集装箱重箱堆场平面布置及结构设计

吴加武

摘 要：做好集装箱重箱堆场平面布置及结构设计，对于保证重箱堆场工作效率及安全性、降低工程投资具有重要意义。本文结合粤东某港口工程重箱堆场设计，分析了以往类似工程的设计方案，最终选择了合理性和经济性较好的平面布置及结构设计方案，为类似工程提供借鉴。

关键词：重箱堆场 跑道梁 箱角梁 碎石铺面

1.引言

随着国内外港口工程的发展，各大港口集装箱吞吐量不断增长。重箱堆场主要的作用荷载为集装箱箱角集中荷载，其次为水平运输机械荷载。重箱堆场铺面结构选型关系到重箱堆场区工作效率、投资成本、维护费用及使用的安全性。我国集装箱重箱堆场经过多年的实践，各个港口差异较大，主要有混凝土铺面、联锁块铺面、箱角梁+混凝土预制块（联锁块或四角块）铺面等结构型式。

2.工程概况

粤东某港口工程，集装箱重箱堆场面积约2.2万m2，原状土层表层含3～5m淤泥，下卧为粉质粘土、砂层和基岩。地基处理采用插板堆载预压+动力排水固结法进行加固处理。预计地基处理交工面以下含5m左右开山土或中细砂层。根据装卸工艺要求，重箱堆场集装箱为“堆5过6”，采用41T轮胎式龙门吊，不考虑正面吊作业，并设置40T集装箱拖挂车运输通道。

根据《港口工程荷载规范》（JTS 144-1-2010），荷载取值如表1。

（1）重箱箱角荷载

（2）流动机械荷载

40T集装箱牵引半挂车（TR-40）：200 kN /轴；

41T轮胎龙门吊（RTG56S41）空载行走（转场区）：260kN /轮（共8个轮）；

41T轮胎龙门吊（RTG56S41）满载行走（跑道梁）：340kN /轮（共8个轮）。

3.几种设计方案比选

根据以往工程经验，设计方案主要有：混凝土大板、联锁块铺面、箱角梁+混凝土预制块铺面，见表2。

混凝土大板（方案一）属于刚性结构，强度高、稳定性好，使用寿命较长。但在较大荷载长期作用下，地基的不均匀沉降会引起混凝土大板开裂甚至破坏。混凝土大板建设费用相对较高，维修困难，维修费用也相对较高。

联锁块铺面（方案二）能适应较大的沉降，维修方便，块体还能重复使用，维护费用相对较省。但联锁块铺面结构的平整度相对较差，沉降后地面容易产生凹凸不平现象，排水处理困难，对机械轮胎有一定量的磨损。费用相对方案一略低。

箱角梁+混凝土预制块铺面（方案三、四），这种布局既节省投资，又美观，便于控制车流。箱间区根据受力情况选用了较为简易的铺面结构，费用较低。

4.优化方案设计

根据上述分析，结合本工程使用要求，对设计方案进行了调整及优化。

（1）平面布置。箱位靠近跑道梁一侧布置，另一侧留出集装箱拖挂车通道。箱位靠重箱堆场一侧布置，另一侧留出轮胎龙门吊转场场地。箱角梁间距按20尺标准箱长度布置，可同时满足20尺和40尺标准箱堆放要求。每两组跑道梁中部设置滑触线供电，平面布置见图1所示。

（2）铺面结构。根据上述分析，选用工程投资较低的箱角梁结构型式。考虑到箱间区使用过程不受力，将方案三和方案四箱间区混凝土预制块铺面优化为中粗砂+碎石铺面填挡区，减少工程投资。箱角梁为相对独立结构，高出箱间区有利于场地排水并保证货物安全，顶面水平有利于重箱平稳堆放。箱角梁采用弹性地基梁结构，具体铺面结构型式见表3。

（3）跑道梁结构。轮胎龙门吊跑道梁采用弹性地基梁结构，每6m设置缩缝，每30m设置胀缝，分缝位置设置传力杆。跑道梁结构：40cm厚C40钢筋砼梁（宽1.5m）；10cm厚素混凝土；25cm厚 6%水泥稳定碎石层；25cm厚级配碎石垫层。靠近跑道梁设置防风块体。

（4）排水设计。做好集装箱堆场排水系统设计，保证暴雨时地面排水通畅，降低堆场地面积水概率，对于保障集装箱堆存期间的货物安全，避免经济纠纷有重要意义。排水设计包括高程设计和雨水收集排放设计。①高程设计：箱角梁顶高程为5.45m，箱间碎石填挡区和轮胎龙门吊跑道梁顶高程为5.4m，周边道路边缘高程为5.33m。箱角梁最高，箱间碎石填挡区和跑道梁次之，周边道路边缘最低，一般箱角梁高出箱间区5～10cm较为合适。②每两组跑道梁之间及周边道路间隔设置雨水篦子和雨水检查井，一部分雨水可通过箱间碎石填挡区下渗，暴雨时通过雨水篦子、雨水检查井及暗管汇流集中排放。

5.结语

（1）在满足工艺要求条件下，重箱堆场区采用跑道梁+箱角梁+箱间碎石铺面+转场及通道联锁块铺面的平面布置及结构形式，这种布局既节省投资，又美观，且便于控制车流，合理性和经济性较好，使用年限较长。

（2）箱角梁为相对独立结构，高出箱间区5～10cm有利于场地排水并保证货物安全，顶面水平有利于重箱平稳堆放。

（3）重箱堆场排水设计具有重要意义，可按箱角梁最高，箱间碎石铺面和跑道梁次之，周边道路边缘最低的原则进行设计。雨水可充分利用碎石铺面填挡区自然下渗，暴雨时可通过雨水篦子、雨水检查井及暗管汇流集中排放。

（4）重箱堆场平面布置及结构型式应首先满足机械设备及工艺操作要求，并综合考虑工程造价、外观、维修费用和使用年限。

参考文献：

[1] JTS 144-1-2010《港口工程荷载规范》[S].

[2] JTJ 296-1996《港口工程道路、堆场设计施工规范》[S].

[3]王釗，贺春晖.集装箱堆场排水系统设计方案研究[J].港工技术， 2016， （5）： 18-21.endprint