關(guān)于碼頭結(jié)構(gòu)加固修復(fù)的設(shè)計(jì)方法

王偉霞

摘 要：隨著一些老碼頭使用年代久，相當(dāng)部分碼頭已經(jīng)出現(xiàn)了損壞。本文以嘉達(dá)港務(wù)南通有限公司碼頭為例，首先對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)存在的問題進(jìn)行了分析，并對(duì)問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行了分析，然后針對(duì)存在的問題提出了相應(yīng)的加固修復(fù)措施，取得了良好的修復(fù)加固效果，為類似工程積累了參考經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：碼頭結(jié)構(gòu) 加固修復(fù) 伸縮縫

1.工程概況

嘉達(dá)港務(wù)南通有限公司碼頭位于南通市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，碼頭地處南通長江狼山港下游7km，位于海、江、河匯集之處。嘉達(dá)港務(wù)南通有限公司碼頭為7萬噸級(jí)碼頭，結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)的高樁梁板結(jié)構(gòu)，平臺(tái)長361m。2013年8月，嘉達(dá)港務(wù)南通有限公司在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)最下游分段發(fā)生較大位移、第一分段與第二分段伸縮縫錯(cuò)位嚴(yán)重、鋼軌扭曲現(xiàn)象。為了解碼頭現(xiàn)狀，確保碼頭的安全使用。嘉達(dá)港務(wù)南通有限公司委托檢測單位于2013年11月20日～24日對(duì)碼頭進(jìn)行了現(xiàn)場檢測。經(jīng)過檢測分析的結(jié)論及設(shè)計(jì)單位計(jì)算分析的結(jié)論，碼頭目前未發(fā)生整體性結(jié)構(gòu)的破壞，在修復(fù)加固碼頭損壞構(gòu)件后能使碼頭恢復(fù)原有的使用功能，故需對(duì)碼頭的加固修復(fù)進(jìn)行探討。

2.存在的問題以及原因

2.1存在的問題

（1）碼頭結(jié)構(gòu)外觀問題。碼頭外觀主要缺陷為橫梁破損、裂縫；縱向梁與橫梁接觸部位斜向裂縫；樁身裂縫。

（2）碼頭軌道存在的問題。伸縮縫位置軌道彎曲變形、啃軌、損壞及軌道處混凝土破損。

（3）碼頭伸縮縫存在的問題。第一分段與第二分段錯(cuò)位6.1cm；9月1日錯(cuò)位縮小為4.3cm；11月20日錯(cuò)位縮小為2.3cm，其他分段基本無明顯錯(cuò)位，碼頭此處伸縮縫破損。

2.2原因分析

2.2.1針對(duì)橫縱梁及樁基的裂縫及破損的原因分析

①碼頭面超載引起的裂縫，一般是由下往上發(fā)展，下大上小的裂縫，裂縫方向一般與梁縱軸垂直。

②基樁的不均勻沉降引起的裂縫，主要出現(xiàn)在樁頂反彎點(diǎn)，多垂直于梁縱軸。

③剪切裂縫一般位于靠樁附近的梁端出現(xiàn)的斜裂縫。

④樁基使用過程中，前沿挖泥疏浚、土坡蠕動(dòng)、船舶頻繁撞擊或因操作不當(dāng)及惡劣天氣導(dǎo)致的撞擊力等水平力過大，引起碼頭變形時(shí)發(fā)生局部變位而產(chǎn)生樁基開裂。

2.2.2 軌道系統(tǒng)存在的問題

①軌道的接口存在的問題。起重機(jī)軌道是將鋼軌利用板連接到一起的，由于各個(gè)鋼軌之間會(huì)存在一些接口，起重機(jī)從接口處通過后會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的振動(dòng)，機(jī)軌道是采用板將一段段的鋼軌連接起來的，鋼軌與鋼軌之間有一個(gè)空隙大小不等的接口，反復(fù)振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致固定螺栓產(chǎn)生松動(dòng)，將鋼軌接口下部的混凝土層壓碎，使鋼軌產(chǎn)生下沉，在兩個(gè)軌道接口位置會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)開、高低不一等情況。

②壓板問題。軌道壓板是在錨固螺栓上進(jìn)行固定的，在起重機(jī)行走過程中會(huì)有比較大的側(cè)向力傳遞到混凝土基礎(chǔ)上，一旦側(cè)向力過大，會(huì)破壞混凝土，并導(dǎo)致螺栓出現(xiàn)松動(dòng)的情況。

③伸縮縫破壞。由于碼頭變形累計(jì)增加，原伸縮縫所能吸收的變形量無法滿足實(shí)際的變形，因此導(dǎo)致了伸縮縫處不同程度的擠碎開裂；護(hù)邊角鋼的脫落導(dǎo)致大車頻繁行走時(shí)對(duì)面層邊緣損壞。

3.詳細(xì)修復(fù)方案設(shè)計(jì)及加固設(shè)計(jì)

3.1修補(bǔ)

（1）裂縫寬度<0.15mm時(shí)，選用封閉法修補(bǔ)，對(duì)于裂縫槽深度超過30mm和，寬度超過20mm的U 型凹槽，要先將U型槽中的油污和松散層清理干凈，一次或分次壓入U(xiǎn)形槽內(nèi)使其高出槽面，并抹平修整。

