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基于水运工程重力式码头设计施工的研究谢伟

发表时间：2020/1/7 来源：《建筑学研究前沿》2019年20期作者：谢伟

[导读] 由于我国河流众多，海域广阔，水路运输自古至今一直我国重要的交通运输方式之一。

云南水运规划设计研究院 650000
        摘要：由于我国河流众多，海域广阔，水路运输自古至今一直我国重要的交通运输方式之一。在经济高速发展的今天，水路运输依然在发挥着不可代替的重要作用。在水路运输网络中，港口码头是其中关键的一环。是水陆物质交换的重要平台。因此，港口码头建设得到了人们的重点关注。其中，重力式码头在我国的港口码头建设中被广泛应用，并水路运输过程中发挥出良好的功能和效用。为了满足水路运输工程逐渐增多的使用要求，重力式码头的建设水平需要进一步提升。为此，本文针对重力式码头的设计施工进行了详细的研究。
        关键词：重力式码头；水路运输工程；设计施工；研究；


引言：
        由于我国的水路运输非常兴盛，使得我国在码头建设方面积累了很多的经验。目前我国主要应用的有三种码头，分为板桩式码头、高桩式码头以及重力式码头。其中，重力式码头因为其独特的建筑结构，使得此类码头具有良好的建筑稳定性，从而使重力式码头具有可靠性高、适应性好等优点。正是由于重力式码头的种种优点，使得这种码头的应用范围最为广阔，并为我国的水运贸易做出了巨大的贡献。我们要细致地研究重力式码头，就要从其设计到施工等多个环节入手。
        一、重力式码头的设计特点
        重力式码头的结构较为复杂，是由多个部分而构成的，其中较为主要的有基础结构、墙身结构、棱体结构、倒滤层结构、回填料、面层结构以及码头上的附属设施。通常情况下，重力式码头是采用混凝土浇筑工艺建造而成的。因此，重力式码头具有良好的耐久性，不易出现损坏情况，从而减少了对码头的维护投入。同时，重力式码头在自身重力的作用下，还具有良好的稳定性。此外，重力式码头也具有一定的缺点，，就是在施工过程中对砂石的消耗量较大，并且因码头墙身设计而导致墙前有较大的波浪反射。
        二、重力式码头的设计条件
        第一，重力式码头的设计要做好地基选址工作，为了承载重力式码头的重力，通常会选择以岩石、砂石、密质粘土作为码头的地基。第二，设计重力式码头要考查当地的水文条件和地质条件。具体需要考查的有当地涨潮时的水位情况，波浪情况，风力情况，是否存在结冰，当地的地形，地质构造，以及是否有地震的可能。第三，要对码头建成后的使用情况进行预测。码头建成后的主要作用就是停靠船舶，所以要考虑允许停靠的船舶的规格和物资装卸的具体要求。此外，码头基础设施功能，如供电系统，供水系统以及环保消防系统也要考虑周全。第四，要考虑重力式码头施工的一些条件。这其中包括码头施工所用各种材料的来源和耗费，以及各个码头施工环节所使用的工期。
        只有充分做好重力式码头施工的实地调查，并全面的考虑到重力式码头各种施工设计条件，才能保证重力式码头施工设计的科学性和合理性，并为码头施工质量提供一份保障。
        三、重力式码头的分类及其特点
        我国常见的重力式码头主要分为四种。一种是方块式码头。这种形式的码头施工建设较为简单，对钢材的使用量较少，但是却能保证码头建成后具有非常牢固的建筑结构和较长的持久性。因而这类码头的维护工作量较少。但是方块式码头非常依赖砂石料的使用，并且需要大量的水下安装作业。第二种是沉箱式码头。这种码头水上部分的作业量较少，所以整体的施工速度较快，并具有较好的整体性能和较少的施工耗费。但是，沉箱式码头需要使用大量的钢材，由于钢材锈蚀原因而导致此类码头不具备较好的耐用性。第三种是扶壁式码头。施工材料消耗少，工程施工速度快是扶壁式码头的主要特点。这是因为扶壁式码头没有预制场和水下设施。因此，其缺点就是抵抗波浪的性能较差，整体性能也比其他重力式码头差。

