史忠强1 朱 鹏2
1.中国港湾工程有限责任公司，北京 100027；
2.中交二航局城市投资发展有限公司，湖北武汉，430050
摘要：以色列阿什杜德港TRS码头为板桩码头，受临海侧水上施工的影响，难以采用传统支架结构进行上部结构胸墙砼的施工。通过对施工现场和传统支架结构的深入分析和研究，创造性的采用了一种由槽钢、方钢及精扎螺纹钢筋拉杆组成的新型支撑体系，不仅有效的解决了传统支架搭设困难的技术难题，而且提高了施工工效，保证了TRS上部结构混凝土胸墙的顺利实施。
关键词： 现浇胸墙；支撑体系；设计；施工技术
目前码头上部结构胸墙的施工，国内多采用钢管支架施工工艺，而中国港湾承建的以色列Ashdod港位于强涌浪地中海区域，特别是TRS码头胸墙属于外海无掩护施工，时而风浪条件恶劣，季风期有效波高1m左右，最大可达6m以上，且波浪频繁、周期长等特点。导致了TRS上部结构胸墙施工常受外海波浪干扰和外海海床地质条件的影响，传统支架结构难以实施，因此寻找一种既能适应现场临水作业的施工空间，且施工工效高的新型支撑体系，既科学又能克服恶劣施工环境的影响，对本工程的顺利实施显得尤为关键。
1 工程概况
1.1 工程简介
以色列阿什杜德港码头项目位于以色列阿什杜德市地中海海域，TRS下部结构为连续的钢板桩墙体；其上部结构为现浇混凝土桩背和胸墙，全长770米。上部结构的施工均采用悬挑吊架支撑体系+现浇砼的结构型式。典型胸墙结构断面图见图1。
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图1胸墙结构典型断面图
1.2 工程特点
（1）操作空间狭小：地中海海水面距离砼胸墙底部不足0.5米，时而面临涨潮风险。
（2）砼胸墙结构表面不允许有任何腐蚀通道。
（3）胸墙直接镶嵌于钢板桩顶，嵌入深度为0.9米。
（4）胸墙分段：长30米，宽2.3米，高2.9米，即浇注一次混凝土方量约200立方米。
2 施工方案选择
通过对TRS现浇砼胸墙支撑体系的分析与研究，下面对大直径螺旋钢管支架法、满堂支架法、简易三角型骨架支撑法及新型悬挑吊架支撑体系进行比选。
（1）大直径螺旋钢管支架法[1]
大直径螺旋钢管支架法主要由大型钢管桩及上部支撑结构组成，其具有受力清晰，稳定性高，跨越性大等特点，在山区桥梁工程上部结构施工中大量采用，针对本项目外海临水面胸墙施工，此方法显然不适合。
（2）满堂支架法
满堂支架法主要由立杆、横杆、斜撑、剪刀撑等组成，其搭设不需要大型吊装设备，但本胸墙在临海施工，受地基限制及波浪条件影响等因素，并在水中进行支架安装及拆除极为不方便和安全。
（3）简易三角型骨架支撑法
简易三角型骨架支撑法指在下部结构钢板墙体上顶部一定距离位置预留孔洞，采用三角型骨架紧贴板桩墙壁并用高强度螺栓固定，再在三角支架顶部铺设纵向的受力主梁及底模板系统
此方案减少了支架的搭设，节约了投入，提高了效率，但是在钢板桩基上预留孔洞，后期将成为腐蚀通道，并且海水面距离胸墙底部不足0.5米，对于三角型骨架支撑法仍然受施工空间的限制，涉及到水下施工的风险。
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图2 简易三角吊架结构图
（4）新型悬挑吊架支撑体系
新型悬挑吊架支撑体系采用由16cm槽钢为悬挑大梁、10cm方钢立柱及22mm精扎螺纹钢筋拉杆,20mm圆钢拉杆组成的新型吊架支撑结构体系，其受力结构直接作用于钢板桩墙体顶部，吊架系统均为后场制作，现场起吊安装，易安装和拆卸，并能大大提高胸墙施工工效。
（5）结构确定
通过以上比选，结合本项目TRS现浇砼胸墙的施工环境与工程特点，新型吊架结构支撑体系装配性强，结构简单，且不受施工空间的限制，施工相对最为便捷。所以，以色列阿什杜德港TRS分项工程采用此结构型式作为现胸墙的支撑体系。
3 结构设计
3.1 设计思路
通过对传统支架结构的深入分析可知，新型悬挑吊架支撑体系更适合于胸墙的施工环境与工程特点，但其存在支撑结构难以拆除，即方钢支撑立杆和圆钢拉筋在砼浇注后就永久埋在砼中，其顶端外漏部分将成为腐蚀通道的缺陷。进而对其进行深入研究：在浇注砼前，在距离砼胸墙顶面以下20公分，用大直径PVC管包裹方钢和圆钢，形成一个预留孔洞；在胸墙砼浇筑并达到拆除强度后，先拆除底模和顶部横梁，然后割除顶部方钢立杆和圆钢拉筋，再采用高强砂浆填塞预留的孔洞，消除腐蚀通道，美化顶部砼外观。
此支撑体系既不受施工空间的限制，同时也解决了支撑杆件将成为腐蚀通道的技术难题。其主要特点为：整个支撑体系在后场加工制作，现场安装；支撑结构满足现浇砼胸墙整体受力，方便拆卸和重复利用等特点。
3.2 结构型式
此支撑体系主要由16cm双拼槽钢为悬挑大梁、10cm方钢立柱及22mm精扎螺纹钢筋拉杆,20mm圆钢拉杆组成。结构布置见图3、图4。
