库区内高桩梁板式码头横梁施工技术

陆子成 中交第二航务工程局有限公司

1.工程概况

宜昌三峡国际游轮中心码头项目顺岸码头及突堤码头现浇横梁及纵梁为整体框格结构。突堤码头现浇横梁标准尺寸长15m×宽2.3m×高2m，共27榀；顺岸码头现浇横梁标准尺寸长（6.4～21.2m）×宽（2.3～2.6 m）×高2.03m，共52榀，纵梁标准尺寸5775×600×1550mm，纵梁底标高较横梁底标高高出470mm。

2.底模支撑系统方案设计

顺岸及突堤码头结构形式为框格结构，设计采用纵横梁一次性现浇方式施工。针对施工环境处水位特点，对现浇支撑系统方案进行分析研究。

2.1 常规底模支撑系统

（1）突堤码头靠船墩台底模支撑结构。靠船墩台横、纵梁施工平台利用靠船墩台的12根钢护筒作为支撑，在其两侧焊接双牛腿（顶标高62.625），牛腿采用双面焊，尺寸为40×40 cm，牛腿之上搭设双拼工36 a，双拼工36 a 上搭设工25a作为分配梁，间距50cm，横梁处的分配梁上搭设钢板底模（厚22.5cm）。纵梁处的分配梁上搭设工36a（间距50cm），其上再搭设工14（间距50cm），工14上钢板底模（厚22.5cm）。平台整体尺寸为17×23.4m。

（2）顺岸码头底模支撑结构。同样利用顺岸码头钢护筒作为支撑，在其两侧焊接双牛腿（顶标高62.7），牛腿采用双面焊，尺寸为40×40cm，牛腿之上搭设双拼工36a，双拼工36a上搭设工25a作为分配梁，间距50cm，横梁处的分配梁上搭设钢板底模（厚22.5cm）。纵梁处的分配梁上搭设工36a（间距50cm），再其上搭设工12（间距50cm），工12上搭设钢板底模（厚22.5cm）。平台整体尺寸为38.1×14.5m。

（3）方案优缺点。此方案为码头梁系平台施工常规方案，施工简单，施工速度快，但牛腿标高相对较低，受水位影响严重，本项目从开工进场至今的水位统计来看，水位低于62.4m的只有3d，就目前水位条件基本无法施工，同时受水位的影响，在梁系施工完成后底模支撑体系拆除非常困难。

2.2 采用双倒挂牛腿与辅助桩结合的结构形式作为底模平台支撑

（1）突堤码头靠船墩台底模支撑结构。靠船墩台横、纵梁施工平台采用双倒挂牛腿与辅助桩结合的结构形式作为底模平台的支撑，双倒挂牛腿焊接在钢护筒两侧，倒挂牛腿采用双面焊，焊缝长40cm（牛腿顶标高62.625）。辅助桩采用φ630δ8的钢管桩配合倒挂牛腿作为底模平台支撑，共24根辅助桩。倒挂牛腿与辅助桩上架设双拼工36a，双拼工36a上搭设工25a作为分配梁，间距50cm，横梁处的分配梁上搭设钢板底模（厚22.5cm）。纵梁处的分配梁上搭设工36a（间距50cm），再其上搭设工14（间距50cm），工14上钢板底模（厚22.5cm）。平台整体尺寸为24.33×20m。

（2）顺岸码头底模支撑结构。顺岸码头横、纵梁施工平台采用双倒挂牛腿与辅助桩结合的结构形式作为底模平台的支撑，双倒挂牛腿焊接在钢护筒两侧，倒挂牛腿采用双面焊，焊缝长40cm（牛腿顶标高62.7）。辅助桩采用φ630δ8的钢管桩配合倒挂牛腿作为底模平台支撑，共40根辅助桩。倒挂牛腿与辅助桩上架设双拼工36a，双拼工36a上搭设工25a作为分配梁，间距50cm，横梁处的分配梁上搭设钢板底模（厚22.5cm）。纵梁处的分配梁上搭设工36a（间距50cm），再其上搭设工12（间距50cm），工12上钢板底模（厚22.5cm）。平台整体尺寸为40.73×16.63m。

（3）方案优缺点。此方案优点在于倒挂牛腿提高了牛腿施工标高，把水位影响尽可能的降到最低，同时辅助桩配合倒挂牛腿施工增强了结构受力，但施打辅助桩困难，需要用到大型设备，由于受到黄柏河大桥净空限制，稍微大一点的设备无法到达施工现场，且辅助材料用量大，施工成本高。

2.3 横梁分层浇筑

横梁采用分层浇筑，先浇筑第一层50cm(47cm)横梁，由于浇筑厚度薄，可以减小底模支撑系统承担的荷载，从而减小底模支撑系统纵横梁型钢的型号，提高牛腿标高，以减少横梁施工受水位影响。在设计上进行优化，在第一层浇筑横梁顶部增加负弯矩钢筋，以第一次浇筑横梁来承担第二次浇筑荷载。

