水运码头建设中的钢引桥吊装施工工艺研究

周俊

摘要 文章旨在探讨水运码头建设中钢引桥吊装施工工艺，以提高施工效率并确保施工安全。首先分析了钢引桥施工的重要性和现有的施工方法，着重讨论了荆州港监利容城港区新洲码头工程钢引桥吊装施工的案例，通过精确的荷载设计和结构分析，成功应对了施工现场的水位和空间限制，保证了施工的顺利进行。研究采用了Topsis法对施工效果进行评价，从施工进度、安全、质量等方面选取了十个关键指标进行综合评分，结果显示，采用的施工方案在多个方面表现优异。

关键词 水运码头建设；钢引桥；吊装施工；Topsis法；施工效率

中图分类号 U655.4文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）06-0110-03

0 引言

港口和码头工程不仅是货物流通的重要节点，也是经济发展的支撑和保障。钢引桥由于跨度大、重量轻、施工便利的特点，被广泛应用于货物码头，而吊装施工工艺则是钢引桥施工的关键，决定了钢引桥施工的质量和效率。

荆州港监利容城港区新洲码头工程作为位于长江中游的重要港口工程，将为该地区的货运和物流提供关键的支持。该文以该工程为例，详细分析钢引桥吊装中的水陆协作施工方法，以期为类似工程提供借鉴。

1 依托工程概况

荆州港监利容城港区新洲码头工程位于长江中游调关至盐船涛套河段的北岸，其钢引桥结构设计：钢引桥主桁架选用了空腹拱桁式全焊结构，采用的是矩形方管；桥面系的纵横梁为等高连接，桥面钢板采用4.5 mm厚花纹钢板；端横梁采用双工字钢结构；中间横梁采用双工字钢结构；纵梁采用单工字钢结构；上、下平联结构和门楣均采用矩形方管；钢引桥在趸船端采用的是滚轮支座，在承台端采用的是弧形支座，支座均以螺栓固定在支座连接板上。钢引桥构造见图1。

2 施工方案比选

根据现场实际情况，做了水上整体吊装和现场加工制作、分节拼装的不同施工方案的经济、技术性比较，见表1。

经过对比，采用方案4。优点是不受长江水位影响，高水位和低水位均能进行安装，高水位时，800 t起重船可直接吊装；低水位时，处理汽车吊的作业平台地基，并回填土方，在长江护坡上开挖二次转运平台，吊装后可恢复原貌，且费用最省。

3 水陆协作钢引桥吊装施工方案

3.1 主要施工方法

钢引桥采用2台500 t汽车吊，进行陆上吊装转运至岸坡14 m处的转运平台。再由水上起重船起吊、落驳、运输、安装。

3.2 平台地基处理

3.2.1 汽车吊机作业平台

汽车吊机作业平台地基基础处理措施如下：基础开挖0.6 m深，并换填开山毛渣石，分层碾压回填，每20 cm一层，压实度不小于93%，地基承载力不小于120 kPa，以满足吊机承受荷载时基础受力要求。

3.2.2 陆上吊装转运平台

在岸坡顶至距离岸坡14 m处，开挖一处吊装转运平台，吊装转运平台尺寸为65 m×6 m。采用挖机开挖护坡，吊装转运平台底部需要夯击密实，地基承载力不小于120 kPa，铺筑10 cm碎石垫层夯击密实，在弧形支座和滚轮的位置开挖凹槽，以确保钢引桥安放平稳[1]。

3.3 起吊钢引桥至转运平台

钢引桥在吊装到转运平台前，先在平台地面摆放10 m一道的方木，确保钢引桥的离地间隙不受地表积水影响。还应检查钢引桥有无变形，检查钢引桥的竖直度、结构尺寸、外观[2]。

3.4 水上起重船起吊

为加强钢引桥的整体稳定性，避免发生变形等不利因素，起吊前考虑在4个吊点的位置设置10根18a槽钢，在吊点的位置将上弦杆、下弦杆、斜杆进行临时电焊固结，待完整完成后进行拆除。而后用800 t起重船将钢引桥吊至运输船转运到吊装位置。

3.5 钢引桥船舶运输

钢引桥位于码头上游50 m处，距离安装部位（3#、4#散货泊位）距离为320 m和470 m。由起重船吊运至运输船并运输至安装现场。钢引桥在驳船上需采用垫木将钢引桥支垫起来，并采用钢丝绳索将钢引桥固定在船舷的系缆墩上，以防驳船在运输过程中受风浪影响，导致钢引桥发生倾覆。

