右江某大高差高樁框架碼頭結構設計分析

劉澤

摘 要：本文根據百色港平果港區某高樁框架碼頭，對右江高樁框架碼頭結構設計進行了詳細地研究，研究表明，高樁框架碼頭結構可靠、安全穩定、整體性好，適宜作為廣西地區內河碼頭結構型式。

關鍵詞：高樁框架碼頭;大高差;結構設計

中圖分類號：U656.1+13? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）10-0084-03

右江是連接廣西和云南的重要水運通道，是西南水運出海大通道的南線通道和珠江水系內河航道“一橫一網三線”國家高等級航道的“三線”之一，在區域經濟發展中具有重要的作用。右江經平果上溯百色，下達南寧，經廣州出海，依托珠江水系右江河流資源，可直達粵港澳地區。目前右江百色到南寧航道已全線渠化，可通航1000噸級船舶。

高樁框架碼頭平臺主要由基樁、立柱、橫撐、縱撐、靠船立柱、系靠船梁、橫梁、縱梁和面板等構成，框架結構高差大，適應水陸高程變幅能力強，便于和后方陸域相接;同時結構安全可靠，整體性好。本文以百色港平果港區某散雜貨碼頭為例，對高樁框架碼頭設計過程進行總結分析，為類似碼頭工程的設計提供了參考。

1項目簡介

百色港地處廣西省西部，右江穿境而過，是右江沿線重點港口。百色港是百色市綜合運輸體系及西南水運出海南線通道和打造西江億噸黃金水道的重要組成部分，是聯系西南內陸地區和西南、華南沿海地區對外物資交流的重要口岸，具備裝卸儲存、中轉換裝、運輸組織、臨港開發、商貿物流、信息服務、客運旅游服務等功能。本項目位于右江右岸的百色港平果港區，新建1000噸級泊位4個，其中散貨泊位2個，件雜泊位2個，吞吐量為310萬噸/年，貨種為煤炭和件雜貨。本碼頭全長290m，由碼頭平臺、漿砌塊石擋墻、堆場道路、皮帶機棧橋和轉運站等設施組成。工程所在區域地下存在溶洞，水文地質條件較復雜、水陸高程相差大，設計工作遇到很多困難。

2自然條件

2.1設計水位

設計高水位取92.35m（十年一遇設計洪水位），設計低水位取86.36m（設計最低通航水位），施工水位為88.36m。

2.2地質條件

擬建場地屬于河流沖積階地，碼頭區位于右江沖積階地上，右江河面寬約120～200m，水深約8～20m;岸坡坡度較大，坡角55～90°不等，河床與階地高差約20m，階地多為低緩山丘，地面高程96.48～105.79m之間，岸坡及階地大部分基巖出露，局部地段可見第四系覆蓋層分布。

場地內第四系覆蓋層主要為素填土（Q4ml）、黏土（Q4al），下伏的巖性：石炭系石灰巖（C）。地層分布由上至下依次為黏土、強風化灰巖、中風化灰巖;鉆孔灌注樁進入中風化巖面深度不小于5倍樁徑，如遇強風化巖較厚，則樁尖進入中風化巖面深度不小于3倍樁徑，對于傾斜巖面深度從最低點起算。對于溶洞區域，樁端需穿越溶洞進入下部完整的基巖，且樁尖進入溶洞下部中風化巖面深度不小于3倍樁徑。

3總平面方案

根據碼頭前沿設計水深、水域的地形條件、水流的流向、泊位停泊水域及河底高程，結合流速流向資料及航道邊線，碼頭前沿線布置在100m等高線附近，基本與水流流向平行。受水域地形條件及主航道限制，碼頭前沿水域需采用疏浚方式來滿足船舶靠泊要求。擬建一個高樁直立式碼頭，碼頭前沿線離岸約20m左右，建設 4 個1000DWT干貨船泊位。碼頭主要水工建筑物為高樁平臺，碼頭平臺長 290m，寬 20m，碼頭平臺采用滿堂式高樁梁板結構型式。碼頭平臺直接與后方陸域連接。后方陸域占地約 52.8 畝，主要布置有堆場、生產及輔助建筑物，主干道路寬 12m，次干道路寬 9m，呈環形布置。

4工藝方案

結合項目任務書要求和總平面布置方案，件雜泊位布置在上游側，散貨泊位布置在下游側。

散貨進口泊位：考慮到與后方廠區皮帶機的銜接，碼頭前沿布置 1 條作業線，共設置 2 臺門座起重機（含抓斗）完成卸船作業，船舶清倉作業采用推耙機，水平運輸采用皮帶機輸送系統，輸送至后方皮帶機預留接口處。本工程散貨泊位前方設置 1 臺 10t-22m 和 1 臺 25t-22m 門座起重機，2 臺 TB50 推耙機清倉，水平運輸選用B=1200mm，v=2.5m/s，Q=1000t/h 的帶式輸送機，兩個泊位共用一條帶式輸送機。

