高桩梁板式码头结构加固与改造技术的研究

顾宇

连云港新东方国际货柜码头有限公司 江苏连云港 222000

连云港港31#、32#泊位于1989年10月开工，1992年5月竣工。连云港港31#、32#泊位原建设规模为一个2.5万吨级集装箱泊位和一个2.5万吨级通用泊位，其中通用泊位于2001年改扩建为2.5万吨级集装箱泊位；

本次31#、32#泊位水工结构按靠泊5万吨级集装箱船舶进行码头结构加固改造，原码头规模和功能保持不变。工程主要内容为，将31#、32#泊位的550kN、650kN系船柱更换为1000kN系船柱；在排架的中间位置前轨道梁的海岸两侧各增设一根长36m、直径0.8m的钢管直桩，再浇筑桩帽节点将前轨道梁与新设钢管桩进行刚性连接；对码头构件局部破损和混凝土表面裂缝的部分进行维修加固等。

1 加固改造主要方法介绍

1.1 局部改造法

是指对既有码头结构通过增加桩基或扩大主要梁板构件尺度等，与既有码头结构结合成整体，以提高码头结构整体性能的加固改造方法。该方法适用于既有码头结构工作性能差、结构整体刚度和承载力不足、无法适应码头使用荷载的情况[1]。

1.2 分离式改造法

是指将码头前方桩台部分结构拆除或直接在既有结构前方通过新建与既有结构分离的系靠结构来独立承受船舶荷载的加固改造方法。该方法适用于既有码头结构基本完好、竖向承载力较高、水平刚度不足、结构性能不满足船舶荷载的情况。

1.3 前方桩台法

是指在既有码头结构基本完好情况下，在码头结构前方新建平台结构，对原码头结构进行扩大，提高结构性能的加固改造方法。该方法适用于原码头桩基和上部结构具有一定承载能力、码头前沿线位置可以前移、码头前沿需浚深的情况[2]。

1.4 扩大护舷法

是指在既有码头前方新设新型护舷，由既有码头排架承受荷载的加固改造方法。该方法适用于原码头结构承载力能够满足要求，工艺荷载维持不变，需基本维持码头前沿线的情况。

1.5 串联式加固法

是指针对有前后桩台的码头结构，且前后桩台排架布置一致，通过将前桩台和后桩台串联连接，形成较大水平刚度的整体受力结构的加固改造方法。该方法适用于码头前沿线、工艺荷载不变、码头前沿需浚深的情况[3]。

1.6 板桩加固法

是指在码头前沿或后方设置板桩墙的加固改造方法。该方法适用于码头结构性能能满足使用荷载但因码头前沿浚深导致岸坡稳定性不足的情况。

1.7 锚杆加固法

是指通过加设锚杆将码头横梁与后方驳岸锚碇墙连接以提高码头结构水平承载力的加固改造方法。该方法适用于码头水平刚度不足的情况。

2 基于靠泊等级提升码头的加固改造方式

连云港港31#、32#泊位码头加固改造工程主要包括：对31#、32#泊位的21个550kN、650kN系船柱全部更换为1000kN系船柱；在排架的中间位置前轨道梁的海岸两侧各增设一根长36m、直径0.8m的钢管直桩，再浇筑桩帽节点将原轨道梁与新设钢管桩进行刚性连接；对码头构件局部破损和混凝土表面裂缝的部分进行维修加固等。

主要工程量沉桩118根，现浇桩帽59个，现浇混凝土面层118块，系船柱制安23个，混凝土防腐3390m2。

2.1 面层凿除

原码头面层的凿除，既要将混凝土完全与钢筋分离，又不能损伤原码头工程其它区域的混凝土结构，考虑到混凝土标号较低，厚度较小，采用切缝机切缝、风镐凿除的施工工艺。

2.2 沉桩工艺

钢管桩由施工单位外购成品，水上运输至现场。采用陆上打桩施工办法，选用走管式打桩机，桩架高29m，桩锤、替打和滑轮的总高度约为8m，采用1台100t、1台25汽车吊喂桩，满足了现场钢管桩沉桩施工的需要。工艺流程：施工准备→扫海清障→测量定位→布置导向架→桩机就位→吊桩、就位→监测垂直度→压桩→锤击沉桩→达到停锤标准停锤→桩机移位。

2.3 新增桩帽

采用双层钢抱箍及槽钢围囹工艺，在大潮汐期乘低潮位采用浮排架设钢抱箍，然后在钢抱箍牛腿上铺设25b工字钢结构，上铺100*100*4000木方，顶铺20mm厚胶合板结构；桩帽底模板采用2cm厚竹胶底板，搁栅选用10×10cm的木方，侧模板采用定型钢框竹胶模板，底包墙结构。侧模底口内侧钉5×5cm三角条和9字形止浆条。竖向夹条采用[16#槽钢、对拉丝选用Ф16@1000mm，模板外侧每边用2道花篮螺栓拉紧。模板涂刷专用脱模剂[4]。

2.4 面层恢复

现浇面层底板采用反吊工艺。

2.5 系船柱制安

拆除原水工建筑物系船柱时，先将原砼基础顶层砼凿除，然后将原预埋螺栓割除，选用HZ-20型混凝土钻孔取芯机钻孔，植入系船柱螺栓，采用化学锚固方式。经拉拔试验合格后，进行新系船柱制作安装。

3 结语

高桩梁板码头是我国港口采用最早、应用最广的码头结构形式。高桩梁板码头结构形式多样、使用需求多样等因素决定了码头结构加固改造方法的多样性。近年来，码头结构加固改造的技术研究很多，但是没有形成系统、完整的技术体系。