高桩码头栈桥水转陆施工工艺优化

李景波 中交一航局第三工程有限公司

1.工程概况

1.1 工程简介

该工程建设规模为：3万吨级泊位1个，泊位长度235m。水工结构分为码头平台和栈桥两个部分。栈桥总长度891.5m，宽度10.5m，分为浅水段、平坡段和深水段。

1.2 主要工序及工程量

该栈桥工程主要包括以下四道施工工序：

浅水段桩基施工→平坡段和深水段桩基施工→上部结构混凝土现浇施工→预制构件安装施工。

主要施工工程量见表1。

2.栈桥水转陆施工工艺说明

2.1 水转陆施工工艺总体说明

该工程地处浙江杭州湾内，该海域浅海部位分潮与半日分潮HM4/HM2比值为0.06，大于0.05；主要浅海分潮振幅和为0.29，大于0.20。因此工程海域属正规半日浅海潮港类型，日不等现象较为明显，既有高潮不等，亦有低潮不等，而且平均落潮历时长于涨潮历时。

该地区波浪特征以风成浪为主，其主风向及主波向为E向和SE向。根据分析计算，可能最大流速的极值表层为1.60 m/s，0.6H层为1.41m/s，底层为1.05m/s，垂线平均为1.47m/s。属风浪急促且不稳定型。

根据该地区提供的(1976～1997年)热带风暴和台风统计资料：＞8级风共发生34 次，其中7～8月发生25次。极大风速为31.7m／s。根据统计资料显示，该地区每年受台风影响1～2次，偶尔会增加到3～4次。属台风多发区域。

平坡段和深水段预制PHC桩沉桩施工因施工条件限制只能进行海上沉桩施工，无法由水转陆。为减少潮汐、海上风浪等因素对该工程的施工影响，该工程主要从栈桥施工中其他三道工序上进行工艺改进。

2.2 浅水段桩基施工

（1）传统施工工艺：通过临时灌注桩平台进行灌注桩施工，并通过水上拌合船进行混凝土浇筑。上部现浇材料及构件运输均通过临时码头转运海上进行运输。

（2）优化后工艺：依托于灌注桩平台搭设钢栈桥，将水上浇筑转变为陆上浇筑，同时可作为临时出运码头进行灌注桩及上部结构现浇材料的运输。

为满足施工使用需求，钢栈桥使用壁厚δ=8mm的φ529mm钢管作为平台基础立管，上部平台采用工字钢及贝雷片结构，设计承载力可达550kN，可同时承受来自罐车和泵车荷载。

2.3 上部结构现浇施工

（1）传统施工工艺：利用方驳吊机将钢抱箍安装完成后，铺设底模，通过运输船运输材料并完成海上钢筋绑扎及模板支立作业，利用海上拌合船进行混凝土浇筑。

（2）优化后工艺：利用方驳吊机将钢抱箍安装完成后，利用前一跨施工平台，搭设简易人行便桥，贯通整个栈桥施工面，将水上施工面转变为陆上施工面。通过人行便桥，进行人员及轻便物资的运输，并为地泵铺管提供通道。

表1 栈桥主要分项工程量统计表

在陆上进行栈桥上部结构钢筋骨架的绑扎，绑扎完成后通过方驳吊机利用专用吊架进行海上钢筋整体吊装，再进行模板支立，最后通过地泵进行混凝土浇筑。

①人行便桥的使用。人行便桥总长20m。采用I25a工字钢作为底部两根支撑主梁及中间横撑，采用A25圆钢在横撑间对角焊接进行斜拉加固，钢便桥端部两根立柱采用高1.2m的Ⅰ25a工字钢，桥面采用钢板网片进行满铺，两侧安装高1.2m架管作为安全护栏进行防护。各排架桩帽底模安装完毕后，采用100t方驳吊机将人行钢便桥安装在底模支撑型钢上，人行桥间通过钢丝绳进行拉固连成整体。

