浅谈码头修复改造工程设计思路

摘要：通过对码头损坏情况及修复施工的可能性等方面的分析，提出码头修复改造设计思路，采用下方块继续留用，上方块、胸墙、T梁按原设计进行复原，使码头恢复原使用功能。

Abstract: through the analysis and repair construction of pier damage possibility, puts forward renovation design terminal, the square keep, diamond, parapet, T beam according to the original design of restoration, the restoration of the original use functions of wharf.

关键词：码头；修复；改造；设计思路

Keywords: terminal; restoration; reconstruction; design ideas

中图分类号：TU2

油码头作为供船舶停靠、装卸装卸原油及成品油的专业性码头，是水陆连接部位的水工建筑物。码头在使用过程中，会经常遇见来自水上、陆上的自然、人为等因素作用的破坏，从而影响到码头的安全生产与使用，存在着事故隐患，为消除事故隐患，提高港口安全保障水平，为了码头自身安全及满足油库船舶安全靠泊，必须尽快对码头结构进行修复加固改造。

本文以南村油码头工程西工作桥修复改造设计为例，通过原方块及T梁进行结构核算，对西工作桥的使用要求、原设计、竣工图纸及现场施工条件进行分析，依照现行规范、检测报告，对受破坏的码头结构进行修复设计，使它们恢复原使用功能。

项目概况

南村油码头位于新造水道，该码头建于1989年，码头设计靠泊能力为10000吨级油轮，目前受航道条件限制，靠泊5000吨级油船。该码头结构为重力墩栈桥式，东西两端的工作人行桥各为2条T型梁组成，T梁搁置在2、5(东段为6号)和3号墩上，5(6)号墩前沿离码头前沿线5米。码头中间为工作平台，长75m，宽6.2m，由4个墩及梁板组成；工作平台与后方由引桥联接，引桥宽5.4m；工作平台两端各有2个墩及连接墩的工作人行桥，其两端长均为42.5m，码头泊位长度160m。

2009年8月23日，西端人行桥被某船舶碰撞，导致5号墩与两条T梁倒塌

落入水中。本设计对该码头进行修复改造设计，以恢复原使用功能。

自然条件

2.1气象

港区在广州市区域，地处亚热带，季风变化明显，冬季受北方冷空气影响，盛行偏北风；夏季受热带副高压控制，多为东南风。雨量丰沛，气候湿润，多雷暴，夏秋季常有台风影响。

2.2水文

1．潮汐、水位

本港潮型属不规则半日混合潮。实测最大涨潮流速0.77m/s，最大落潮流速0.80m/s。涨落潮流的流向基本与河道平行，呈往复流特征。

设计水位(根据原设计资料)：设计高水位：2.99m(当地理论最低潮面，以下同)；设计低水位：0.10m。

2.3地质、地震

本工程区域地质土层由上至下为：三角洲相海冲积层（淤泥层）、残积层（砂

质粘性土）、基岩（全风化花岗片麻岩带、强风化花岗片麻岩带、中风化花岗片麻岩带、微风化花岗片麻岩带）。本区地震基本烈度：7度。

码头损坏检测结果

(1)5号墩下部结构部分被淤泥掩埋；墩身整体结构完整，未见混凝土破损、露筋等情况；通过初步探摸和测量，下部结构没有位移及倾斜。方块开口空腔内灌注的混凝土拔出，形成深46cm的凹陷，其底部为块石及碎石填充。

(2)倒塌的上部墩体结构较复杂，有栏杆、电缆、钢丝绳等杂物，分段端与下部墩体相邻，倒塌的分段端高于下部墩体顶面50cm；倒塌的分段端底有外露混凝土笋体，分析为自下部结构内腔拔出的混凝土结构，外露钢筋。

(3)两条T梁的两端笋头都有破损，外露钢筋；靠码头这端的T梁与5号墩上部倒塌墩体已分离，T梁面板及栏杆外露于河床面；靠系船墩这端的T梁与5号墩上部倒塌墩体已分离，T梁面板及栏杆外露于河床面。

