某高桩码头预制构件吊装施工方案设计

黄浩 张鹏飞

摘 要：高桩码头在我国东部沿海的应用越来越多，施工工艺和方法也在不断进行更新。预制构件在提高码头施工速度和质量方面有着很大的优势，但是构件安装的精度和质量往往达不到要求。本文以福建省某沿海高桩码头施工为背景，设计了从施工准备工作、预应力和非预应力预制构件施工以及构件吊装等一系列施工的施工方案，并具体阐述了个施工方案的工作流程。经构件安装检测，本文设计的施工方案是切实有效的。

关键词：高桩码头 预制构件 吊装

随着高桩码头的建设速度和设计技术不断更新，由于各种因素的制约，施工水平往往达不到预期要求。因此，合理的安排的控制施工工序，对高桩码头整体施工质量的控制十分重要。

本文以福建省某高桩碼头为依托，设计了从测量放样、预制构件浇筑和吊装等环节的一整套的施工方案，对提高高桩码头的施工质量有着重要的意义。工程情况如下所示：

码头为5万吨级（结构按10万吨级设计）通用散货泊位，年设计通过能力为288万吨。码头长250m，宽32m；栈桥长430.035m，宽16m。建筑物主要包括：码头平台和栈桥，主要工程结构型式如下：码头平台长250m，平台宽32m，码头面高程+7.0m，采用高桩梁板结构。栈桥长430.035m，宽16m，高程+7.0m，采用高桩梁板结构。

1.高桩码头预制构件施工及测量定位特点

1.1施工难点

码头施工具有工程量大、工期紧、点多面广的特点。工程的重点是：抢抓黄金施工期，优质、快速完成现浇混凝土施工；精心组织统筹，合理、高效的开展预制构件施工。

1.2施工准备工作

（1）水下地形测量。工程施工区海床原始地形及疏浚后水下断面测量采用双频RTK- GPS与数字化自动测深系统以及其他终端设备相结合，组成一套完整的水下测量系统。水下测深系统原理见图1。

在工程开工初期对施工范围的海底地形进行扫测，了解水下的地形情况，进而控制后期港池及航道疏浚挖泥施工。水下地形扫测所用方法即为双频GPS配合测深仪进行水下地形测量的方法。

（2）船舶水上GPS测量。工程采用GPS定位沉桩，GPS定位系统的平面定位及高程控制精度已达到厘米级，完全能够满足本工程测量定位的精度要求。它具有定位准确（达到厘米级）、迅速、全天候、远距离、测站与测点无需通视等特点，为保证沉桩质量，沉桩时在岸上用全站仪进行沉桩定位校核。

（3）沉降、位移观测。本工程共设置沉降位移观测点52个，其中码头16个，栈桥36个，分别位于各结构段位置四个角点处。施工过程中在相应位置设置临时观测点，利用施工基线对临时观测点定期进行观测。

2.混凝土构件预制措施设计

2.1非预应力混凝土构件预制工艺设计

在本高桩码头工程中，非预应力混凝土构件包括轨道梁、纵梁、横梁、污水管沟梁、靠船构件、水平撑、实心面板、双孔箱梁，其中轨道梁为2件GL5非预应力构件，其他均为预应力构件，污水管沟梁包括码头和栈桥两个部位。

本文针对非预应力构件预制施工的特点，设计了其工艺流程如图2所示。

2.2预应力混凝土轨道梁预制工艺设计

（1）预应力混凝土构件张拉控制要点。根据工程施工组织设计中的总体计划安排，计算确定设置3条预应力张拉台座生产线，每条生产线一次预制3件轨道梁，周转期9d。本文总结了张拉法的关键程序和张拉应力控制的计算方法：

①预应力张拉在张拉台座上进行，采用逐根张拉的方式。在张拉法中，为了减少预应力钢筋松弛影响，张拉时应适当超张拉，但超张拉值不大于5%的设计应力，按下列程序进行张拉：

