橋梁技術(shù)在重大件碼頭設計中的應用

張興旺

摘 要：碼頭是指海邊、江河邊供乘客上下、貨物裝卸的建筑物，是水路運輸?shù)闹匾M成部分。根據(jù)運輸規(guī)模的不同，可以將碼頭分為普通碼頭、重大件碼頭和超重件碼頭等，做好碼頭設計工作，對于確保水路運輸?shù)挠行杂兄浅Ｖ匾挠绊憽Ｔ撐慕Y(jié)合相應的工程實例，對橋梁技術(shù)在重大件碼頭設計中的應用進行了分析和討論。

關(guān)鍵詞：橋梁技術(shù) 重大件碼頭設計 應用

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0077-01

工業(yè)化進程的加快，帶動了我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，也使得石油、化工、冶金、電力等行業(yè)的規(guī)模日益增大，其所使用的工業(yè)產(chǎn)品的體積和重量也隨之不斷增加，對于交通運輸條件提出了更高的要求。在這樣的背景下，重大件碼頭得到了迅猛發(fā)展和廣泛應用，為相關(guān)工業(yè)設備的運輸提供了良好的基礎(chǔ)支撐。在重大件碼頭設計中，應用橋梁技術(shù)，能夠有效解決設計施工中存在的問題，確保碼頭功能的充分發(fā)揮。

1 重大件碼頭概述

在當前的技術(shù)條件下，針對重大件的運輸，常用的方式包括公路運輸、鐵路運輸和水路運輸三種，但是實際上，公路運輸和鐵路運輸都受到了相應的限制，以公路運輸為例，受路面寬度、橋梁承載能力以及彎道半徑、縱坡等的限制，對于重大件的運輸往往會力不從心，一般只能進行短途運輸。因此，我國對于重大件的運輸，一般都是采用水路運輸?shù)姆绞剑m然水路運輸也在一定程度上受航道深度以及橋梁凈空高度等的限制，但是對于1 000～3 000DWT船舶而言，是完全可以滿足其運輸要求的。而在水路運輸中，碼頭是運輸目的地的中轉(zhuǎn)站，做好碼頭設計，對于解決重大件的運輸問題有著非常重要的意義。

一般來講，重大件碼頭可以分為三種結(jié)構(gòu)形式，一是岸壁式碼頭，只要能夠承受大型平板車的輪壓，同時具備足夠的轉(zhuǎn)彎半徑，就能夠滿足重大件碼頭的使用需求。這種碼頭的優(yōu)勢在于，適用性強，應用范圍廣，能夠滿足不同尺度重大件的起吊；二是墩柱式碼頭，與岸壁式碼頭相似，只是增加了支撐桁車的墩柱。這種碼頭能夠滿足各種不同水位的需求，不過受桁車造價的限制，一般只能吊動10m左右的重大件；三是斜坡式碼頭，一般坡度設置在1：10或者1：12，對于斜坡寬度的確定，則需要依據(jù)貨物裝卸的方向。

2 橋梁技術(shù)在重大件碼頭設計中的應用

這里結(jié)合相應的工程實例，對橋梁技術(shù)在重大件碼頭設計中的應用進行簡要分析。

2.1 工程概況

某重大件碼頭岸線全長95m，擁有1 000t級泊位1個，中洪水位能顧兼顧2 000t級的船舶。在碼頭設計中，高架棧橋與總裝車間橋式起重機的跨度保持一致，棧橋軌頂高程為74m，長88.9m。碼頭前沿線與河水水流方向基本一致，距離防汛堤的距離約為70m，碼頭前端設計為簡支伸臂梁，位于水中的橋式起重機主墩同時起到了靠船墩的作用。

