桥梁技术在重大件码头设计中的应用

张兴旺

摘 要：码头是指海边、江河边供乘客上下、货物装卸的建筑物，是水路运输的重要组成部分。根据运输规模的不同，可以将码头分为普通码头、重大件码头和超重件码头等，做好码头设计工作，对于确保水路运输的有效性有着非常重要的影响。该文结合相应的工程实例，对桥梁技术在重大件码头设计中的应用进行了分析和讨论。

关键词：桥梁技术 重大件码头设计 应用

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（b）-0077-01

工业化进程的加快，带动了我国社会经济的飞速发展，也使得石油、化工、冶金、电力等行业的规模日益增大，其所使用的工业产品的体积和重量也随之不断增加，对于交通运输条件提出了更高的要求。在这样的背景下，重大件码头得到了迅猛发展和广泛应用，为相关工业设备的运输提供了良好的基础支撑。在重大件码头设计中，应用桥梁技术，能够有效解决设计施工中存在的问题，确保码头功能的充分发挥。

1 重大件码头概述

在当前的技术条件下，针对重大件的运输，常用的方式包括公路运输、铁路运输和水路运输三种，但是实际上，公路运输和铁路运输都受到了相应的限制，以公路运输为例，受路面宽度、桥梁承载能力以及弯道半径、纵坡等的限制，对于重大件的运输往往会力不从心，一般只能进行短途运输。因此，我国对于重大件的运输，一般都是采用水路运输的方式，虽然水路运输也在一定程度上受航道深度以及桥梁净空高度等的限制，但是对于1 000～3 000DWT船舶而言，是完全可以满足其运输要求的。而在水路运输中，码头是运输目的地的中转站，做好码头设计，对于解决重大件的运输问题有着非常重要的意义。

一般来讲，重大件码头可以分为三种结构形式，一是岸壁式码头，只要能够承受大型平板车的轮压，同时具备足够的转弯半径，就能够满足重大件码头的使用需求。这种码头的优势在于，适用性强，应用范围广，能够满足不同尺度重大件的起吊；二是墩柱式码头，与岸壁式码头相似，只是增加了支撑桁车的墩柱。这种码头能够满足各种不同水位的需求，不过受桁车造价的限制，一般只能吊动10m左右的重大件；三是斜坡式码头，一般坡度设置在1：10或者1：12，对于斜坡宽度的确定，则需要依据货物装卸的方向。

2 桥梁技术在重大件码头设计中的应用

这里结合相应的工程实例，对桥梁技术在重大件码头设计中的应用进行简要分析。

2.1 工程概况

某重大件码头岸线全长95m，拥有1 000t级泊位1个，中洪水位能顾兼顾2 000t级的船舶。在码头设计中，高架栈桥与总装车间桥式起重机的跨度保持一致，栈桥轨顶高程为74m，长88.9m。码头前沿线与河水水流方向基本一致，距离防汛堤的距离约为70m，码头前端设计为简支伸臂梁，位于水中的桥式起重机主墩同时起到了靠船墩的作用。

2.2 桥梁设计

在对栈桥机械能设计前，首先应该对工程现场的实际情况进行勘查，了解工程所处的周边环境，从实际出发，切实做好工程各个环节的设计工作，杜绝凭空想象的情况；在设计过程中，对于工程中的各个细节，应该进行详细的备注，阐明需要注意的问题；同时设计方案一方面应该遵循国家相关规定以及行业的相关技术标准和设计规范，另一方面，应该考虑设计的经济性，在保证设计质量、满足相关规范的前提下，因地制宜地使用新技术和新材料，尽可能降低工程造价成本；在设计方案初步完成后，还需要对桥梁的可靠性和美观性进行全面分析，以保证桥梁整体的质量。

而在对桥梁路线进行设计时，应该遵循美观、线形的原则，从施工现场的地质地形特点以及桥梁结构等因素出发，对主桥建设方式进行选择，这里采取直线连接的方式。对于桥梁工程而言，其结构的整体性和延伸性、受力路线的选择、混凝土配比等，对于桥梁耐久性都有着巨大的影响，在桥梁设计中，应该加强对于这些因素的控制，以保证桥梁结构的合理性和可靠性。不仅如此，应该特别注意码头中桥梁的桥墩设计，准确把握主桥墩所需要承受的荷载，保证桥墩的稳固性。

2.3 伸臂梁设计

在该工程中，伸臂梁采用的是自锚斜拉式结构，由钢箱梁、立柱、斜拉杆以及桁梁组成，构件节点采用整体节点。为了保证构件受力的均匀性和明确性，在不同构件之间，采用铰接的形式，以减少节点焊接位置应力集中的影响。两侧的主梁和立柱通过平联桁架进行连接，以保证其结构变形的一致性，实现两侧偏心力的相互抵消，减少左右主梁在竖直方向变形不一致所引起的高度差，并且减小主梁在水平方向的变形。

2.4 主墩设计

在码头设计中，前沿主墩不仅需要承受上部伸臂梁传递的荷载，还需要作为船舶的靠系船设施，以尽量减少水中墩子的数量，必须承受船舶的挤靠力和系缆力。对此，在主墩设计时，基础采用钻孔灌注桩，上部结构为承力墩台和空心薄壁钢筋混凝土墩身。同时，在主墩墩身上设置相应的靠系船设施，相比于前沿线后退200mm左右，以避免船舶的直接撞击力。为了保证主墩设计的合理性，应该根据主墩所承受的作用力以及伸臂梁所承受的最大荷载力，对主墩的受力情况进行计算，采用大直径群桩基础，利用通用桥梁设计软件MIDAS进行实体建模计算，确保主墩变形满足桥式起重机侧向变形不大于h/2000的要求。

2.5 靠系船墩设计

靠系船墩在重大件码头中，是承受船舶荷载的靠系泊设施，采用分多层系倒缆。因此，在对靠系船墩进行设计时，采用独立式结构，为了减少桩基数量，在基础中采用3根钻孔灌注桩，每一个墩上设置相应的钢管框架，然后在框架上设置靠系船设施，通过钢引桥直接与河岸连接。

3 结语

总之，在重大件码头设计中，应用桥梁技术，是一个系统性的工程，需要设计人员的充分重视，对各方面的因素进行综合考虑，从实际情况出发，做好码头中的桥梁设计、伸臂梁设计、主墩设计以及靠系船墩设计，确保码头设计的合理性和可靠性，保证码头功能的充分发挥。

参考文献

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