码头下横梁竖向倾斜的研究.doc

上海港宝钢全天候成品码头工程
下横梁竖向倾斜问题研究
[摘 要]: 为处理下横梁在施工过程中竖向倾斜问题, 采取增加斜向支撑方法, 组建三角形, 利用三角形含有稳定性特点, 增加下横梁侧模稳定性。经过这种方法有效处理了下横梁竖向倾斜问题。经过这一方法, 我们应该了解到: 在模板安装过程中应合理科学利用三角形含有稳定性这一特点, 确保模板稳定性。
[关键词]: 模板、 竖向倾斜、 三角形、 稳定性。
1.序言
上海港宝钢全天候成品码头按结构分类分类属于高桩码头, 其上部主体结构施工工艺为: 现浇下横梁→预制纵梁安装→现浇上横梁→预制面板安装→现浇面层。在下横梁施工中, 根据传统施工方法, 不太引人注意下横梁竖向倾斜往往不能满足规范要求, 针对这一问题, 我们进行了研究。最终确定处理方案: 增加斜向支撑, 利用三角形含有稳定性这一特点, 有效处理了这一问题。
2.上海港宝钢全天候成品码头工程概况

2.1工程位置
本工程位于上海市宝山区北部长江口宝山水道南岸, 处于宝山作业区、 宝钢综合码头和大件码头上游侧, 宝钢本部滩涂圈围地块东侧前沿。工程点距吴淞口约6km, 距上海市中心约25km, 工程位置详见图2-1。

图2-1: 上海港宝钢全天候成品码头工程平面图
2.2工程内容
本工程新建全天候成品码头1 座, 其中江侧外档码头结构按50000 吨级满载设计, 码头长度420m, 可同时靠泊50000 吨级和5000 吨级船舶各1 艘, 内档引桥下游建设5000 吨级全天候泊位一个, 码头总长度282.5m, 包含上游132.5m全天候工作平台和下游150m靠泊段; 本工程两座码头呈前后交错部署, 占用岸线长度570 米; 引桥一座, 长293.5m, 宽15m。新建码头年设计经过能力282.6万吨, 预留可发展能力56.6 万吨; 对应建设配套生产辅助设施。
2.3横梁关键工程量
引桥结构共有横梁40根, 下横梁断面尺寸为1.6m×1.5m, 长度为15m和20.5m; 全天候结构共有横梁37根, 其中全天候码头有横梁15根, 下横梁断面尺寸为2m×1.4m, 长为42m, 靠泊段有横梁22根, 下横梁断面尺寸为2m（2.2m）×2.9m, 长为9m; 成品码头结构共有横梁50根, 下横梁断面尺寸为2m×1.4m, 长为35m和40.8m。全天候码头横梁结构如图2-2。

图2-2: 全天候码头横梁结构示意图
3.施工工艺和技术改善
3.1下横梁侧模传统安装工艺
本文以全天候码头工程现浇下横梁通常断面进行叙述。
全天候码头工程现浇下横梁侧模采取定型木框胶合模板, 四只角处加工角模, 以使现浇下横梁混凝土表面光滑, 棱角平直。侧模沿长度方向采取墙包底形式, 端部采取底包墙形式并钉好止浆三角条。侧模横夹条采取木方10cm×5cm@30cm, 竖夹条采取木方10cm×5cm@60cm, 施工螺栓采取上下2道M16对拉螺栓, 2道螺栓上下间距为1.0m, 如图3-1所表示。

图3-1: 全天候码头下横梁侧模示意图
将这种施工工艺做成理想三维效果图, 愈加直观, 如图3-2。经过这幅图不难看出, 固定侧模装置关键有: 左右两个竖向木方夹条和上下两个对拉螺栓, 下部有底模支撑。从理论上讲, 侧模在上下左右都有了限位, 能够说是已经固定了。不过,左右两个竖向木方夹条和上下两个对拉螺栓刚好形成了一个矩形或者说是平行四边形, 而平行四边形含有不稳定性。这种不稳定性很轻易造成下横梁出现竖向倾斜, 即图3-3(a)、 (b)所表示倾斜。

图3-2 下横梁结构三维效果示意图
（a） （b）
图3-3 横梁竖向倾斜示意图
3.2改善方法及其可行性
为处理这一问题, 我们在侧模上增加一个斜向支撑, 利用三角形稳定性, 有效避免了平行四边形不稳定性, 如图3-4所表示。在绿色椭圆形框出部位形成了一个直角三角形, 形成了这个三角形, 就避免了侧模竖向倾斜。为了确保其稳定性又尽可能降低工程量, 可只在一侧侧模上增加斜向支撑, 而且能够间隔一个木方放一个斜向支撑。
斜向支撑可采取直径10cm钢链管, 将一短焊在横梁上部对拉螺栓垫片上, 另一端焊在另一道横梁下部对拉螺栓垫片上。因为斜向支撑受力不是很大, 只需电焊就可满足强度要求。所以施工难度和工程量都很小。增加了斜向支撑还有利于调整横梁线性, 可谓一举两得。

图3-4 横梁增加斜向支撑示意图
4.三角形稳定性合理利用
在土木工程施工过程中, 因为很多构件正处于建设过程中, 结构稳定性要靠现场施工人员正确控制。这就要求我们施工人员要有过硬专业素质和灵活利用能力。现场施工过程中应该使用尽可能简单易行方法处理存在问题。
“三角形含有稳定性”这是我们上小课时候就学过道理。这个道理即使简单, 在施工中能够灵活合理利用往往能发挥着独道作用。“平行四边形含有不稳定性”这也是我们小课时候就学过道理, 但有时候因为结构复杂性, 结构中往往存在着部分变相平行四边形, 就如我们说左右两个竖向木方夹条和上下两个对拉螺栓, 它们就形成了一个变相平行四边形, 作为土木工程施工人员, 我们应该立刻发觉这些问题, 并找出合理可行方法去处理它。
5.有待研究和制订对策遗留问题
从图3-4中, 不难看出, 为确保一道梁稳定性, 需要另一道梁配合。在施工过程中, 因为受结构或者天气影响, 无法对两道或者两道以上梁同时施工。这就造成了斜向支撑下部支点不好确定, 甚至有时候找不到合理支点。针对这一问题还有待于深入研究和改善。
6.结语
上海港宝钢全天候码头工程采取精细化管理, 切实实施了“首件制”施工管理措施。在下横梁首件施工完成后, 我们便采取了这种增加斜向支撑改善方法, 有效处理了下横梁竖向倾斜问题, 而且一定程度处理了横梁线性问题。总而言之, 这一改善使用取得了良好效益。