關于內河碼頭裝卸工藝改造方案的研究

章金河, 郝 浩, 毛 成,

(安徽省交通勘察設計院有限公司，安徽 合肥 230011)

1 概 況

根據亞行項目咨詢團備忘錄(2011年12月12-15日)，進一步研究水陽江航道提升為Ⅲ級航道，適應1 000噸級船舶通航的可能性。同時亞行希望在宣城配套建設公用港口，充分發揮水陽江航道優勢。

水陽江航道及本項目被列入亞行-中國2011國別發展計劃，作為2014年擬貸款2億美元的重要項目。安徽省港航建設投資集團有限公司于2013年開始籌建水陽江宣州綜合碼頭工程，目前水陽江宣州綜合碼頭工程主體建筑基本完成，即將投產。

根據安徽省宣城港航投資有限公司的市場調查分析，目前工程腹地具有較大的散貨出口需求，但工程缺少散貨出口裝卸工藝。為了使充分發揮項目作用，宣城港航投資有限公司擬在本工程1#泊位增加一臺散貨裝船機。

2 結構復核

2.1 裝卸工藝

(1)原碼頭工藝布置。港區擬建2個1 000噸級散貨進口泊位、2個1 000噸級件雜貨進出口泊位(圖1)。碼頭結構形式為高樁梁板式直立碼頭，碼頭平臺寬23.5 m。

圖1 原碼頭裝卸工藝

1#、2#泊位為散貨進口泊位，每泊位前方采用1臺10 t-22 m單臂架門機(帶抓斗)作為碼頭裝卸設備。門機下方門架凈空高度≥6.0 m，泊位中段布置裝車漏斗，進行散貨進口裝卸作業時，10 t-22 m門機抓取的物料通過漏斗裝車運往港外或散貨堆場，堆場配備裝載機進行散貨堆存及裝車疏港作業。

(2) 改造后1#泊位工藝布置。改造后1#泊位為散貨出口泊位，碼頭前沿布置一臺B140型1 400 t/H散貨裝船機，裝船機后沿設置裝船漏斗(圖2)。進行散貨出口作業時，自卸汽車通過碼頭面鋼棧橋把散貨倒入漏斗中，然后通過裝船機進行裝船作業。

圖2 改造后的裝卸工藝

2.2 設計荷載

(1)原碼頭設計荷載。堆貨荷載：前沿(0～14.5 m)20 kPa，前方堆場(14.5～23.5 m)60 kPa；汽車荷載：55 t汽車；人群荷載：3.0 kPa；起重機械荷載：遠期40 t門機，軌距10.5 m，基距12 m，總輪數6×4=24個，最大輪壓250 kN；船舶荷載：船舶系纜力153.3 kN，船舶撞擊力412 kN，船舶靠岸法向速度0.3 m/s。

(2)工藝改造后1#泊位設計荷載。堆貨荷載：前沿(0～14.5 m)20 kPa，前方堆場(14.5～23.5 m)40 kPa；汽車荷載：30 t汽車；人群荷載：3.0 kPa；起重機械荷載：1 400 t/H散貨裝船機，軌距2.25 m，總輪數4×2=8個，最大輪壓70 kN；鋼棧橋范圍28.8 kPa；船舶荷載：船舶系纜力153.3 kN，船舶撞擊力412 kN，船舶靠岸法向速度0.3 m/s。

2.3 水工建筑物

(1) 水工建筑物現狀：碼頭為1 000噸級泊位，高樁梁板結構型式，由前方平臺、變電所材料間平臺、2座汽車引橋及一座皮帶機引橋組成。

前方平臺總長329 m，寬23.5 m，共設置50個排架，排架間距7 m，每榀排架基礎由5根φ1 000 mm鉆孔灌注樁組成；變電所材料間平臺長20 m，寬10 m，基礎采用6根φ1 000 mm鉆孔灌注樁；前方灌注樁平均長18.95 m。碼頭平臺分成7個結構段，第一個結構段由7跨組成，其余結構跨均由6跨組成，變形縫采用懸臂結構。上部結構主要由面板、橫梁、前邊梁、軌道梁、縱梁、后邊梁和系靠船構件等組成。面板采用疊合板，橫梁、前邊梁、軌道梁、縱梁、后邊梁及系靠船構件均采用鋼筋混凝土現澆。

考慮水位差較大，碼頭面以下設置2層靠船梁，設置系纜平臺和爬梯，以滿足不同水位下船舶系靠泊。每榀排架靠船立柱前沿設SA-A300H橡膠護舷，兩榀排架之間的靠船梁(前邊梁)設SA-A300H橡膠護舷。

2.4 結構核算

碼頭平臺排架結構計算方法參照《碼頭結構設計規范》《港口工程荷載規范》《水運工程混凝土結構設計規范》等相關規范。排架和桁架采用《上海易工工程技術服務有限公司-港口工程設計系列軟件》進行計算，計算結果見表1～表4。

表1 面板彎矩計算結果

表2 面板結構抗剪計算結果

表3 面板結構抗沖切計算結果

表4 主要水工建筑物計算結果表

從分析結果來看，改造后1#泊位結構受力計算結果均比原設計小，碼頭現有水工結構能夠滿足要求。

3 結束語

(1) 依據設備廠家提供設備參數進行結構復核，碼頭平臺主體結構和地基基礎的安全、穩定和耐久性的內容符合國家和行業現行有關技術標準和規范規定的要求。

(2) 1#泊位工藝改造后交通流交叉較多，實際運營過程中業主單位應加強管理，防止安全事故的發生。

(3) 為避免應力集中，裝船機鋼棧橋及漏斗的支腿底部鋼板不應小于0.5 m×0.5 m，鋼軌下鋼墊板寬度不應小于0.4 m。