装配式靠船墩的关键技术研究

李元礼 陈晶晶

摘 要：本文针对传统靠船墩的设计与施工中出现的问题，结合工程实例，从装配式靠船墩的设计、生产、施工等方面对结构尺度、构件链接、工厂化生产及现场吊运、安装等关键技术进行分析、提出对策，在工程建设中推广装配式靠船墩，提高质量及生产效率，进而提高靠船墩建设的经济效益与社会效益。

关键词：装配式;靠船墩;关键技术

中图分类号：U653.99          文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）03-0139-02

1引言

随着科技的进步和社会的发展，未来需要在短时间内获得更多更高的品质工程。面对这种需求如何把握，对整个水运工程建设及发展产生深远影响。实现工程建设的工业化，是迎接挑战的必要途径。依据联合国工业化定义的理解，船闸工程需要通过结构标准化、生产工厂化、施工机械化及管理科学化，提高工程质量。工业化与传统的根本区别是生产方式的改变，表现为设计标准化、生产工厂化、施工机械化。

2传统靠船墩结构的建设现状

现有桩柱式靠船墩结构中，素混凝土和钢筋混凝土结构占主导地位。桩柱式靠船墩几乎全部采用现场浇注施工，没有构件工厂化生产，由于该结构整体性好、刚度大，在工程中广泛应用。但该结构缺陷也较明显。

2.1工业化程度低

现浇构件施工中，很多工序无法由机械替代，比如模版全部由工人现场支模，需要工时长、强度大，导致机械化操作程度较低。同时，现场施工对构件的质量影响也比较大，工人操作又容易导致质量缺陷。

2.2施工工期长

现浇构件施工，施工工序一般为搭脚手架、支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土等，大多數工作由工人现场安装完成，生产效率低、工期较长。同时，由于现场施工，容易受施工场地、自然条件等影响，导致工期更长、质量更低，效益发挥不充分。

2.3工程成本控制难度大

由于现浇构件工序多，工人劳动强度大，容易受外界干扰，工程成本控制难度较大。而且，工期较长，影响成本的因素就越多，进一步增加了成本控制难度。

2.4工程质量难以得到保证

混凝土结构采用现浇体系，施工质量要求较高。在混凝土振捣过程中，易发生漏振，振捣不密实等情况，结构刚度小、强度低，如果养护时间短便拆除模版，容易导致构件开裂等问题。同时，所有工序都是现场操作，给质量控制增加很多困难。现场施工使用的材料来源广，很难监控。现场施工工序多，难以标准化施工，对多构件的质量有很大的影响，且每个工序均有工人现场操作，工人的责任、技术水平等都不一致，使工序质量很不稳定，从而对工程质量产生影响。

3装配式靠船墩工业化生产

3.1装配式靠船墩工业化生产关键技术

3.1.1墩身与钢管桩连接节点

墩身底节与桩身采用“坐板凳”形式安装，即在钢管桩顶部开U形槽，用整根槽型钢贯穿两根相邻钢管桩顶部U形槽，两两相连;并在位于对角线的两根钢管桩间以剪刀型钢连接，以保证墩身钢桩整体稳定性，并抵抗墩身底节偏载作用。在墩身底节预制块件对应于钢管桩位置预留上的圆台洞，圆台洞周围设环壁构造筋。另将墩身底节的底板螺纹筋预先弯折顺圆台洞砼面呈伞形布置。底节块件安装到位后，将其扳平，并以同规格钢筋绑条焊形式将对应位置钢筋连接，使填芯笼主筋与墩身底板顶底面钢筋网交叉，采用C30防收缩砼浇圆台洞，确保墩身与桩良好固结。

3.1.2墩身块体拼缝严密

在专业预制工厂，采用同一套钢模具，流水化作业预制墩身块件，客观上保证了预制件的尺寸准确，拼合缝采用企口缝或焊接。

3.1.3墩身侧壁主筋连接要牢固

墩身侧壁主筋连接采用套管灌浆搭接法连接，按照有关规程进行设计和施工。

3.1.4拼装成型的墩身整体性

在预制结构的四角预留孔洞，拼装完成后，通过钢管桩或工字钢连接，并用水泥砂浆或混凝土填筑形成一个整体。

3.2装配式靠船墩工业化生产

根据工业化装配式生产的需要，必须针对装配式靠船墩构件之间的连接及施工现场的吊运、安装，选择合适的参数范围，提出靠船墩构件的尺寸范围，并根据构件的尺寸、重量选择吊运设备和安装工艺。

3.2.1总体设计

基于装配式桩柱式靠船墩的工业化生产，主要研究针对不同吨位系靠船型的桩柱式靠船墩的结构尺度、构件大小及链接、施工现场构件吊运、安装，确定合理的控制参数，根据不同的构件尺寸配备不同吊运设备和施工安装工艺。

3.2.2靠船墩构件尺寸设计

根据系靠船型规格及水位变化情况，确定装配式靠船墩的大小，然后根据构件受力及吊装施工的要求，确定桩柱式靠船墩合理的构件尺寸。

3.2.3构件连接设计

为确保装配式桩柱式靠船墩安装后结构的整体稳定，在满足受力的要求下，各构件之间的连接采用钢管桩或工字钢加现浇混凝土。

3.2.4构件工厂化生产

为确保构件的工厂化生产，适合批量生产及方便现场安装的构件尺寸和结构形式，在现有生产线的基础上加以改造，便可批量生产桩柱式靠船墩预制构件，根据构件特点，选择适合的生产工艺、混凝土配合比及吊点布局等，以保证构件在运输和吊运安全。

3.2.5靠船墩施工技术

桩柱式靠船墩施工应合理安排施工方案，降低支架投资及施工难度。主要施工技术从起吊设备的选择、施工工艺的研究、施工阶段的监测等方面出发。

4装配式靠船墩工程应用实例

4.1工程概况

以九圩港一线船闸工程下游13座靠船墩为例，靠船墩结构施工图设计为下部钢管桩基础+上部钢筋混凝土墩身。

4.2 靠船墩设计

桩柱式靠船墩由下部钢管桩基础和上部箱形承台组成。靠船墩顶高程▽6.9，箱形承台底高程为▽0.7。靠船墩顶平面尺寸均为2.8×7.5（m），靠船面、背面箱壁厚度均为1.0m，基础采用4根φ1.0m的钢管桩，桩长为23m，承台底平面尺寸为7.25×7.5（m）。上部箱形承台在高程▽2.0、▽3.5、▽5.0处设置齿型缝，把上部承台分成四块预制。

4.3装配式靠船墩的安装

打桩船精确定位打入钢管桩，用双拼25槽钢将四根钢管桩相互连接，在钢管桩中填入桩芯钢筋笼，钢筋露出长度满足锚固要求;将箱型承台底板坐在钢管桩上，锚筋与承台底钢筋相连接，用砼填充。依次将剩余三块叠在承台底板上，接触面上刷西卡胶防止接触缝進水，各块件的榫头和榫眼一一对应安装。将预应力钢筋穿入预留的套管中，施加预应力，使接触面缝隙满足设计要求。通过在最顶部预制块上预留的孔向承台空箱筑满混凝土。

5结论

通过产业化的生产构配件，不仅可以保证构配件的质量，减少现场施工中出现的各种问题，还可以大大提高生产效率，减少施工时间及施工对现有航道通航的影响，进而提高装配式靠船墩的经济效益和社会综合效益。

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