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（1）10cm方钢立柱：边长10cm，厚度5cm,长218cm， 下底封口后直接立焊在HZ钢板桩之上，与钢板桩贴角焊牢，之后在方钢内部灌满高强度自流平砂浆“Grout-100”，提高立杆整体刚度；方钢顶部直接插入双拼槽钢横梁下方预设的盒子中，并插入钢销子予以固定。
（2）16cm双拼槽钢悬挑主横梁：主横梁为双拼焊接形式，与方钢接触的关键部位侧面加焊四块加劲板，接触的正面焊接10cmx10cm方盒，便于方钢直接插入，并在方盒两侧打孔穿销固定。
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图5 主横梁制作图
（3）22mm精扎螺纹钢筋吊杆：主要在临水侧采用两根高强度的精扎螺纹钢筋提供吊挂物的受力，每根吊杆端部由两个螺母拧紧固定，纵向间距1.787m布置。
（4）20mm圆钢拉杆：设置在陆侧，拉杆上端连接主横梁端部，并拉杆上端加粗锚固；下端与HZ钢板桩翼缘板焊接一起，焊接长度20公分，采用双面焊接。
（5）12cm工字钢底模系统：主要由三条纵向和多条横向的工字钢平面焊接而成，局部焊接加强，详见支撑体系平面布置图7，外侧有5cm槽钢纵向设置而成的人行道及栏杆，确保施工安全。
3.3 设计计算[2] [3]
（1）模型建立
采用Midas计算软件进行该支撑体系的受力分析计算，通过对方钢支撑和底模板单元进行分析；主横梁为梁单元，利用固结模拟螺栓对其的的固定。
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4 施工关键技术
4.1 吊架制作安装
（1）吊架系统加工
吊架系统中10cm方钢立杆、20mm圆钢拉杆、双拼槽16cm横向顶梁、双拼槽12cm横向底梁、竖向22mm的精扎螺纹钢拉杆、4根16mm工字钢底部纵向分配梁、6mm的钢板面层、3根槽5cm 纵向人行道分配梁等均在加工场按照设计图纸进行下料和焊接成型，之后运输至现场。
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图7 吊架底模的制作
（2）吊架系统安装
吊架系统运至现场之后，由50t履带吊配合人工进行安装，事先焊接好10cm方钢立柱，再安装16cm双拼槽钢主横梁，再焊接陆侧20mm圆钢拉杆，穿22mm精扎螺纹钢筋吊杆（带PVC套管），最后将12cm槽钢底膜及人行道螺栓固定。
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图8 现场吊架安装图
4.2 钢筋安装
胸墙钢筋根据设计图纸在钢筋加工场加工成型，后由平板车转运至施工现场，指定位置存放，按照尺寸和规格堆放钢筋，再根据施工要求进行分段安装，依次绑扎成型，并予以固定，设置好7.5cm保护层，梅花间距布置。
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图9 现场钢筋安装图
4.2 胸墙模板安装
胸墙钢模板采用6mm厚面板，水平向由槽钢8cm，间距30cm布置；竖向由槽钢12.6cm，间距100cm布置.模板尺寸为5.0mx1.5m，两侧钢模板由直径16mm拉杆（带PVC套管）连接并固定。
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图10 现场模板安装图
4.3 混凝土浇筑
混凝土由指定拌和站集中供应，罐车运至胸墙施工现场，由泵车入仓浇筑。
5 结语
对传统支架结构的特点与不足进行分析与研究，结合现场实际情况，从而实现了现浇胸墙悬挑吊架新型支撑体系的成功应用，保证了TRS胸墙上部结构的顺利实施，在此笔者有以下几点体会：
（1）整个吊架体系为后场制作现场吊装；悬挑吊架结构简单，受力清晰，且较为轻便，仅通过方钢立杆，精扎螺纹钢筋吊杆，圆钢拉杆等固定，安装与拆卸方便快捷。
（2）整个支撑体系结构简单，其底模和主横梁，精扎螺纹钢筋吊杆等都可以多次周转使用，不仅节约成本，而且能提高施工工效，具有很大的推广价值。
参考文献
[1] 戴勋，山区支架现浇箱梁施工技术的应用研究；
[2] GB50017-2003钢结构设计规范；
[3] JTS 202-2011 水运工程混凝土施工规范。
References:
[1] Cast-in-Situ Concrete Stage A - Rev 01-T in Israel Ashdod Hadarom Port Project
[2] GB50017-2003 Code for design of Steel structure
[3] JTS 202-2011 Specifications for Concrete Construction of Port and Waterway Engineering