谈述加固扶壁码头新增门机对结构影响及加固案例初探

论文导读：
摘要：改变原码头使用荷载，甚至超负荷使用通常可见，为适应经济快速发展及码头吞吐量日益的增加，原码头结构无法承受新增装卸工艺荷载，对原结构的安全影响产生极大的影响，通过对旧码头结构的分析，采取安全、有效加固方案，不但可以满足业主使用要求，还可以节省投资。
关键词：码头；影响；加固方案
Abstract: to change the original terminal load, and even the use of overload is usually visible, in order to increase the throughput of a port to adapt to the fast development of economy and the increasing, the original wharf structure is unable to withstand the load new handling technology, he a great impact on the safety of the original structure, through the analysis of the old wharf structure, safe, effective reinforcement scheme, not only can meet the owners use requirements, but also can se investment.
Keywords: terminal; influence; reinforcement scheme

国内大型舾装码头的建设发展较快，在布局上主要集中在长江三角洲、环渤海湾和珠江三角洲三个地区，由于近年来造船市场兴旺，其中一些小型修船坞及舾装码头已改造为大型造船坞和舾装码头。因此，广州船厂、黄埔船厂等充分利用现有码头岸线和原有码头旧结构等资源，对修船企业的规模进行合理的规划和配套，对于进一步发展华南地区的修船业，是有较好的前景的，也是十分必要的。
项目基本概况
黄埔造船有限公司东邻黄埔港、广州经济技术开发区，西连广州大学城，北靠广州国际会展中心，占地97万平方米，码头岸线2800余米，水深6-12米，有华南最大的室内船台和造船设备。其修船事业部的8#舾装码头长度为80m，码头面标高为4.02m(珠江基准面，下同)，前沿水深为7-8m，码头上装有2台250KN立柱式门机，为适应更大吨位修造船舶的需要，现改装为400KN立柱式门机。
码头建于上世纪六十年代，使用至今近四十年，结构基本完好，原为重力式扶壁结构，扶壁总高度为8.4m，立板厚300mm，肋板厚也是300mm，上部为现浇胸墙，胸墙高2.1m，宽

1.85m。后方回填中粗砂。轨道下采用碎石道渣基础。

自然条件
2.1水文
2.

1.1设计水位

设计高水位：2.48m（10%），设计低水位：0.00m，校核高水位：3.56m （重现期50 年一遇），校核低水位：-0.54源于：大学论文格式范文www.7ctime.com
m（重现期50 年一遇）
2.2.2潮流
珠江在广州市区包括南航道、前航道、后航道、黄埔水道等。黄埔以下至虎门为黄埔航道和辽阔的狮子洋，有黄埔港、黄埔新港、新沙港等重要港口，并与香港水域深水大港相衔接，是我国南疆海运交通大动脉，可通航万吨级以上轮船。狮子洋的左岸有东江三角洲的北干流、麻涌、倒运海水道南支流等河流汇入。狮子洋南流至大虎接伶仃洋出海。潮汐影响显著。
2.2地质
本工程区域地质分层共4大土层，具体如下：①亚粘土；②强风化粉砂泥岩；③中风化泥岩和泥质砂岩；④微风化泥质粉砂砂岩。中风化泥岩和泥质砂岩为本工程基床持力层。
新增门机码头结构稳定和强度分析

3.1新增400kN立柱式门机荷载条件

400kN立柱式门机规距10.5m，基距10m，最大轮压220kN，每腿10轮，自重4650kN。

3.2码头结构对新增荷载适应性分析

该码头为重力式结构，其结构坚固耐久，抗冻和抗兵性能较好，能承受较大的地面荷载和船舶荷载，对较大的集中荷载以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性较强。且原码头面已设有250KN门机，因此新增400KN立柱式门机是可行的。

3.3码头安全稳定分析

通过对门机安装期与使用期两个时期的安全稳定核算，400KN立柱式门机在8＃码头安装时为空载，前、后轮平均轮压取100KN,核算码头结构安全系数大于2.2，使用期时，400KN立柱式门机机位在后轨作用轮压为2X220KN,堆载取20KN/m²，核算码头结构安全系数大于1.7。地基应力最大值为250kPa。因此从码头抗倾抗滑及地基应力等计算结果来看，新增400KN立柱式门机是安全可靠的。

