钢筋砼趸船水上拼装施工工法

◎ 孙孟达 浙江海洋工程有限公司

沿海地区由于受到潮汐影响，潮差较大，为克服潮差给码头使用带来的难度，部分码头设计一般采用撑墩式浮码头结构，该码头结构形式中钢筋砼趸船又是重要组成部分。然而随着社会经济发展，对于浮码头结构要求也越高，不断要求增加长度、宽度等尺寸，进而满足实际功能使用要求；但考虑到在船台和船坞尺寸（包括长度和宽度方向）无法满足钢筋砼趸船时，趸船施工就有了相应的难度，如何来寻求一种更经济、合理、适用的方法，通过对码头工程中钢筋砼趸船水上拼装施工的实践，取得了一套钢筋砼趸船水上拼装施工经验，形成一套完整施工工艺，来解决实际施工难题[1]。

1.工艺特点和工艺原理

大型趸船无法直接在船台或者在船坞内完成，采用分体制造、水上拼装的施工方法。其特点是：小船台（或小船坞）制造大趸船，降低大趸船制造对场地的较高要求，从而充分利用原有基础场地结构，减少基础建设投入，减少成本，比较经济。趸船平面尺寸较大，现有船坞（或船台）尺寸无法满足施工要求，可以考虑将趸船分体制造、水上拼装[2]。

改变以往船坞（船台）传统的施工要求，即：多少长、多少宽的船坞（船台），只能造多少大的趸船，继而采用将趸船分体制造，然后再拼装成一艘大尺寸趸船的一种施工方法。其工艺是利用原有船台（船坞）制造2艘分体趸船，然后选择合适水域进行定位拼装，然后浇筑接缝结构砼。

2.施工工艺流程及操作要点

某浮码头工程，码头尺寸50＊22＊4.5米，属于该地区的战备码头，主要用于摆渡装甲车辆；该趸船结构尺寸在浙江省沿海地区属于超宽型趸船结构，普遍船坞（或船台）均不能满足该趸船的制造要求。

通过对各种方案比选后，最终采用了钢筋混凝土趸船水上拼装施工工艺，使得该趸船制造成功进行，经过船舶检验局验收合格，并顺利进行安装运行。具体施工工艺流程及操作要点如下：

2.1 工艺流程

趸船施工工艺流程见图1，趸船拼装施工工艺流程见图2。

图1 趸船施工工艺流程框图

图2 趸船拼装施工工艺流程框图

2.2 钢筋砼趸船水上拼装施工的操作要点

2.2.1 预埋钢板埋设

在趸船预制时，在趸船端板预制时埋设4500＊1420＊10mm钢板，并在钢板外侧设置横向标尺标志，为趸船侧面连接做准备；同时在每个船底现浇时，船底埋设50000＊1420＊10mm钢板为底部连接做准备。在趸船下水或者出船坞前，按照设计好的压板和止水带宽度，焊接预埋螺栓（采用塞孔焊接）[3]。

2.2.2 止水带材料确定

按照最不利位置进行选择止水带所需强度：

趸船设计吃水1.85米，考虑在施工过程中荷载增加因数，按照2.0米的水位进行计算止水带所需承受压力值：

P=ρhg=1＊103＊2.0＊9.8=19.6 Kpa。

同时根据现场情况，2艘趸船预埋钢板基本重合，橡胶止水带基本覆盖在钢板外侧，因此根据止水带各种参数并结合现场情况，拟选择采用6mm的橡胶止水带。

2.2.3 止水带钢压板确定

止水带在趸船连接施工时，内侧水抽干后，受到水位差压力，止水带已经牢固的吸附在钢板面上，因此钢压板考虑是在前期确保止水带平整、顺直情况下进行选择，按照常规计算后选择采用6mm的钢板进行加工制作，同时配用φ16的螺栓进行固定[4]。

2.2.4 趸船水上拼装控制

在水域内抛设固定锚，利用钢丝绳将趸船与锚进行连接，在初步调节后在末端设置活动葫芦进行安装，以利于下一步精确调整；同时2艘趸船之间也采用钢丝绳连接葫芦进行连接固定（如图2所示）。随后，根据设计尺寸，利用活动葫芦进行精确调整，直到调节至规范允许偏差范围内，然后在趸船两侧及甲板面上进行加固定位，以防趸船错位。具体施工方法如下：

①趸船水平压载：趸船下水后由于结构非对称，前、后沿线吃水线不平衡，因此在拼装前先初步计算趸船达到平衡所需要的压载重量：

M=ρνg=ρs(H1-H2) g

最后平衡根据现场测量人员随时进行观测调整，确保最后达到整体平衡。

②趸船平面位置控制：在趸船平衡调整后，首先利用2个趸船之间的系缆柱，用葫芦缓慢将趸船逐渐拉拢，同时4顶锚位位置根据钢丝绳绳索的松紧度来调节锚的受力度，对比调整前趸船位置。