②钢筋骨架的陆上绑扎及海上吊装。栈桥单排架分为3个桩帽+1个帽梁和5个桩帽+1个帽梁两种类型，因桩帽和帽梁相对尺寸相同，故陆上钢筋绑扎定位架设计为5桩帽+1帽梁结构。

定位架底座和立杆上根据桩帽及帽梁配筋图的钢筋间距做好标记和定位构件焊接。钢筋原材在预制场钢筋加工区下料制作完成后倒运至绑扎现场，桩帽钢筋骨架绑扎完毕后再进行上部帽梁钢筋绑扎，由于桩帽钢筋存在沿管桩外壁的贴合弯起钢筋，为方便钢筋骨架安装和保护层调整，弯起钢筋陆上暂不绑扎，待钢筋骨架安装完毕后在海上底模平台上进行补绑。

钢筋骨架陆上绑扎完毕后，通过100t方驳吊机进行吊运和安装。起吊前将吊架上钢丝绳挂至方驳吊机主钩头上，下钢丝绳卡环连接至钢筋骨架通长主筋节点处，准备就绪后将钢筋骨架吊起运输至排架处进行安装，安装时通过人工辅助进行保护层初步控制及粗定位安装，安装完毕后通过手拉葫芦进行保护层二次调整及骨架正位调整。最后进行局部钢筋补绑。

③上部结构混凝土的浇筑。通过人行便桥铺设的地泵管，利用地泵进行上部结构混凝土浇筑施工。

2.4 梁板构件安装施工

（1）传统施工工艺：构件通过出运码头运输至安装位置后，通过200t起重船进行构件的安装施工。

（2）优化后工艺：构件运输至栈桥后方，利用120t架桥机进行栈桥构件的安装施工。

3.水转陆施工方案对比分析

本文主要从安全、进度、质量、成本四个方面就传统施工工艺和优化后的工艺进行分析对比。

3.1 施工安全

由于该工程地处外海无掩护海域，施工全程受到海上风浪天气情况影响，若采用传统施工工艺进行施工，人员逃生通道不足，安全性较低；而优化后的工艺将海上施工作业面与陆地通过人行便桥联通，构建稳定施工通道，提高施工安全性。将上部结构钢筋由海上绑扎转变为陆上绑扎后，减少了海上施工工作量，降低了安全事故发生的可能性。

3.2 工期进度

传统施工工艺受海况影响较大，月可作业天数较少，施工效率较为低下；优化后的工艺受海况影响减小，月可作业天数增加，有效地提高了施工效率。根据该工程施工情况统计分析，该工程与原计划相比，由7个月缩短至5个月。

3.3 整体质量

传统施工工艺受海上作业条件限制，导致水上混凝土浇筑质量不高，起重船安装构件精度低；优化后工艺通过陆上绑扎钢筋骨架、海上吊装的方式及地泵浇筑混凝土的作业方式，提高了上部结构整体施工质量。此外，利用架桥机安装预制构件，安装稳定性及精确性显著提高。

3.4 经济成本

传统工艺海上大型施工船舶使用较多，船舶的调遣及租赁费用成本高。另一方面，因受施工效率影响，施工周期存在不确定性，加大了施工成本；优化后工艺海上大型施工船舶较少，降低了船机设备使用成本。而且由于施工效率的提高，在节省的工期同时也降低了人工使用成本。本项目与传统工艺相比，节省成本约200万元。

通过上述安全、进度、质量、成本四方面的对比分析可知，相较于传统高桩码头施工工艺，优化后的工艺不管是在经济效益层面还是在社会效益层面都有大幅度的提升，整体施工效果良好。

4.结束语

传统高桩码头项目水上施工工艺已基本成熟，但从施工安全、进度、质量、成本四方面来考虑，仍有较大的改进空间。该高桩码头工程经现场实地考察，周边船机设备市场分析后，对传统水上施工工艺进行了优化，完成了栈桥结构水转陆施工工艺的优化，缩短了整体工期，降低了施工成本，提高了施工质量，确保了施工的安全性，为后续同类型高桩码头施工提供依据。