2.2 橋梁設計

在對棧橋機械能設計前，首先應該對工程現(xiàn)場的實際情況進行勘查，了解工程所處的周邊環(huán)境，從實際出發(fā)，切實做好工程各個環(huán)節(jié)的設計工作，杜絕憑空想象的情況；在設計過程中，對于工程中的各個細節(jié)，應該進行詳細的備注，闡明需要注意的問題；同時設計方案一方面應該遵循國家相關(guān)規(guī)定以及行業(yè)的相關(guān)技術(shù)標準和設計規(guī)范，另一方面，應該考慮設計的經(jīng)濟性，在保證設計質(zhì)量、滿足相關(guān)規(guī)范的前提下，因地制宜地使用新技術(shù)和新材料，盡可能降低工程造價成本；在設計方案初步完成后，還需要對橋梁的可靠性和美觀性進行全面分析，以保證橋梁整體的質(zhì)量。

而在對橋梁路線進行設計時，應該遵循美觀、線形的原則，從施工現(xiàn)場的地質(zhì)地形特點以及橋梁結(jié)構(gòu)等因素出發(fā)，對主橋建設方式進行選擇，這里采取直線連接的方式。對于橋梁工程而言，其結(jié)構(gòu)的整體性和延伸性、受力路線的選擇、混凝土配比等，對于橋梁耐久性都有著巨大的影響，在橋梁設計中，應該加強對于這些因素的控制，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的合理性和可靠性。不僅如此，應該特別注意碼頭中橋梁的橋墩設計，準確把握主橋墩所需要承受的荷載，保證橋墩的穩(wěn)固性。

2.3 伸臂梁設計

在該工程中，伸臂梁采用的是自錨斜拉式結(jié)構(gòu)，由鋼箱梁、立柱、斜拉桿以及桁梁組成，構(gòu)件節(jié)點采用整體節(jié)點。為了保證構(gòu)件受力的均勻性和明確性，在不同構(gòu)件之間，采用鉸接的形式，以減少節(jié)點焊接位置應力集中的影響。兩側(cè)的主梁和立柱通過平聯(lián)桁架進行連接，以保證其結(jié)構(gòu)變形的一致性，實現(xiàn)兩側(cè)偏心力的相互抵消，減少左右主梁在豎直方向變形不一致所引起的高度差，并且減小主梁在水平方向的變形。

2.4 主墩設計

在碼頭設計中，前沿主墩不僅需要承受上部伸臂梁傳遞的荷載，還需要作為船舶的靠系船設施，以盡量減少水中墩子的數(shù)量，必須承受船舶的擠靠力和系纜力。對此，在主墩設計時，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，上部結(jié)構(gòu)為承力墩臺和空心薄壁鋼筋混凝土墩身。同時，在主墩墩身上設置相應的靠系船設施，相比于前沿線后退200mm左右，以避免船舶的直接撞擊力。為了保證主墩設計的合理性，應該根據(jù)主墩所承受的作用力以及伸臂梁所承受的最大荷載力，對主墩的受力情況進行計算，采用大直徑群樁基礎(chǔ)，利用通用橋梁設計軟件MIDAS進行實體建模計算，確保主墩變形滿足橋式起重機側(cè)向變形不大于h/2000的要求。

2.5 靠系船墩設計

靠系船墩在重大件碼頭中，是承受船舶荷載的靠系泊設施，采用分多層系倒纜。因此，在對靠系船墩進行設計時，采用獨立式結(jié)構(gòu)，為了減少樁基數(shù)量，在基礎(chǔ)中采用3根鉆孔灌注樁，每一個墩上設置相應的鋼管框架，然后在框架上設置靠系船設施，通過鋼引橋直接與河岸連接。

3 結(jié)語

總之，在重大件碼頭設計中，應用橋梁技術(shù)，是一個系統(tǒng)性的工程，需要設計人員的充分重視，對各方面的因素進行綜合考慮，從實際情況出發(fā)，做好碼頭中的橋梁設計、伸臂梁設計、主墩設計以及靠系船墩設計，確保碼頭設計的合理性和可靠性，保證碼頭功能的充分發(fā)揮。

參考文獻

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