港口工程重力式碼頭結構改造策略研究

摘 要 隨著工業現代化的不斷發展與升級，對現有港口的各項要求逐步提高，在現有碼頭的基礎上改造加固是目前比較常見的工程需求及策略，從而大大提高碼頭的靠泊等級。本文分析了港口工程重力式碼頭結構改造特征，結合港口工程典型案例，總結了重力式碼頭結構改造策略，希望可以為今后的改造工程提供設計思路。

關鍵詞 港口;重力式碼頭;結構改造

在社會經濟發展需求不斷擴大和大型船舶更替的背景下，我國港口工程發展迅猛。目前多數港口仍存在吞吐能力不足的問題，大型化、專業化的港口泊位稀缺。對現有碼頭進行加固、改造、升級是目前緩解相關問題的有效措施，解決服務需求擴大問題，充分利用現有資源，因地制宜，對實現可持續發展也有重大意義。

1重力式碼頭結構改造特征

重力式碼頭的結構特征決定了基礎應力直接傳遞至下部地基，因此下部地基及其下臥層都要求能承受較高的承載力。通常情況下，墻身下要設有拋石基床，其厚度要依據地基承載力要求來確定[1]。

通常來講，重力式碼頭結構改造要對其前端進行加寬加深處理，拋石基床則對該處理有重要限制，需嚴格看待，如果沒有得到有效處理，將會帶來嚴重影響。

因為重力式碼頭結構多種多樣，限制條件復雜繁多，改造目的要求各不相同，對碼頭改造工程有不容小覷的作用，由此可見，至今尚不能建立統一的建造標準。重力式碼頭比較耐用，即使使用幾十年的還可鞏固改造，然而由于其本身的結構特征，面臨的關鍵技術問題不少，改造難度大。本文結合港口工程典型案例，總結了重力式碼頭結構改造策略，希望可以為今后的改造工程提供設計思路。

堅持結構安全性原則：重力式碼頭結構改造通常要對其前端進行加寬加深處理，因此要對碼頭安全性進行全方位的檢測、評估、測算，保證結構的穩定性;除此之外，因為拋石基床使碼頭前端向前延伸，因此要確保船舶和碼頭之間的安全距離。

堅持適應現狀的原則：改造方案要盡可能適應使用目的，與碼頭裝卸工藝相配合，最大限度降低工程施工期間對碼頭正常運營的影響[2]。

堅持設計合理性原則：要最大限度地了解碼頭的結構情況，根據具體的改造目的和需求，制定有效的碼頭結構改造計劃。

遵循周邊協調性原則：要最大限度地協調好碼頭靠泊線路。

提倡經濟可持續性原則：碼頭結構改造計劃要盡量縮短工期、優化改造質量，從而提高工程效率。

2重力式碼頭結構改造策略及典型案例

重力式碼頭的改造策略，通常情況要先增加碼頭前沿的水深，從而保證船舶足夠的吃水要求;那么如何在水深增加的情況下保證碼頭內部結構的安全穩定就是設計的重中之重。

（1）浚深港池，同時適當向外移動靠船設施的前沿線。因為改造后直接導致船舶吃水量增大，前肩水深無法達到要求，采取澆筑混凝土護舷底座的措施。例如原碼頭橡膠護舷使用DA800型改造為SUC1250型，并將護舷前沿向外移3m，從而規避基床前肩可能對船底龍骨產生的影響，確保碼頭前沿滿足龍骨下富裕深度要求，實現碼頭改造后能夠停靠設計船型的目的[3]。

（2）小范圍基床開挖，進行固化，并在碼頭前沿設計大型的漂浮橡膠護舷。對基床外肩選擇合適的范圍進行局部開挖，從而增加碼頭前沿水深。采用壓力灌漿方式對拋石基床進行固化，同時可以在基床外鋪設25cm的模袋混凝土。由此，在碼頭前沿設計大型的漂浮橡膠護舷，就能夠滿足船只滿載狀態下的靠泊要求。

（3）增設承臺或板樁方案。當碼頭的前沿線水深增加的情況下，同時擁有外移條件時，可以在重力式碼頭前增設承臺或板樁，通過簡支板連接原碼頭，供大型船只靠泊。該方案充分實現了重力式碼頭結構穩定、耐久性好。

（4）降低墻后土壓力。該方案主要通過加固墻后回填料，增強墻后土體的力學指標，從而降低墻后主動土壓力，使碼頭結構的受力狀態趨于穩定，實現滿足碼頭改造后的承載力要求。

（5）增加自重、減小合力偏心距。該方案主要采取增加碼頭結構自重、減小合力偏心距的措施，從而改善碼頭結構的強度與穩定性，提高碼頭結構的抗傾倒、抗滑性能，同時降低碼頭的前趾應力[4]。

3結束語

港口工程重力式碼頭改造方案應當根據具體情況選擇合理的方案。若靠泊船型提升較大時，建議優先考慮增設承臺或板樁來搭配原重力式碼頭的方案;若靠泊船型提升不大時，建議優先考慮靠泊設施前沿線外移、漂浮式橡膠護舷、基床固化、減小墻后土壓力、改善結構受力等方案。本文所涉及的重力式碼頭結構改造方案，均應該建立在整體結構的計算復核的基礎上，包括穩定性、抗傾、抗滑、承載力計算等，從而保證改造后碼頭結構的安全可靠，這是設計的第一要義。同時在進行改造方案設計時，要盡量減小對碼頭周邊環境及經營的影響。

參考文獻

[1] 李璐璐.公路擋土墻施工技術及加固措施探究[J].技術與市場，2020（1）：180-181.

[2] 王振洋.加固技術在路橋施工中的應用分析[J].科技創新導報， 2016（25）：17-18.

[3] 李晨辰.淺議橋梁維修與加固的有效措施[J].黑龍江科技信息， 2017（13）：201.

[4] 周鑫強，許保華，何文欽.重力式碼頭加固升級增設卸荷平臺改造與應用[J].水運工程，2014（7）：69-72.

作者簡介

王小清（1988-），女，廣東龍川人;學歷：本科，職稱：港口航道水工工程師，工程技術人員，現就職單位：河海大學設計研究院有限公司廣東分公司。