方案优缺点：此方案优点在于减小横梁施工受水位的影响，有效施工时间长，同时减少了底模支撑系统用钢量，节约施工成本，有效保证结构质量及安全。

通过三种方案适应性、经济性及安全性比较，选择横梁分层浇筑作为本工程梁系施工方案。

3.横梁分层施工技术

3.1 方案概述

本工程位于两坝间，水文条件较为复杂，特别是因当年降雨量的影响，整个2019年黄柏河的水位均较高，水位上涨较快，采用横梁分层施工，克服施工水位影响的难题，以满足施工进度、质量要求。横梁分层后结构优化如图1。

图1 负弯矩钢筋断面图（mm）

3.2 横梁设计优化

（1）优化后码头计算模型。变更后码头计算模型如图2。

图2 码头计算模型

（2）码头荷载计算。

①自重：混凝土γ=24kN/m3，钢筋混凝土γ=25kN/m3。上部荷载自重包括磨耗层、现浇面板、现浇纵梁，按简支模式分别分配到横梁上；横梁、桩基自重采用程序自动计算。各梁荷载计算结果见表1。

表1 纵梁荷载计算表（12m宽平台）

②均载：均载q=10kN/m2。按面板简支模式分配到纵梁上，再将纵梁按弹性支撑4跨连续梁计算纵梁支座力作用于横梁。各梁荷载计算结果见表2。

表2 纵梁荷载计算表（20m宽平台）

因增加负弯矩钢筋仅为了纵梁的施工，故码头荷载仅考虑纵梁的自重及施工荷载。

（3）作用效应组合。变更方案仅用于施工期，故仅按照承载能力极限状态进行组合，其中纵梁安装按照不同顺序分别进行组合。承载能力极限状态采用持久状况作用效应的短暂组合。

（4）计算结果。具体见图3、4。

（5）结构配筋。横梁按受弯构件配筋，顶部钢筋承受负弯矩（绿色值），仅考虑施工期受力，底部钢筋承受正弯矩（红色值），为原结构正弯矩配筋，具体见表3。

图3 承载能力极限状态横梁弯矩包络图（12m宽）

图4 承载能力极限状态横梁弯矩包络图（20m宽）

表3 横梁配筋统计表

3.3 测量放线

（1）钻孔灌注桩浇筑完成后，测量员通过水准仪在钢护筒上下游方向测量出2个设计桩顶标高，用红色或黑色记号笔做标记，作为管桩切割的控制标高。

（2）同时，在钢护筒外侧测量出2个基准高程点，作为底模施工的基准标高。如1#突堤码头墩台横梁设计桩顶标高为63.56米，以63米的标高作为基准标高，供底模施工时使用。

（3）浇筑混凝土前，在横梁底模的江侧和岸侧分别设置3个沉降位移观测点，目的是为了掌握横梁浇筑时底模的平面位置和标高，给后续横梁施工提供数据。

3.4 桩头处理

根据测量测出的设计桩顶标高，用石笔沿钢护筒壁画出切割线，然后用氧割切除钢护筒露出混凝土桩头，用风镐破除露出的混凝土桩头及浮浆，直至露出新鲜混凝土。

顺岸码头整体浇筑总共分10块，包含7排钢护筒排架的有2块，5 排钢护筒排架的有6 块，4 排钢护筒排架的有2块，以5排钢护筒排架的分块为例。顺岸码头横、纵梁施工平台采用牛腿上搭设型钢的方式搭设平台先行浇筑47c m 横梁，在横梁里预埋钢板作为纵梁施工，焊接主梁双拼工25a。待砼达到90%设计强度后再搭设纵梁底模平台浇筑剩余横梁及纵梁。焊接牛腿上搭设双拼工36a，再铺设工14 作为分配梁（间距30cm），最后铺设5.5cm厚钢底模。焊接牛腿顶标高为62.98m。

3.5 底模安装

因水位变动频繁且超过梁系底标高，故底模采用钢底模。（1）底模铺设之前，测量出横梁底模的边线，接着安装钢底模（厚22.5cm）；（2）钢模板桩位处的尺寸根据实际桩位进行现场调节；（3）模板接缝处用双面胶进行封闭；（4）模板与桩顶接缝处的处理，应采用泡沫胶和高强砂浆进行封闭，防止漏浆。

4.结束语

本文从工程实际出发，对三峡大坝与葛洲坝库区间在水位变动大的情况下对横梁施工工艺进行了介绍，通过方案比选优化，采用横梁分层浇筑施工的方法，克服了水位影响的难题，保证了本项目的施工质量、安全及进度。通过实际工程经验的验证及考验，对类似条件下横梁的施工提供了参考借鉴。