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第四种是圆筒式码头，其主要特点就是整体结构较为简单，钢材、混凝土等材料用量少，并具有良好的受力情况。但是其耐久性同样是较差的，且需要其他大型的船机设备才能投入使用。
        四、重力式码头基本结构的施工
        重力式码头虽然分为多种不同的建筑模式，但是基本结构还是大体相同的。因此，重力式码头的基本结构的施工也是大同小异的。
        1、挖掘基槽前的准备工作
        重力式码头基槽是码头最基本的结构。基槽的挖掘需要做好一定的准备的工作。首先，在基槽的边缘准备好泵站，此举是为了抽取基槽内的水，以确保水位低于基槽底部。然后再进行围堰的修建，并打好钢板桩。
        2、挖掘基槽
        挖掘基槽，首先要在基槽内使用石渣等材料铺设通道。然后使用挖掘机等机械设备进行挖掘施工，并注意基槽挖局的深度和位置。
        3、基床处理
        在基槽挖好后，要将石料运入基槽，对基床进行抛石处理，并平整基床。
        4、夯实基床
        在基床抛石处理结束后，要进行夯实施工，基床的夯实过程中要注意基床表面的平整。
        五、重力式码头施工中的质量控制
        重力式码头施工质量的控制除了完善工程质量监管制度，引入专业质量控制人才外，更为主要的便是从事实际的施工环节中入手，通过一些技术手段保证重力式码头的施工质量。
        1、控制重力式码头基槽回淤
        在重力式码头施工中，撤去围堰后会有一些沉积物随水流进入基槽，因此要使用专业的挖泥船对基槽进行清淤作业，及时将基槽底部的沉积物清理干净，确保后续的基槽施工不会受到沉积物的影响。清淤作业时，要根据基槽的宽度、深度来选择使用合适的清淤船，并严格地遵守相关的清淤操作规范，采取科学的清淤作业方式。同时，清淤船在清淤过程中，要注意不破坏基床的平整性。
        2、控制码头轨道位移和沉降
        在重力式码头施工中，轨道位移和沉降是一种常见问题。要想控制好这些问题的发生，就要根据问题情况对轨道位移与沉降的原因进行深入的分析和调查。由于轨道位移与沉降问题无法避免，所以，解决这一问题的最好措施就是提前预防，以控制轨道位移和沉降的发生几率。对此，相关施工人员要时常对基槽内的沉积物进行检测，随时掌握沉积物的厚度与其含水量，从而判断可能发生的轨道位移和沉降，从而为码头留出一部分预留量，以减少轨道位移和沉降带来的影响。
        3、控制棱体抛填质量
        重力式码头施工的关键在与设计人员与施工人员的良好沟通与配合。只有这样，施工人员才能掌握工程的设计要求与具体的施工工艺，设计人员也可以根据施工人员的实际施工反馈对工程设计进行一些调整。在重力式码头施工中，比较典型的例子便是抛填棱体施工。施工人员可以及时地向设计人员反馈码头施工的现状以及棱体材料的实际情况，而工程设计人员耶则可以根据施工人员传递的信息，对抛棱施工的顶程高度进行适当的调高。此举可以有效提高棱体抛填施工的效率，加快码头的施工工期，并对码头起到了良好的减压效果。
        结束语
        为了让重力式码头在水运工程中能够做出更多的贡献，我国在重力式码头方面的研究从未间断过。各种新式施工技术的出现，对提升重力式码头的建设效果有着很大的帮助。但是，在重力式码头的设计施工阶段，各种实际问题频发，从而影响了重力式码头的正常施工。为有效解决重力式码头的设计与施工问题，我们需要根据以往的施工经验对重力式码头的设计和施工开展深入的调查与研究，从而提出更加合理的重力式码头设计与施工方案，提升我国重力式码头的建设水平，进而增强我国港口码头的运输能力。
        参考文献
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