上整體吊裝和現(xiàn)場(chǎng)加工制作、分節(jié)拼裝的不同施工方案的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)性比較，見表1。

經(jīng)過對(duì)比，采用方案4。優(yōu)點(diǎn)是不受長(zhǎng)江水位影響，高水位和低水位均能進(jìn)行安裝，高水位時(shí)，800 t起重船可直接吊裝；低水位時(shí)，處理汽車吊的作業(yè)平臺(tái)地基，并回填土方，在長(zhǎng)江護(hù)坡上開挖二次轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)，吊裝后可恢復(fù)原貌，且費(fèi)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(tái)500 t汽車吊，進(jìn)行陸上吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)至岸坡14 m處的轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)。再由水上起重船起吊、落駁、運(yùn)輸、安裝。

3.2 平臺(tái)地基處理

3.2.1 汽車吊機(jī)作業(yè)平臺(tái)

汽車吊機(jī)作業(yè)平臺(tái)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(shí)度不小于93%，地基承載力不小于120 kPa，以滿足吊機(jī)承受荷載時(shí)基礎(chǔ)受力要求。

3.2.2 陸上吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)

在岸坡頂至距離岸坡14 m處，開挖一處吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)，吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)尺寸為65 m×6 m。采用挖機(jī)開挖護(hù)坡，吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)底部需要夯擊密實(shí)，地基承載力不小于120 kPa，鋪筑10 cm碎石墊層夯擊密實(shí)，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(yùn)平臺(tái)

鋼引橋在吊裝到轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)前，先在平臺(tái)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(qiáng)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(gè)吊點(diǎn)的位置設(shè)置10根18a槽鋼，在吊點(diǎn)的位置將上弦桿、下弦桿、斜桿進(jìn)行臨時(shí)電焊固結(jié)，待完整完成后進(jìn)行拆除。而后用800 t起重船將鋼引橋吊至運(yùn)輸船轉(zhuǎn)運(yùn)到吊裝位置。

3.5 鋼引橋船舶運(yùn)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(yùn)至運(yùn)輸船并運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng)。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(yùn)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(shí)將穩(wěn)繩固定在各個(gè)角度，使起吊中不致擺動(dòng)。當(dāng)鋼引橋逐漸落到安裝位置上時(shí)應(yīng)特別小心，防止損壞預(yù)埋板的承力面。此時(shí)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(jìn)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(jìn)行對(duì)位，安裝對(duì)位應(yīng)以定位軸線為準(zhǔn)。對(duì)位合格后，鋼引橋兩端頭用錨鏈與躉船和轉(zhuǎn)運(yùn)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(píng)價(jià)

施工完成后，采取Topsis法對(duì)施工效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.1 選取評(píng)價(jià)指標(biāo)

選擇施工進(jìn)度、施工安全、施工質(zhì)量三個(gè)方面共計(jì)十個(gè)指標(biāo)：

施工速度：工程進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度的比較。

延期率：實(shí)際完成時(shí)間與預(yù)定時(shí)間的偏差比率。

成本控制：實(shí)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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)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(duì)周圍環(huán)境的影響程度。

工人滿意度：施工人員對(duì)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(xiàng)目業(yè)主或相關(guān)利益方對(duì)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(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分配具體的評(píng)分。這些評(píng)分通常基于專家意見、歷史數(shù)據(jù)或特定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。該工程采取專家評(píng)分的方法為各指標(biāo)進(jìn)行打分，并另外選取了4個(gè)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(gè)矩陣中，評(píng)分基于10分制，分?jǐn)?shù)越高表示該方面表現(xiàn)越好。例如，在“施工速度”這一指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)化處理

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

第二步：確定正負(fù)理想解

正理想解（最佳值）是每個(gè)指標(biāo)的最高標(biāo)準(zhǔn)化值。

負(fù)理想解（最差值）是每個(gè)指標(biāo)的最低標(biāo)準(zhǔn)化值[5]。

第三步：計(jì)算距離

計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與正理想解、負(fù)理想解的歐氏距離。

第四步：計(jì)算相對(duì)接近度

計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象相對(duì)于正理想解的接近度，公式為：接近度=負(fù)理想解距離/（正理想解距離+負(fù)理想解距離）。

第五步：綜合評(píng)價(jià)

經(jīng)比較，與最理想解的相對(duì)接進(jìn)度排序?yàn)椋涸擁?xiàng)目＞評(píng)價(jià)對(duì)象2＞評(píng)價(jià)對(duì)象1＞評(píng)價(jià)對(duì)象5＞評(píng)價(jià)對(duì)象4。因此，該項(xiàng)目施工效果最佳。

5 結(jié)論

在該研究中，針對(duì)水運(yùn)碼頭建設(shè)中的鋼引橋吊裝施工工藝進(jìn)行了深入的分析和探討。通過對(duì)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(duì)了施工現(xiàn)場(chǎng)的水位和空間限制，保證了施工的順利進(jìn)行。該文分析了在復(fù)雜水文地質(zhì)條件下進(jìn)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(jì)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(duì)施工效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，經(jīng)與類似項(xiàng)目進(jìn)行比較，該項(xiàng)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(jì)與施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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(yùn)碼頭建設(shè)項(xiàng)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(xiàn)

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

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[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(guó)港灣建設(shè)， 2011（2）： 39-41.

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