（2）使用化學(xué)灌漿法對(duì)≥0.15mm的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，將混凝土裂縫中的疑物和松散物清理干凈，然后將注漿嘴布置好，注漿嘴之間的間隔距離為500mm，注漿嘴埋設(shè)時(shí)，先利用鉆孔法對(duì)裂縫兩側(cè)進(jìn)行成孔，使用密封膠墊對(duì)灌漿嘴進(jìn)行密封，漿液固化后，將灌漿嘴拆下，然后修補(bǔ)混凝土面。

（3）對(duì)于水下的裂縫及局部破損，鑿除局部破損部位表層生物、松散混凝土和其他不牢附著物至露出堅(jiān)硬部分，表面使用壓力超過20MPa高壓水進(jìn)行沖洗，然后進(jìn)行下包覆層的涂抹作業(yè)。

3.2加固

（1）對(duì)出現(xiàn)裂縫的梁修補(bǔ)后選用外貼碳纖維布進(jìn)行加固，碳纖維選用聚丙烯腈基12K或12K以下的小絲束纖維，性能指標(biāo)見表1。

（2）擴(kuò)大截面法進(jìn)行加固。對(duì)破損嚴(yán)重的梁采用加大截面、立模澆筑混凝土進(jìn)行加固?，F(xiàn)將破碎位置的混凝土鑿除，當(dāng)堅(jiān)硬位置漏出以后，利用高壓水漿混凝土面沖洗干凈。加筋、立模澆筑混凝土，在新老混凝土界面需涂界面粘結(jié)材料，混凝土澆筑后在常溫下用淡水潮濕養(yǎng)護(hù)15天。針對(duì)露筋的部位，鑿除混凝土后，鋼筋進(jìn)行除銹至St2級(jí)，用高壓淡水沖洗鋼筋及混凝土表面，加筋、立模澆筑混凝土，在新老混凝土界面需涂界面粘結(jié)材料。

對(duì)于樁基裂縫及樁頭破損均采用加大截面、立模澆筑混凝土的方法進(jìn)行加固。首先將原混凝土面需鑿毛、沖洗并涂界面粘結(jié)材料，對(duì)于水下部位采用水下不分散混凝土進(jìn)行澆筑。樁頭破損露筋部位，鋼筋需進(jìn)行除銹處理。根據(jù)本工程情況本工程新老混凝土的界面粘結(jié)材料可選用丙乳水泥漿。

3.3軌道的修復(fù)

軌道修復(fù)過程中，首先將鋼軌拆下、更換損壞部位并調(diào)直、對(duì)鋼軌下面的軌道梁基礎(chǔ)修復(fù)、使用GANTRAIL柔性鋼軌固定技術(shù)加固。對(duì)于銹蝕和松動(dòng)的錨固螺栓，只需要采取相應(yīng)的加固措施即可，而且這樣可以從根本上解決起重機(jī)軌道問題。進(jìn)行施工時(shí)，要先拆下舊鋼軌，并對(duì)損壞的鋼軌進(jìn)行調(diào)直或更換。將舊膠墊板拆除，鑿除軌道槽多余的混凝土，處理原預(yù)埋螺栓，將鋼墊板安裝好。使用調(diào)平螺栓調(diào)整到設(shè)計(jì)的標(biāo)高后，將GANTRAIL壓板底座焊接后，然后將膠泥灌入，并將GANTRAIL膠墊板鋪設(shè)好，然后安裝鋼軌并進(jìn)行焊接。

3.4伸縮縫的修復(fù)

（1）在面層裂縫多的區(qū)域及破損的區(qū)域，根據(jù)現(xiàn)場情況測量面層裂縫及破損的范圍，將此范圍內(nèi)的面層鑿除，重新澆筑混凝土。

（2）對(duì)于伸縮縫處比較大的空洞，先進(jìn)行鑿除松散混凝土至露出堅(jiān)硬部位，對(duì)于露筋部位應(yīng)露出銹蝕鋼筋，鑿除混凝土的范圍延伸至鋼筋未銹蝕處，對(duì)銹蝕鋼筋除銹至St2級(jí)，若鋼筋銹蝕嚴(yán)重則采取補(bǔ)焊鋼筋的方式，然后采用高壓淡水沖洗鋼筋及混凝土表面并涂界面粘結(jié)材料，再重新澆筑混凝土。

（3）以本文中工程為例，碼頭原伸縮縫寬度為20mm，此次修復(fù)過程中將碼頭伸縮縫加寬至40mm，縫內(nèi)采用低發(fā)泡聚乙烯塑料板填充。

（4）已損壞的角鋼一律更換。

4.結(jié)論

綜上所述，針對(duì)目前一些老碼頭存在的缺陷問題，在老碼頭未發(fā)生整體性破壞的大前提下，可以通過對(duì)梁、樁基及破損構(gòu)件采取加固修復(fù)的方法以達(dá)到恢復(fù)老碼頭原使用功能的要求，從而保障碼頭的安全使用。本碼頭工程經(jīng)過加固處理后，取得了良好的加固效果，碼頭功能達(dá)到了原有的功能要求，提高了碼頭的使用安全性和經(jīng)濟(jì)效益，具有一定的借鑒參考價(jià)值。

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