件雜泊位：碼頭前沿布置 3 條作業線，共設置 3 臺門座起重機（吊鉤）完成裝卸船作業，氧化鋁的水平運輸采用載重汽車，件雜貨的水平運輸采用牽引平板車，根據貨種的堆存要求，氧化鋁直接從后方廠區運往碼頭。堆場選用 5t 和 12t 叉車輔助作業。本工程碼頭前方設備選用門座起重機。氧化鋁以噸袋型式進行整袋吊裝，噸袋最大規格為1.5×1.5×1.5m，最大重量約20t，故本工程件雜泊位裝卸設備考慮2臺25t-25m門座起重機，水平運輸選用30t 載重汽車或Q25+PC20牽引平板車，堆場配12t 叉車進行輔助作業。

5水工方案

5.1結構布置

碼頭主要由碼頭平臺組成，碼頭平臺與陸域順岸銜接。碼頭平臺長290.0m，寬20m，頂面高程100.10m。排架間距8.0m，共37榀排架，每榀排架采用3根鉆孔灌注樁，前沿第一根樁基選用Φ1600mm的鉆孔灌注樁，其余樁基選用Φ1400mm的鉆孔灌注樁，樁端進入持力層。灌注樁頂部對應設置Φ1400mm、Φ1200mm 的立柱;立柱、靠船構件之間設置700×800mm的縱橫向聯系撐。平臺結構由樁基、立柱、橫撐、縱撐、下橫梁、橫梁、縱梁和面板等組成。整個框架結構采用整體現澆結構。

根據水位變化幅度，碼頭共設四層系纜，碼頭前沿設有走道板和靠船構件，并在靠船構件側面設置牛腿以布置系船柱，系船柱選用250KN系船柱。每榀排架前方豎向連續布置DA-A400H標準反力型橡膠護舷進行防護。

5.2結構設計分析

5.2.1結構適應水陸大高差

本工程碼頭面設計高程按《河港總體設計規范》計算為92.35+（0.1～0.5）=92.45～92.85m;但后方陸域地勢較高，為減少陸域形成開挖工程量，本工程結合地形實際情況，碼頭前沿設計高程（即碼頭平臺頂面高程）取為100.10m。但設計低水位僅為86.36m，兩者相差13.74m，高程變幅較大，為了適應該高程變幅，碼頭結構采用了高樁框架結構，該結構便于和后方陸域相接，同時門機裝卸作業方便。

5.2.2分層系纜

根據水位變化幅度，碼頭共設四層系纜，碼頭前沿設有走道板和靠船構件，并在靠船構件側面設置牛腿以布置系船柱，系船柱大小為250KN系船柱。每榀排架前方豎向連續布置DA-A400H標準反力型橡膠護舷進行防護，以滿足不同水位情況下船舶的系靠要求。

5.2.3樁基布置

Φ1600mm鉆孔灌注樁樁尖進入中風化巖面深度不小于10.4m，Φ1400mm鉆孔灌注樁進入中風化巖面深度不小于7.0m，如遇強風化巖較厚，則樁尖進入中風化巖面深度不小于3倍樁徑，對于傾斜巖面深度從最低點起算。對于溶洞區域，樁端需穿越溶洞進入下部完整的基巖，且樁尖進入溶洞下部中風化巖面深度不小于3倍樁徑。

5.2.4碼頭結構整體性好

碼頭灌注樁頂部對應設置Φ1400mm、Φ1200mm的立柱，二層平臺設700×800mm縱橫撐與立柱連接，三層平臺設700×800mm縱撐、700×1200mm下橫梁與樁基相連，加強碼頭整體剛度。整個框架結構采用整體現澆結構，整體現澆結構能保證碼頭在承受外部荷載時的沉降變位極小，安全可靠，整體性好。

6結語

本文根據百色港平果港區某高樁框架碼頭的設計過程，對高樁框架碼頭結構設計進行了分析，總結得出該結構具備以下優點：

（1）高樁框架結構高差大，適應水陸高程變幅能力強。

（2）分層系纜，通過設置多層系纜設施，以滿足不同水位情況下船舶的系靠要求。

（3）在工程地質條件復雜地區，采用鉆孔灌注樁穿越溶洞進入下部完整的基巖，該結構也能很好地適應地質的變化。

（4）該結構采用整體現澆結構，整體性好，安全可靠，可以滿足各種外部荷載的作用要求。

綜上所述，高樁框架碼頭在水陸高差較大、工程水文地質條件復雜的地區具有廣闊的應用前景，具有其他碼頭結構型式不可比擬的優越性。

參考文獻：

[1]許永秋.百色港平果港區那茂作業區平果鋁業公司那茂碼頭工程初步設計說明書[R].南京：河海大學設計研究院有限公司.

[2]劉普軍，孫鵬.長江某大水位差直立式高樁碼頭設計特點分析[A].中國水運，2020，11-0089-02.