等到趸船相邻距离符合平面尺寸时，固定系缆柱钢丝绳，利用图示微调绳索进行精确调整，直至间距符合设计要求，然后用I30工字钢如图2所示进行固定及构件结构钢筋连接。

2.2.5 止水带安装、固定及结构施工

在趸船纵横向尺寸调节完成后，将派遣潜水员先进行两个侧面止水带安装，然后将多个潜水泵放置下去，进行抽水，同时根据水压差原理，潜水员将底部的橡胶止水带吸附在底板下侧；等到里面水位下降后（适合施工人员施工时），同时安装内侧止水带；并派遣相关施工人员进行端部钢板、侧面结构钢筋及底部结构钢筋焊接（在此项过程施工中，应配备足够的施工人员进行施工，直至内侧止水带、内侧结构钢筋施工完成）；然后拼装中间隔层加劲板和相关预埋钢板进行焊接，最后按照从下到上的施工顺序浇筑砼，直至甲板面层施工完成[5]。

2.3 钢筋砼趸船水上拼装施工的注意事项

（1）在选择水上趸船拼装时，应首先设计拼装结构所需要的预埋钢板位置及尺寸。

（2）选择趸船拼装水域时，应选择合适的抛锚区域，以便于趸船定位。

（3）趸船拼装时，应先调整好趸船吃水线，再控制平面尺寸，同时进行临时加固。

（4）趸船在止水过程中，底部止水带安装前，应先注意内侧抽水，以利用水压力。；

（5）在结构钢筋施工时，应注意劳动力投入情况，尽可能安排多的施工人员进行施工，提早进行加劲板安装及连接处砼浇筑（宜在接缝砼浇筑时选择添加早强剂）。

（6）砼结构完成后，应注意养护措施。

3.钢筋砼趸船水上拼装施工的质量控制

3.1 质量标准

（1）《钢筋砼船舶建造规范》。

（2）《钢筋混凝土船船体建造技术条件》JT/T308-1997。

（3）《港口与航道工程施工规范》。

（4）参《水运工程质量检验标准》JTS257-2019。

3.2 质量控制

3.2.1 压载及趸船定位

切实按照事先设计的等高标尺及平面尺寸进行严格控制，允许误差在±10mm，以确保分体趸船拼装后结构满足设计要求。

3.2.2 趸船止水带安装

根据结构情况选择合理的止水带及固定材料，安装时做到止水带平顺、贴实，以确保拼装处止水效果和后续工作施工。

3.2.3 钢筋焊接

根据图纸设计及相关规范要求，各种结构钢筋应确保焊接长度及焊接质量。

3.2.3 结构砼浇筑

严格控制砼配合比，确保混凝土质量；在混凝土浇筑高度高差大于2米时，应采取相应措施，防止混凝土离析。

3.3 质量保证措施

3.3.1 确保工程质量的组织措施

确保工程质量才能维护公司应有的效益，也是施工企业立足于市场和企业发展的根本保证。通过建立质量管理体系，保证质量体系的有效运行，要加强职工的质量意识教育，健全各项质量管理措施，确保承建工程的质量。

表1 主要劳动力人员表

表2 主要机械设备表

①制订施工管理方法和目标；

②建立健全质量管理体系；

③制订相关质量责任制。

3.3.2 确保工程质量的技术措施

①严格按设计图纸施工，严格按施工规范操作，严格按验收标准验收；

②认真做好测量放样工作的复核、检验，确保定位准确、尺寸准确；

③配备必要的试验设备，以满足工程的试验需要，确保工程质量；

④开展质量第一的竞赛活动，同时进行质量教育，强化质量意识，提倡技术革新和新工艺、新方法，以提高工效和经济效益。

3.4 钢筋砼趸船水上拼装施工的安全措施

（1）加强人员安全教育，建立健全各种安全制度，做好各项安全技术交底工作。

（2）施工作业平台及通道应整体连接牢固，包括趸船四周位置应设置安全栏杆，并涂设明显警告色，施工人员穿戴必须满足水上作业安全要求。

（3）及时关注气象预报，合理安排工作时间，遇有大风、暴雨天气应停止施工，同时切断现场电源，保护好各种电器设备。

（4）特种作业人员必须持证上岗。

（5）定期检查各种设备的性能，及时发现各种隐患。

（6）平台与趸船处必须设置明显标志。

（7）应到相关部门办理水上水下施工许可证。

3.5 钢筋砼趸船水上拼装施工的环保措施

（1）制定相应的环境保护制度，开工前及施工过程中，不断宣传、落实，不定期进行检查、监督。

（2）加强环境保护的教育工作，让每个员工都能够自觉遵守环境保护制度，人人参与环保。

（3）对生产产生的废物，尽快运出作业区，杜绝废物乱堆放、废水乱排。

（4）合理安排施工，尽量减少噪声对周围环境造成污染，正常施工下，尽量减少噪音。

（5）生活废水设有污水池，做到卫生区内无污水、无污物，废水不乱倒乱流。

（6）施工中严格遵守国家环保部门的有关规定，采取各项有效措施，并接受当地政府和有关部门的监督；

（7）施工场地内各种材料要堆放整齐，对特殊材料要进行特殊存放，以防污染。

4.总结

趸船分体制造、水上拼装的设想来源于生活中的装配式建筑：就像搭积木一样建房子，将建筑所需要的构件在工厂生产完成，运送到施工现场，采用可靠的安装方式和安装机械组装。这样既解决了船台和船坞尺寸问题，还能减少工期、减少运输成本。另外在实际浮码头施工中的应用，更印证其可实现性，此工艺的成熟，意味着随着今后浮码头尺寸的增加，钢筋砼趸船可以也有能力比以往更加的大，还不会淘汰原先的施工场地，无论从场地还是工期和运输都具有重要的意义。