码头大型靠船构件安装工艺浅谈

第17卷 第3期 中 国 水 运 Vol.17 No.3

2017年 3月 China Water Transport March 2017

码头大型靠船构件安装工艺浅谈

张庆林，刘远森

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300450）

摘 要：本文介绍了渤海基地综合公务码头1-4号泊位工程靠船构件的安装方法，为以后类似工程提供借鉴经验。

关键词：计算分析；安装方法；安装

中图分类号：U656 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）03-0225-03

一、工程概况 率为10.34%；强风向为E向，该向≥6级风的频率为

渤海基地综合公务码头1-4号泊位工程位于天津港北塘1.96%，全年各向≥6级风所出现的频率为3.65%。

港区南侧岸线西部，毗邻永定新河，规划北塘港区5,000t2．潮汐

级航道北侧。码头岸线总长625m，码头前沿设计水深本区潮汐类型为不规则半日潮型

-6.4m，码头设计顶标高+6.0m。共布置4个3,000t海监根据塘沽海洋站1963~1999年实测资料统计

船专用泊位和2个工作船泊位，最大可停靠3,000总吨海监年最高高潮位：5.81m（1992年9月1日）

船。该工程靠船构件共80件。最大构件重达到89.25t，最年最低低潮位：-1.03m（1968年11月10日）

小构件重70.75t，标准构件的外形尺寸为高4.9m，宽年平均高潮位：3.74m

7.48m，靠船构件安装位置即码头前沿线位置。靠船构件为年平均低潮位：1.34m

整体预制后进行安装，在桩帽上的搁置长度为55cm。通过年平均海平面：2.56m

浇筑桩帽上节点使其通过纵横梁现浇成整体。 年最大潮差：4.37m（1980年10月）

年平均潮差：2.40m

3．设计水位

设计高水位：4.30m 设计低水位：0.50m

极端高水位：5.88m 极端低水位：-1.29m

4．波浪

采用塘沽海洋站波浪实测资料统计，本区常浪向ENE和

E，频率分别为9.68%和9.53%，强浪向ENE，该向

H4%>1.5m的波高频率为1.35%，T≥7.0S的频率仅为

0.33%，各方向H4%>1.6m的波高频率为5.06%，

图1 码头典型断面图（单位：mm） H4%>2.0m的波高频率为2.24%。

三、工程特点分析

（1）重心在桩帽之外，靠件挂在桩帽上；

（2）结构尺寸大、体积大，重心较高，易失稳；

（3）重量大，构件最大重量约达90t；

（4）受潮水影响大。

靠船构件高4.9m，安装底标高为+0.5m，当地平均高

潮水位+3.74m，靠船构件在水中达3.24m。

四、安装方法选择

图2 靠船构件结构图（单位：mm） 高桩码头靠船构件的安装方法一般有先装法和后装法两

二、自然条件 种。

1．风 （1）先装法：先安装靠船构件，再浇筑桩帽或横梁。该

用塘沽海洋站东突堤测站1997~1999年资料统计，本方法的优点是安装简便、速度快，构件与桩帽或横梁一起浇

区常风为E向，出现频率为11.71%；次常风向为S向，频筑，整体性好；缺点是着力点少，对构件的重力有限制。

收稿日期：2017-02-01

作者简介：张庆林（1981-），男，河南省濮阳县人，中交一航局第一工程有限公司 工程师，学士。

刘远森（1984-），男，山东省胶南市人，中交一航局第一工程有限公司 工程师，学士。

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（2）后装法：先浇筑桩帽，待混凝土达到设计强度后再K—钢丝绳的安全系数，按下表取值。

安装靠船构件，最后浇筑节点混凝土。该方法的优点是构件表2 钢丝绳的安全系数

的着力点好，适合安装质量较大的构件，不足之处是构件安

装后再焊接钢筋，工作量大，耗用时间长。

本工程靠船构件质量大（最大重量89.25t），着力点必

须牢靠稳固，因此选用后装法。

五、施工前提

因靠船构件悬挂在桩帽上，所以在安装靠船构件时现浇

桩帽必须已与码头主体连成整体，并在安装靠船构件完成后，

具备桩帽节点施工的条件。所以，在安装靠船构件之前，排

架方向的横梁，前沿线方向的纵梁必须安装完成，使桩帽与

码头主体连成整体。这样，既保证了桩帽受力均匀、稳定，

也为靠船构件安装后马上进行节点混凝土浇筑创造了条件。

六、计算分析

1．起重机械荷载计算

选用起重23号起重船进行吊运安装，起重23号的最大

起重量为2,600KN。

以重量最大的KCH4为例进行核算，若KCH4满足要

求，其他构件也满足要求。

[Fg]＝FgK

式中：[Fg]—起重设备允许荷载（kN）；

Fg—构件吊装所受荷载总和（kN）；

K—起重设备的安全系数，按下表取用。

表1 起重设备的安全系数

用途 安全系数 用途 安全系数

作缆风 1.2 作吊索、无弯曲时 6~7

用于手动起重设备 1.5 作捆绑吊索 8~10

用于机动起重设备 2 用于载人的升降机 14

Fg=89.25*10=892.5KN

根据上表K取2

[Fg]＝FgK =2*892.5KN=1,785KN

起重23号的最大起重能力为2,600KN＞[Fg]

