碼頭軌道梁橡膠支座更換施工管理分析

蘇祥芳

摘要：防城港20萬噸級碼頭軌道梁橡膠支座因受海水環境、工況環境、貨物污染侵蝕和機械長期運行產生的振動荷載等因素的影響，導致大部分橡膠支座失效需要更換。文章通過該首例橡膠支座更換的施工管理實踐，對橡膠支座材料選定、更換施工組織和施工注意事項等進行了分析。

關鍵詞：碼頭;軌道梁;橡膠支座;更換施工

0 引言

防城港20萬噸級碼頭于2005年建成，碼頭投入使用至2014年已近10年時間，由于受海水環境、工況環境、裝卸貨物的污染侵蝕和橋式抓斗卸船機長期運行產生的振動荷載等因素影響，導致軌道梁大部分橡膠支座失效（嚴重老化破壞失去彈性），使軌道梁整體發生不同程度的下沉，從而引發整組卸船機軌道的軸線、軌道頂面標高均產生較大的變異（據實測：軌道軸線偏移0～3cm、軌道頂面標高相差0～10cm）和松動，卸船機操作人員在進行操作時有明顯的不適，卸船機振動較大并附帶一定的傾斜，對碼頭安全生產帶來了極大的隱患。為了消除該隱患，要求對軌道梁橡膠支座進行更換，以保證軌道梁的正常工作。該碼頭共需更換8跨16根軌道梁（預應力箱梁，單根軌道梁重約200t）下的矩形板式橡膠支座，更換GJZ500mm×900mm×85mm支座墊塊共64塊（每根梁4塊、每個支座2塊）、16根軌道梁的梁頭端兩側緣新增設GJZ300mm×500mm×67mm支座墊塊共64塊（每根梁4塊）。

1 橡膠支座選定

實施該工程的關鍵之一是橡膠支座的選定。綜合考慮氣候、工況環境和一次更換成本（包括停產成本），因防城港當地沿海抗腐蝕和老化性能占主導作用，橡膠支座采用氯丁橡膠，不采用耐寒型的天然橡膠。橡膠支座外包2mm厚度的1Cr18Ni9Ti材質不銹鋼板，確保使用年限至少30年。通過外派人員到河北衡水和上海進行實地考察，最終選定上海彭浦橡膠制品有限公司參照JT/T-2004公路橋梁板式橡膠支座標準進行支座制作。主要性能指標：形狀系數為8.68;豎向承載力為1500kN;支座彈性模量為406±20%;支座抗剪彈性模量為1.0±15%。

2 更換施工組織

2.1 更換前主要準備工作

實施橡膠支座更換的前期準備工作主要包括：

（1）協調生產調度部門：明確為避讓施工而停止碼頭作業的開始時間和結束時間，原則上碼頭停止作業的持續時間與施工合同工期相同。

（2）協調碼頭使用管理部門：將原碼頭上的水電管線、攝像管線、消防設備拆除，將軌道旁兩側各1.0m范圍內的浮料雜物清理干凈，以便于軌道維修的測量放樣和施工。

（3）指定施工總協調人員和現場協調聯系人，并要求碼頭使用管理部門每天指定1～2名卸船機機駕員在現場，以根據施工需要隨時移動卸船機的停靠位置。

（4）幫助施工單位辦理好施工車輛、人員和材料設備進出港手續，安裝好現場施工用水用電接口。

（5）要求施工人員均熟悉圖紙和有關施工技術、設備頂升高度、施工方法、進度計劃和協調指揮等內容，同時進行全體施工人員施工前的技術培訓和安全教育培訓。

（6）提前在不影響生產的10#墩端部的陸側拆除1根鋼軌，從而了解清楚軌道槽內的構造和材料損壞情況，作為軌道維修的配件和材料數量準備的參考依據，同時也作為軌道拆除和維修的試驗段。

（7）要求施工單位對所有施工設備和機械材料進行全面檢查，確保施工設備和機械材料正常和安全可靠，現場測量總體施工的基準點、軌道維修安裝的基準線和水準點。

2.2 施工段劃分和施工順序

2.2.1 施工段劃分

根據碼頭上軌道總長度（336m）、卸船機數量（5臺）及單臺卸船機?？克嫉能壍篱L度（約40m）等情況，原則上可劃分為3個施工段進行施工和防臺。具體如下（見圖1）：

（1）第1施工段（首階段施工）：5臺卸船機均移至5#～10#墩的軌道上?？浚?臺卸船機緊靠停置占軌道長約200m，5#～10#墩上軌道長210m），則此時2#～5#墩上（3跨約126m）沒有卸船機。因而第1次頂升更換軌道梁橡膠支座墊塊和軌道維修可從這3跨開始施工（即2#～3#墩、3#～4#墩和4#～5#墩共3跨）。