3.6 正式吊装

起吊的速度应均匀缓慢，同时将稳绳固定在各个角度，使起吊中不致摆动。当钢引桥逐渐落到安装位置上时应特别小心，防止损坏预埋板的承力面。此时可以查看支座底板的中心线与搁置面的中心线是否吻合，并在悬吊状态下进行调整。

将钢引桥提升超过搁置面安装位置约30～50 cm，然后将钢构件缓慢降至安装位置进行对位，安装对位应以定位轴线为准。对位合格后，钢引桥两端头用锚链与趸船和转运站固定稳妥，经检查无误后，吊车方可摘去吊钩[3]。

4 基于Topsis法的施工效果评价

施工完成后，采取Topsis法对施工效果进行评价。

4.1 选取评价指标

选择施工进度、施工安全、施工质量三个方面共计十个指标：

施工速度：工程进度与计划进度的比较。

延期率：实际完成时间与预定时间的偏差比率。

成本控制：实际施工成本与预算的比较。

安全事故次数：施工期间发生的安全事故数量。

质量合格率：施工质量达到标准的比例。

资源利用率：施工资源（如材料、设备）的有效利用情况。

环境影响：施工过程对周围环境的影响程度。

工人满意度：施工人员对工作条件的满意程度。

技术创新：施工过程中采用的新技术或方法。

客户满意度：项目业主或相关利益方对施工结果的满意程度[4]。

4.2 构建决策矩陣

构建决策矩阵的过程包括为每个评价指标分配具体的评分。这些评分通常基于专家意见、历史数据或特定评价标准。该工程采取专家评分的方法为各指标进行打分，并另外选取了4个类似的钢引桥吊装施工工程作为比较，决策矩阵见表2。

在这个矩阵中，评分基于10分制，分数越高表示该方面表现越好。例如，在“施工速度”这一指标下，该工程得分最高，表示其在施工速度方面表现最佳。

第一步：标准化处理

第一步是将决策矩阵进行标准化处理。标准化的目的是消除不同指标间由于量纲不同所带来的影响，使得它们可以在同一标准下比较。通常，标准化的方法是将每个指标的分数除以其所在列的平方和的平方根。该次比较的标准化矩阵见表3。

第二步：确定正负理想解

正理想解（最佳值）是每个指标的最高标准化值。

负理想解（最差值）是每个指标的最低标准化值[5]。

第三步：计算距离

计算每个评价对象与正理想解、负理想解的欧氏距离。

第四步：计算相对接近度

计算每个评价对象相对于正理想解的接近度，公式为：接近度=负理想解距离/（正理想解距离+负理想解距离）。

第五步：综合评价

经比较，与最理想解的相对接进度排序为：该项目＞评价对象2＞评价对象1＞评价对象5＞评价对象4。因此，该项目施工效果最佳。

5 结论

在该研究中，针对水运码头建设中的钢引桥吊装施工工艺进行了深入的分析和探讨。通过对荆州港监利容城港区新洲码头工程中钢引桥施工过程的研究，发现采用特定的水陆协同施工方法能显著提高施工效率与安全性。

通过优化起重船的选择和调整施工流程，成功应对了施工现场的水位和空间限制，保证了施工的顺利进行。该文分析了在复杂水文地质条件下进行大型钢结构吊装的可行性与挑战，通过精确的荷载设计和结构分析，有效地保障了施工期间的稳定性和安全性，并采用Topsis法对施工效果进行了评价，经与类似项目进行比较，该项目综合施工效果最佳。这些成果不仅为该工程提供了重要的技术支持，也为未来类似工程的设计与施工提供了宝贵的经验。

由于研究受到特定地理和环境条件的限制，其结论可能并不适用于所有水运码头建设项目。未来的研究应更多地考虑不同环境条件下的施工策略，以及更广泛的安全性和可持续性问题。

参考文献

[1]王云球. 港口水工建筑物（Ⅱ）[M]. 北京：人民交通出版社， 2000.

[2]楊云安， 腾爱国， 蔡佳骏. 海港大跨度拱桁式钢引桥的设计[J]. 水运工程， 2007（2）： 28-31.

[3]王志平. 浮运支架法安装大型钢引桥的施工[J]. 水运工程， 2007（7）： 22-24.

[4]陈德旺. 曹妃甸矿石码头二期工程钢引桥吊装施工技术[J]. 中国港湾建设， 2011（2）： 39-41.

[5]水运工程钢结构设计规范： JTS 152—2012[S]. 北京：人民交通出版社， 2012.