所以起重船机满足吊装荷载要求。

2．起吊索具

（1）钢丝绳强度验算（取质量最大构件）

最大构件为非标准件，重量为892.5KN，计算按4点吊

考虑，吊点所承受的重量为G=892.5/3=223.1KN。最大构

件吊点间距不一致，取钢丝绳长度最大的一侧进行拉力计算，

如图3（靠船构件吊装图）所示。

钢丝绳承受拉力F=G/Sinα（Sinα=6.745/7.736=

0.87）=223.1/0.87=256.4KN

采用￠56mm（钢丝6×37，绳芯1）公称抗拉强度

1,700N/mm钢丝绳。

2

钢丝绳允许拉力按下列公式计算：

[Fg]＝αFg/K

式中：[Fg]—钢丝绳的允许拉力（KN）；

Fg—钢丝绳的钢丝破断拉力总和（KN）；

α—换算系数（钢丝6×37的换算系数为0.82）；

使用情况 安全系数 使用情况 安全系数

缆风绳用 3.5 用作吊索，无弯曲时 6~7

用于手动起重设备 4.5 用作绑扎吊索 8~10

用于机动起重设备 5~6 用于载人的升降机 14

查表得￠56mm（钢丝6×37，绳芯1）公称抗拉强度

1,700N/mm钢丝绳的破断拉力总和是2,000kN。

2

[Fg]=0.82×2,000÷6

[Fg]=273.3 kN>256.4KN

钢丝绳满足使用要求。

图3 靠船构件吊装图（单位：mm）

3．起吊高度

选取最大靠船构件进行计算，最大靠船构件KCH4吊点

吊距不一致，按钢丝绳与构件起吊最小夹角60°计算，钢丝

绳垂直起吊高度6.8m，构件起吊高度：

H=4.9m+6.8m=11.7m，起重23号的最大起吊高度

37m。

起吊高度满足安装要求。

七、安装过程

1．施工工艺流程

图4 施工工艺流程

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2．安装方法

（1）构件安装前，测量人员要提前进行测量放样，用墨

线在桩帽上弹出安装线。

（2）构件运至施工现场后，进行起吊安装，安装加固遵

循“下顶，上压，横拉”的加固原则，先主后次的加固。靠

件吊运至安装位置后操作工人先要缓慢的调整靠件的位置，

等到与安装线位置基本平行一致后缓慢的下放靠件至桩帽

上。下部用木方支顶，上部用直角靠尺控制调整上边线和垂

直度。

图5 靠船构件吊运图

（3）等构件安放平稳后，用捯链对靠件的安装位置进行

微调，直至满足上边线和垂直度的要求，并与安装线完全一

致，然后进行加固。

图6 靠船构件下放安装图

（4）加固首先采用￠32的圆钢将靠件吊点与前承台前

沿预应力大板的吊点通过焊接连接起来，对靠件进行横向斜

拉加固。初步加固完成后将靠件外伸钢筋与横梁外伸钢筋进

行焊接。最后浇筑靠件节点及梁节点混凝土，使靠船构件与

码头连接成整体。

图7 靠船构件安装加固图

八、工艺总结

渤海基地综合公务码头1-4号泊位工程靠船构件于

2015年10月4日完成全部安装。靠船构件安装位置即为码

头前沿线位置，安装质量直接影响码头观感质量。由于提前

对安装可能存在的问题进行了分析和预控，靠件安装质量平

稳受控。通过本次施工总结了以下几点经验：

（1）本工程靠船构件非标准件吊点的吊距不一致，在选

用吊索时，一定要计算好各吊点钢丝绳的长度，如计算不精

确，会导致各吊点位置受力不均，产生应力集中，从而出现

崩边现象。

（2）由于构件较重，在吊运安装时动作一定要缓慢，现

场起重指挥人员与船上起重人员要默契配合，指令明确。因

靠件在安装前，桩帽上梁板已安装完成并与

码头连成整体，

靠件一旦因操作失误碰到桩帽可能会使码头产生位移。

（3）靠船构件高4.9m，安装底标高为+0.5m，当地高

潮水+4.3m，低潮水+0.5m。构件安装好后大部分在水面以

下，无法观察到水面下的安装情况。因此构件在安装完成后

不要急于焊接外伸钢筋。等到低水位以后，对靠船构件底部

安装质量进行复核，符合无误后再焊接靠件钢筋，浇筑靠件

节点混凝土。

（4）靠件节点混凝土浇筑完毕后，至少7d以后才能拆

除吊点部位的加固钢筋，如拆除过早，混凝土顶部容易因混

凝土强度不足同时受到构件斜向拉力的影响产生开裂。

参考文献

[1] 《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）[S].

[2] 《水运工程混凝土施工规范》（JTS202-2011）[S].

[3] 《水运工程混凝土质量控制标准》（TS202-2-2011）[S].

[4] 《港口工程施工手册》（交通部第一航务工程局）[S].

[5] 中交第一航务工程局船舶手册[M].