1、丹东船厂砂石码头门吊基础改造摘 要:介绍丹东航道管理处船厂浪头码头结构构造,分析了门吊座上码头后,面板、梁以及桩受力后的安全性,同时设计了门吊后腿基础,保证了门吊作业支腿基础的一致性和安全性,总结了基础改造后的优点,指出了码头使用时必须注意的问题。 关键词:摩擦承载桩 门吊基础 砂石码头 现浇简支梁 丹东航道管理处船厂浪头码头建于 1999 年,码头长 141.0 米,宽9.8 米,后方堆场面积为一万平方米,码头结构属高桩板梁式结构,共二排桩,临水的第一排桩是半叉桩,桩尖标高:直桩斜桩标高-16.55 米,靠岸第二排是直桩,桩尖标高-16.55 米,码头横、纵向跨间距均为 4.0米。当初码头设
2、计时只考虑停靠千吨以内的船只,为船厂坞道上坞停靠船舶使用。为充分发挥码头的经济效益,将原有码头改作砂石码头,在141 米码头岸线上安装四台自重为 96.0 吨的门吊,门吊基础四个支腿之间间距为 6.0 米,而码头横、纵梁尺为 4.0 米,高 1.0 米,宽 0.40 米,面板尺寸为长 4.0 米,高 1.35 米或 1.56 米,厚 0.30 米,梁能承受最大正弯矩 M=28.0t.m,面板承受最大正弯矩 9.68t.m,门吊工作状态为四个支腿受力是不均匀的,最大荷载为 50.0 吨,码头基础属桩基础,是靠摩擦承载,单桩承受最大荷载为 107.0 吨。门吊坐落在码头上,只有二种情况,第一种:门
3、吊前腿座在码头临水第一排桩轴上;第二种:门吊前腿座在码头第二排桩轴上。下面就这两种情况,分析受力的合理性。 分析受力合理性 1、门吊前腿座在码头临水第一排桩轴上 码头摩擦承载桩:直桩 107.0 吨,斜桩(承载通过折减系数 0.9 折算)为 96.0 吨,因此在不考虑码头堆货情况下,半叉桩的安全系数为2.53,满足要求。在这种情况下,力是通过面板、梁、桩帽传给桩,再有桩传给地基,将力分散开去,这样门吊前支腿的受力是合理的,也是安全的。门吊后两个支腿,根据门吊跨间距为 6.0 米,后退只能落在码头第二跨面板上,这一跨面板,一头搁在码头直桩桩帽上,一头搁在挡土墙上,而面板能承受的最大弯矩为 9.6
4、8t.m,显然承受不了集中荷载为50.0 吨力产生的弯矩,如果要采用第一种情况,门吊坐落的关键问题,是要解决吊后支腿基础。 2、门吊前腿座在码头第二排桩轴上 门吊前支腿坐落在单排直桩上,单桩的最大承载力为 107.0 吨,而门吊工作起来时最大荷载为 50.0 吨,单桩直桩的安全系数为 1.37,达不到规范要求的安全系数 1.45,不能满足要求。因此,第二种情况门吊前腿座在第二排直桩不安全。 门吊后支腿基础改造 1、方箱设置 码头纵横跨间距为 4.0 米,如果前支腿中有一支腿座在半叉桩轴线上,另外三个支腿就会坐落在梁或板上,为避免出现这种情况,在码头面上用厚 14mm 钢板焊成一方箱,方箱外尺寸
5、 8.7m*8.7m,方箱前沿二个支腿正好作用在桩轴线上,而后边二个支腿直接座在挡土墙上。如果门吊座在方箱上,而方箱一边是作用在桩轴线上,一边作用在挡土墙上,门吊工作起来后,由于基础的不一样,极容易产生不均匀沉降,从而导致生产时不安全因素的产生。 2、现浇梁设置 码头后方挡土墙基础是座在回填块石上,因为当时码头设计时只考虑停靠船舶,后方不堆货,挡土墙基础只有半米深,码头竣工后不到一年,挡土墙出现明显沉降,导致码头第二跨面层有裂纹产生。如果把挡土墙作为门吊的后腿基础是不安全的,必须进行改造,具体措施如下:在码头挡土墙后方 2 米远的地方,用陆地柴油打桩机打入长 20.0 米的预应力混凝土管桩,桩
6、顶标高 2.95 米,具体位置在码头左右两边,桩间距为 8.0 米,码头中间有 124.0 米,也打入十六根长 8.0 米的预应力混凝土管桩,桩顶标高+4.0 米,上面用回填土掩埋并夯实。码头左右两边八根桩,浇上桩帽,其标高与码头直桩桩帽标高一致为+3.45 米。从码头上、下游起,吊走码头第一块、第六块、第二十、第二十五块面板,并把这四块面板下的挡土墙敲掉一部分,至标高+3.40 米处,在码头第二排直桩桩帽上和挡土墙后方打入桩的桩帽上,现浇八根长 6.0 米,宽限 0.70 米,高 1.5 米的简支梁,并在现浇梁上预埋厚 14mm 钢板,让钢板制作的方箱座在预埋板上,并焊成一体,然后让门吊座在方箱上,通过方箱将力传到桩上,具体构造见码头断面图。 基础改造后的优点以及码头使用时注意事项 码头通过基础改造,由只能停靠船舶的码头改成座四台门吊,同时进行砂石上岸作业,最大限度发挥了码头的经济效益,同时,由于挡土墙后方打入十六根预应力管桩,增强了码头后方堆载的能力,避免了码头门吊基础不一致导致不均匀沉降而带来的不安全因素。同时码头使用时应当注意,禁止在码头面上堆载,砂石作业时遗漏在码头面上的砂石要及时清走,以确保码头使用的安全。 (作者单位:丹东航道管理处)