△L1：从初应力到最大张拉应力间的实测伸长值（㎝）

△L2：初应力时的推算伸长值（cm），可根据弹性范围内张拉力与伸长量值成正比关系推算确定。

（2）预应力混凝土构件施工关键工序。针对预应力混凝土轨道梁预制施工工艺的特点，本文设计了本工程中预应力混凝土轨道梁构件施工的工艺流程如图3所示。

2.3构件吊点布置设计

（1）构件吊点布置。

各种构件吊点布置如图4所示。

3.混凝土预制构件吊装施工关键技术总结

3.1施工顺序安排总结

（1）安装顺序总结。预制构件安装按照先栈桥后码头，码头总体上按由东北往西南进行安装，使构件安装结合上部结构现浇砼施工形成流水作业。

（2）安装方案总结。结合本工程实际情况，本工程栈桥双孔箱梁和污水管沟梁采用架桥机由栈桥根部开始安装；码头纵、横梁、轨道梁及其他预制构件全部采用200t起重船水上安装。

考虑对构件保护，所有构件设置吊环，将捆绑吊工艺改为吊环吊装工艺。

3.2施工工艺流程总结

预制构件制作完毕之后需要进行安装，并且安装的作业面大多在水上。因此，本文设计的预制构件施工方案是先将预制构件运出码头至指定位置，然后用起重船进行水上混凝土构件安装施工，构件的施工工艺流程如图5所示。

3.3保障措施总结

针对本工程的特点，本文设计了工程保证施工过程顺利进行的保障措施，主要有以下两点：

（1）根据本工程的实际情况，组织有关人员熟悉设计文件、施工合同及有关规范，熟悉周边的环境。对施工人员进行技术、安全和环保交底，使施工人员熟悉本工程的技术要求，质量控制办法，熟悉安全管理规章制度和环境保护措施。工程部分梁板采用350t起重船进行安装。船机设备准备：一艘350t固定扒杆式起重船、1艘 1000t平板方驳。配备1台全站仪配合梁板安装。

（2）钢丝绳计算及选用。根据设计吊点及构件重量，单吊点最大承重不超过12t，起重船垂直起吊，吊装钢丝绳采用φ36mm（6×37）合成纤维芯钢丝绳，其最小破断拉力为F=50*36*36=64.8t，安全系数为64.8/12=5.4，满足安全系数要求。

3.4预制构件吊装关键技术总结

安装时通过拉锚移船到梁板安装位置，起重船下锚为四个锚，码头安装时前进缆带固定于已满龄期桩帽预埋的U型环上。起重船抛锚定位后，施工人员准备就绪，检查梁板底有无粘底及其清除情况，如有立即采取处理措施。起吊由专业起重工统一指挥挂钩、起吊。安装示意如图6。

安装前先将横梁顶搁置面清扫干净，再在下横梁和桩帽的搁置面上测量出每件梁的位置。测量放线时，要测放出每条梁的边线位置及下横梁或桩帽的支座标高，并用墨线和红漆标出支座位置边线，边线控制安装时梁的平面位置，标高控制每条梁的座浆厚度。

边线及标高测放完成后，在支座处抹一层高标号砂浆进行找平，保证安装接触面平整紧密，不留有空隙。待支座砂浆找平后，起重船在测量人员及起重工的共同指挥下移动，使梁板处在安装的正确位置并均匀缓慢地松钩落座。安装完毕后，应保证梁端顺直及与支座搁置点的接触情况，及时勾缝，并确保梁底与下横梁或桩帽的搁置面充分接触。

4.结论

高桩码头施工工期和质量受到多方面的制约，随着预制构件的使用，在施工过程中如何有效控制工程质量是各方关注的难题。通过本文关于高桩码头施工及关键内容的研究，可以得出以下结论：

（1）本文设计了高桩码头预制构件施工的主要施工方案，包括施工前的准备工作、预制构件的浇筑和吊装等。在高桩码头施工之前，要预先测试地形和施工条件并布设控制网.

（2）在预制构件浇筑过程中，对于非预应力构件和预应力构件应该编制相应的施工质量控制方案并严格执行，构件吊装过程中应该合理布置工作区域、严格控制吊装质量。

参考文献：

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