3.4扶壁立板强度分析

由于门机荷载增大，门机荷载产生的土压力也随之增大。因此必须对立板强度进行分析。经考虑三种复核计算方法，分述如下
（1）按两边悬臂的简支梁计算
该扶壁为两肋结构，立板按两边悬臂的简支板计算，跨距3.062m,两端悬臂长分别为1.5mx1.5m，立板的较危险情况发生在低水位时的立板下端。此时的外荷载作用包括填料土压力堆载土压力和吊机产生土压力。考虑最不利组合：填料产生的土压力、堆货产生土压力和吊机产生土压力计算结果如下：

（2）按四

(三)边固定板计算

考虑最不利组合：填料产生的土压力、堆货产生土压力和吊机产生土压力计算结果如下：
跨中弯矩(KN.m/m)支座弯矩(KN.m/m)跨中单宽需钢筋面积As（mm²)支座单宽需钢筋面积As（mm²)跨中需配

（3）按谷仓压力计算
贮仓尺寸：H＝5.9m,LxB=3.062mx4.7m H/L=5.9/3.062=

1.93>5,故按深仓计算。

弯矩及配筋见下表：

经过三种方法进行验算，按谷仓压力计算，结果可满足使用要求。
加固方案探讨

4.1加固方案

通过核算后，按谷仓压力计算可满足规范要求。扶壁采用高压水泥浆加固措施形成壁状体，致扶壁呈箱形结构，立板受力改变为谷仓压力。高压水泥浆加固高度为7.95m，宽

2.0m，顶部采用C30混凝土盖板封压。具体方案如下图所示：

加固方案断面图

4.2加固后结构核算

使用期时，400KN立柱式门机机位在后轨作用轮压为2X220KN,堆载取20KN/m²，扶壁立板当按四边固定板核算，跨中弯矩值和支座弯矩值均减小，可按最小配筋率配筋，得钢筋截面面积为375 mm2，原设计配钢筋截面面积为770mm2，因此配筋满足；当按单向板，弯矩系数法核算，跨中和支座需配钢筋截面面积为409 mm2，原设计配钢筋截面面积为770mm2，因此配筋亦满足。

4.3高压注浆体设计

注浆要求:加固有效高度7.95（高程

1.92～-

6.03）米

注浆压力可取20～25MPa 水泥注浆形成的柱体强度M10
水泥用量≥400kg/m3
施工注浆范围沿8码头全长不小于80m
施工方法和论文导读：浆管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时可在原孔位采用返浆回灌或第二次注浆等措施。5.2施工进度计划本工程分注浆和封顶2个主要施工节点，工程量较小，施工作业面受限制，经安排，3个月施工工期可以完成改造工程。结语综上所述，对于重力式老码头结构，在现有大型装卸工艺设备及使用条件下，对较大的集中荷载
进度

5.1高压旋喷桩施工

施工中应详细记录实际施工参数、浆液配比、实际孔位、孔深和钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及岩土工程勘察报告不符等情况。当高压喷射注浆完毕，应及时拔出注浆管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时可在原孔位采用返浆回灌或第二次注浆等措施。

5.2施工进度计划

本工程分注浆和封顶2个主要施工节点，工程量较小，施工作业面受限制，经安排，3个月施工工期可以完成改造工程。
结语
综上所述，对于重力式老码头结构，在现有大型装卸工艺设备及使用条件下，对较大的集中荷载以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性较强。但对于扶壁码头，除复核其安全稳定性外，还需验算其立板强度，在外力荷载增大情况下，如何采用加固方案减少土压力对立板的作用是关键。因此，该改造方案具有施工期短，施工技术成熟，投资节约等优点，为类似老码头结构改造提供参考。
参考文献：
㈠ JTS167-2-2009重力式码头设计与施工规范.
㈡ GBJ15-38-2005建筑地基处理技术规范
㈢ JTJ215-98港口工程荷载规范.
㈣ S1/T191-2008水工混凝土结构设计规范.