浮碼頭設計中單樁多箍式定位結構的應用探析

施衛(wèi)衛(wèi)

摘 要：在我國內河中，比較常見的一種碼頭形式就是浮碼頭，它的升降可以結合水位自動進行，具有較高的靈活性，在定位方面包括諸多的形式，如錨鏈定位、撐墩加撐桿定位等。傳統(tǒng)的鋼導樁定位結構需要占用較大空間，花費較多的資金，并且兩側浮泵，同時定位也無法有效實現(xiàn)，針對這種情況，可以將先進的單樁多箍式定位結構應用過來。該文簡要分析了浮碼頭設計中單樁多箍式定位結構的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：浮碼頭設計 多箍式定位結構 應用

中圖分類號：U65 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0053-01

如今在浮碼頭設計中，已經(jīng)開始廣泛應用單樁多箍式定位結構，相較于傳統(tǒng)的抱箍定位方式，其具有一系列的優(yōu)勢，可以促使空間費用得到有效減少，工程定位樁的數(shù)量得到減少；但是它的施工是一項比較復雜的工程，需要綜合考慮諸多方面的因素，科學設計和分析，保證浮碼頭的設計質量。該文以南通某浮碼頭工程為例，分析了在浮碼頭設計中如何合理應用單樁多箍式定位結構，希望可以提供一些有價值的參考意見。

1 項目概述

該文以南通某浮碼頭工程為例，工程位于江蘇省南通市經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，結合相關管理部門的規(guī)定和要求，需要沿著岸線將鋼制浮平臺設置于碼頭內側。

2 采用單樁多箍式定位結構的原因

因為在該工程項目中，已經(jīng)確定了碼頭前沿線（其前沿線布置在-14m等高線附近），可用水域寬度在較大程度上限制到了泵船和浮泵平臺的定位，并且需要保證泵船能夠同步鋼浮泵平臺的升降，該水域寬度比較的狹窄，那么就無法實施錨鏈定位、撐桿及撐墩定位等，如果是采用傳統(tǒng)的鋼導樁定位模式，那么對于每一艘泵船以及各個分段浮平臺，都需要對鋼導樁獨立的設置，進行定位，雖然具有一定的可行性，但是建成之后，因為導樁數(shù)量較多，對于工程所在地的景觀，會造成較大的破壞，從技術經(jīng)濟等多個角度進行考慮，我們最終在定位方面，選擇了單樁多箍式定位方式。

3 單樁多箍式定位方式介紹

具體來講，單樁多箍式定位就是一個將多個抱箍結構設置于同一個鋼導樁上，同時限位導樁內外側浮泵，鋼抱箍就是浮泵和鋼導樁的連接限位結構。該工程將1 200鋼管樁作為定位鋼導樁，鋼樁壁厚度為20mm左右，結合極端高水位下上層抱箍高程加波浪超高來確定鋼導樁的頂高程，利用兩根抱箍鋼樁來固定每艘泵船與對應分段浮泵平臺，設置的鋼導樁數(shù)量有10個，單樁長度為35m左右，將C25素混凝土灌注于鋼導樁內，將外伸抱箍構件設置于泵船與鋼制浮平臺外，綜合考慮了各個泵體的吃水高度，最終決定在平臺抱箍下側設置泵船抱箍。

為了保證正常運行定位設置，非常關鍵的一個環(huán)節(jié)就是設計限位裝置，抱箍裝置需要將限位作用充分發(fā)揮出來，避免浮泵產(chǎn)生的位移和傾角超過了相關的規(guī)定和要求，還需要保證沿著定位鋼樁，浮泵能夠上下浮動，經(jīng)過綜合研究，有效結合了廠內預制和現(xiàn)場安裝的方式，來安裝抱箍，并且將橡膠輪緩沖設置于抱箍內壁。

4 單樁多箍式定位結構設計

（1）自然環(huán)境：通過相關的調查研究我們發(fā)現(xiàn)，工程區(qū)域設計高水位和設計低水位分別為4.01m和0.8m，最大流速和最大風速為2m/s和2m/s，用m來表示樁基入土范圍內土層水平地基反力系數(shù)，結合相關的地質資料，得出加權平均值，因為工程所在地區(qū)，位于航運樞紐地帶，那么，船行波主要會對工程造成影響，平均波高為0.6m。

（2）設計概況：在正常的使用狀態(tài)下，有著諸多的荷載工況都需要設計計算。首先是船舶靠泊的過程中，會撞擊到臨水側浮泵，向鋼導樁傳遞這種撞擊力，在這種情況下，鋼導樁為單點受力狀態(tài)。要緊密依據(jù)港口工程荷載規(guī)范的相關規(guī)定，來科學計算船舶停靠過程中的有效撞擊能量，結合有效撞擊能量和抱箍緩沖物吸能曲線來計算沖擊力，那么就可以求出單個鋼導樁承受的最大船舶撞擊力。在停靠狀態(tài)下，船行波會影響到鋼導樁兩側浮泵結構，有擠靠力產(chǎn)生，那么就可以用兩點受力狀態(tài)來簡化鋼導樁，結合FlORy經(jīng)驗公式來計算船行波對系泊船產(chǎn)生的最大作用力及力矩。按照工程所在航道統(tǒng)計資料平均尺度來考慮航行船舶的尺度，然后對船行波對鋼導樁外側浮泵船及內側浮泵體結構產(chǎn)生的縱橫向作用力及彎矩進行分別計算。經(jīng)過一系列的計算發(fā)現(xiàn)，在鋼導樁設計中，非常重要的一個考慮因素依然是船舶靠泊時的撞擊力，可以利用船行波對結構的影響來復核結構強度。特別是部分區(qū)域有著較大的船舶航速，因為有正比關系存在于船行波的效應和船舶速度之間，特別是將單樁多箍式定位結構給應用過來時，因為船行波會同時作用于多個浮體，那么船舶靠泊時產(chǎn)生的撞擊力對結構的影響可能不如船行波對結構的影響。此外，因為會非常頻繁的發(fā)生船行波，為了避免波浪涌動影響到多層鋼抱箍，進而導致碰撞磨損等問題出現(xiàn)，那么就需要嚴格控制多層鋼抱箍間的間距，保證比船行波的平均波高要大，如果間隔空間無法保證，那么就需要將緩沖結構設置于多層抱箍之間。

5 結語

通過上文的敘述分析可以得知，單樁多箍式定位結構具有一系列的優(yōu)勢；在該工程中，已經(jīng)成功實施和應用了單樁多箍式定位結構，這種定位方式，比原來抱箍定位方式的空間和費用更小，并且工程定位樁的數(shù)量得到了減少，還可以有效連接鋼導樁內外側浮泵結構，具有較好的經(jīng)濟性。在浮碼頭中，如果需要統(tǒng)一管理各個獨立泵船，就可以采用這種結構形式。但是在具體實踐中需要注意的是，因為還沒有較多的工程案例，沒有積豐富的實際經(jīng)驗，在實踐中還有諸多的問題需要解決，那么就需要相關人員不斷努力，積極借鑒其他成功經(jīng)驗，結合工程具體情況，科學設計方案，以便將單樁多箍式定位結構成功應用到浮碼頭設計中。

參考文獻

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