（2）第2施工段（中期階段施工）：第2施工段應在第1施工段完工之后進行。第1施工段完工之后將2臺卸船機移至2#～5#墩上（2臺卸船機占軌道長約80m，2#～5#墩上軌道長126m），則此時5#～7#墩上（2跨約80m）沒有卸船機。因而第2次頂升更換軌道梁橡膠支座墊塊和軌道維修可從這2跨開始施工（即5#～6#墩和6#～7#墩共2跨）。

（3）第3施工段（后階段施工）：第3施工段應在第2施工段完工之后進行。第2施工段完工之后將最后余下的3臺卸船機移至5#～7#墩上（5臺卸船機占軌道長約170m，2#～7#墩上軌道長210m），則此時7#～10#墩上（3跨約126m）沒有卸船機。因而第3次頂升更換軌道梁橡膠支座墊塊和軌道維修為最后3跨（7#～8#墩、8#～9#墩和9#～10#墩共3跨）。

2.2.2 施工順序

施工順序原則上隨著以上劃分的施工段進行靈活安排，至于同一施工段內從海側還是陸側開始施工，還應以方便于施工、有利于施工進度推進和服從碼頭作業安排為主要考慮因素。因此，詳細的施工順序，在確定施工段劃分和施工階段安排的前提下，可根據施工現場需要、施工實際情況進行調整。

2.3 主要施工工藝流程

軌道梁橡膠支座墊塊更換施工工藝流程見圖2。

2.4 主要施工方法

2.4.1 施工平臺搭設

（1）施工平臺由墩面設上落爬梯、施工平臺構成，爬梯與施工平臺連成一整體。

（2）爬梯與施工平臺采用在車間預先制作好、然后運輸至現場安裝的方法進行搭設。爬梯與施工平臺共需搭設32個。

（3）施工平臺搭設時，采用16t汽吊和人工配合，并采用在頂上懸掛結合膨脹釘、在墩上（C40混凝土面上）打膨脹釘的固定方式。

（4）每根梁的兩處施工平臺搭設均須在頂升前完成（以不耽誤頂升工作為完成搭設的時間點），使施工平臺搭設接續施工而形成流水搭設作業。施工平臺搭設由專業架子工負責施工。

（5）考慮到爬梯與施工平臺在施工完畢后，留在碼頭作為管理部門今后的管理維護設備，故爬梯與施工平臺一定要有防腐措施。

2.4.2 人工鑿除各梁交接口間灰縫及梁頭上部外側邊緣混凝土

（1）在軌道梁頂升前，應先將各梁交接口間的灰縫、梁頭上部兩側緣新增GJZ300mm×500mm×67mm橡膠板位置鑿除，新增橡膠板位置鑿除成規格為550mm×350mm×50mm的模型。

（2）與各梁交接口間灰縫、梁頭上部兩側新增橡膠板550mm×350mm×50mm模型采用風炮鑿巖機結合人工用雞嘴鑿進行開鑿成型。

（3）鑿除時，應邊鑿邊收集棄碴，并運至指定地點倒棄，嚴禁把棄碴推入碼頭水域中。

（4）用風割切斷每跨軌道梁兩端頭處鋼軌。

（5）安裝、調試好千斤頂、電功泵、高壓油管和各調節閥等全套頂升系統。

2.4.3 拆除碼頭前沿海側處原有的8個鋼結構平臺

（1）原有的8個鋼結構平臺單個長度約為24m、寬1.5m，單個重量約為6.5～7.5t，支承在墩臺和軌道梁側緣梁翼上。因此，要頂升軌道梁應先將其拆開。

（2）考慮更換軌道梁支座墊塊的頂升高度約為35～40cm，所以暫將8個鋼結構平臺就原位升高35～40cm，并在兩端墩臺用墊塊臨時固定，待本跨軌道梁支座墊塊頂升并更換好后，再將鋼結構平臺升高和除去臨時固定墊塊待其復位即可。

（3）原有的8個鋼結構平臺的臨時墊高和恢復原位采用千斤頂或兩臺16t汽車吊進行。原有的8個鋼結構平臺墊高前應先將其地腳固定件拆除，恢復原位時再將地腳固定件安裝好。