修复设计方案确定

4.1修复改造设计原则

(1)按原施工图的设计条件进行修复设计，使得修复后满足原码头使用功能。

(2)修复设计按现行行业规范进行复核。

(3)在满足安全的前提下，充分利用倒塌的原水工构件，以节省工程造价。

4.2修复设计内容

(1)打捞倒塌的建筑物构件，并将其抛至指定地点。

(2)按原结构尺寸复核修复结构是否满足安全要求。

(3)总体复核结构是否满足码头使用要求。

按原施工图及竣工图纸(经复核，该部分结构竣工图与施工图一致)，修复已损坏部分。

4.3码头使用要求

本码头西端的5号墩不受船舶荷载作用，也无系缆作用，其主要作为1号墩与西端3号墩之间连接的工作桥中间基础墩，主要承受T梁的传递给它的力。T梁作为墩与墩的连接，供工作人行及电缆、管道铺设。

4.4修复设计

(1)总平面布置

根据现行港口工程设计规范，按现行规范的5000吨级油船的船型尺度进行总平面布置，对码头泊位长度、前沿水深、码头前沿停泊水域宽度、回旋水域平面尺度进行核算，码头的平面尺度均满足规范要求。

所要修复的T梁宽2m，长18.25m，两端搭在墩上；5号墩胸墙平面尺寸为2.4m×2.4m，本工程所修复的结构平面尺寸及位置均按原设计图纸进行复原。

(2) 装卸工艺

本次事故未损坏到码头装卸工艺，本工程不涉及装卸工艺问题。

(3) 水工建筑物

①建筑物的种类和等级

南村油库码头设计靠泊能力为10000吨级油轮，目前靠泊5000吨级油船，结构建筑物的安全等级均为Ⅱ级。

②设计荷载

a.码头面荷载：外侧10kN/m2，内侧5kN/m2，引桥10kN/m2，人行工作桥5kN/m2；

b.船舶荷载：外侧泊位：1万吨级船舶荷载，内侧泊位：500吨级船舶荷载；

③修复改造结构方案

本工程主要是修复被撞坏的5号墩及其两端T梁，因被撞入水的部分结构砼强度偏低，且损坏程度不明，本修复设计只考虑5号墩下层方块继续留用，其它损坏构件均按原设计尺寸进行设计。

a.打捞倒塌的T梁和上层方块并将其抛于指定地点。

b.经探摸报告所述, 5#方块下层可继续使用，根据下层方块的情况补充上层方块(高2.9m)，采用C30预制构件，平面尺寸：外侧4m×4m，内侧1.2m×1.2m。包括加水下混凝土锚筋，方块内灌注C30水下混凝土等。

c.胸墙：现浇C25(原设计为C20)砼结构，尺寸为2.4m(长)×2.4m(宽)×3.6m(高),T梁：预制C30砼结构。T梁搁置在胸墙处需垫橡胶支座。

d.原栏杆及电线安装复原。

4.5 修复设计结构计算及成果

(1) T梁结构计算

表1 T梁结构计算表

(2) 5#方块地基应力计算

地基应力、基床底面应力最大值分别为101.6 kN/m2 、77.7 kN/m2，满足规范要求。

施工技术要求

5.1施工方法

(1)预制T梁、上层方块由固定预制场预制，经水运输到工程现场吊装。

(2)上部胸墙结构的现浇均为常规的施工工艺和方法。

(3)水下灌注混凝土按规范要求施工。

5.2 施工顺序

根据本工程特点，确定主要工程项目的施工工序：

(1)

5.3 施工进度计划

码头修复程施工量较小，施工工序少，经安排，本工程的施工期为3个月。

问题与建议

(1)保证项目的进度，尽早办理好修复施工所需手续；

(2)码头前沿回旋水域占用主航道，修复施工及营运期间靠泊船舶应注意避让上下游过往船舶。

(3)尽快委托具有相关资质的单位对工程进行修复施工；

(4)按有关部门要求，尽快确定打捞上来的5号墩损坏部分、T梁的抛弃地点。

结语

综上所述，对于遭受破坏的码头，根据码头的使用功能、检测报告及现场勘察等资料，充分了解原设计理念及施工的可能性，按现行行业规范进行复核、设计。在满足安全的前提下，充分利用原水工构件，以节省工程造价，清除散落构件，不遗留问题来做修复改造设计。本修复改造方案具有施工期短，施工技术成熟，工程造价低等优点，可为需修复改造的码头设计提供参考依据。