2.4.4 軌道梁頂升及更換橡膠墊塊施工

（1）每根軌道梁（一跨）兩梁頭采用同時同步頂升、同時更換橡膠墊塊的方法進行施工。根據工期安排，計劃每次頂升2根軌道梁和更換其支座下橡膠墊塊。

（2）軌道梁頂升時，在梁頭支座前沿的支座臺上進行頂升，施工操作采用搭設鋼架平臺進行，頂升操作人員通過爬梯進入操作鋼平臺。

（3）每跨軌道梁頂升均采用4個（每端梁頭設2個千斤頂和配1臺電動泵，即按“1拖2”配置）RCS-1002薄型200t千斤頂同時進行頂升、同時更換橡膠墊塊。

（4）由于本軌道梁為箱型預應力混凝土結構，故每排頂點的中心點設在梁兩側外邊線各向內0.35m處。

（5）再次調試好千斤頂、電功泵、高壓油管和各調節閥等全套頂升系統。

（6）配備好指揮人員，統一指揮信號和口令。

（7）每根（一跨）軌道梁頂升及更換支座橡膠墊塊的操作流程和工序如下：

每端梁頭頂升支座上放置2塊300mm×300mm×20mm鋼板底座（每個千斤頂底放置1塊）→分別在鋼板底座上各放入1個200t千斤頂（各千斤頂頂升柱頂上各嵌入1塊300mm×300mm×20mm鋼墊塊）→每個支座的2個千斤頂調整合適、確認安全→梁兩端4個千斤頂同時加壓、等節奏頂升→滿足更換梁下橡膠墊塊高度要求（梁頂升高度達15cm）→每端梁頭下均勻放入4塊保險木墊塊→減壓松開全部千斤頂、并使兩端梁頭座落在保險木墊塊上→取出梁頭下舊橡膠墊塊→底支座和兩側緣上放入全部新橡膠墊塊、并使各新安橡膠墊塊正確就位→4個千斤頂重新頂升→撤開全部保險木墊塊→4個千斤頂等節奏減壓、使兩端梁頭慢慢座落在新橡膠墊塊上→撤離千斤頂。

用上述操作方法和工序頂升另一跨（根）軌道梁、并更換軌道梁支座下和兩側緣的新橡膠墊塊，直到16根軌道梁支座下的全部新橡膠墊塊更換完畢。

（8）橡膠墊塊更換完畢，即用環氧砂漿壓抹和密封梁頭兩側緣的橡膠墊塊縫隙，恢復和維修安裝好相應跨上的軌道。

3 施工管理中的注意事項

（1）軌道梁的頂升是確保本工程按預期完工的關鍵，因此需組織一支業務精熟、設備齊全、作風過硬的專業隊伍予以應對，以確保整體施工任務順利完成。

（2）開工前，必須協調要求碼頭使用管理單位及時做好碼頭上的物件清理工作，并保持聯系和溝通，從而為頂升和軌道維修施工創造良好的工作條件。此外，如條件允許，一些配套工作如新鋼平臺制安和舊鋼平臺墊高等，可提前或穿插進行。

（3）合理做好勞動力配置，合理安排施工順序，使新施工平臺制作安裝、軌道梁頂升及更換支座、軌道維修三者之間形成平行流水作業。

（4）因原碼頭面層澆筑漏漿，少部分軌道梁存在底面和側面粘結的情況，空間狹小無法清理，阻礙軌道梁頂升，如果頂升力超過梁身自重的2倍還無法頂升，需進行設計確認是否繼續加力，以防止破壞梁身。

（5）嚴密編制作業計劃、制定節點工期，分解施工任務，實行分階段考核，明確目標，責任到位。每日晚上召開施工協調會，并統計當日生產完成情況，安排第二天施工任務，每日有對照、有考核，日日有計劃、有目標，總結經驗，不斷提高施工工藝的水平，不斷促進工期的持續推進。

（6）施工人員上崗操作一律佩戴安全帽，特殊工種要經過專業培訓并持證上崗，高空作業必須系安全帶，臨水作業必須系安全帶、穿救生衣。

（7）對于頂升所用的一切機械及其配套的設施設備，其安全裝置必須齊全、有效、靈敏和可靠。

（8）一般情況下，不得開展夜間作業。6級風力以上、1.0m波高以上必須停止軌道梁頂升作業。

（9）起吊重物時（新舊鋼平臺和更換新鋼軌），必須在碼頭墩臺上駐位，嚴禁在任一跨中π梁或軌道梁上駐位進行起重作業。

（10）做到分階段文明施工，每完工一段，徹底清理一段，無用的物資及時清運，始終保持現場清潔。

4 結語

碼頭軌道梁橡膠支座更換施工中必須加強現場管理和協調，全面掌握更換施工技術方案的要點，會同生產調度部門和施工單位等，共同研究制定施工與生產并行的管理方案。要綜合考慮現場生產使用情況、頂升阻礙情況和原施工質量缺陷等因素，實現橡膠支座可換盡換。本文介紹的碼頭軌道梁橡膠支座更換施工是防城港墩式碼頭的首例，該施工經驗對往后類似工程施工有著一定的指導意義和啟發作用。

參考文獻：

[1]JTT4-2004，公路橋梁板式橡膠技術標準[S].

[2]趙保偉.橋梁板式橡膠支座更換施工及控制技術[J].科學之友，2013（1）：29-30.