文/上海海事局航標(biāo)處 楊青

0 前言

圖1-1 碼頭平面布置圖

建于上世紀(jì) 70年代的朱家浜碼頭位于上海浦東新區(qū)黃浦江下游，距黃浦江入長江口 12.4km，水工建筑物包括碼頭平臺(tái)和引橋（平面布置圖 1）。碼頭結(jié)構(gòu)型式為離岸式高樁梁板結(jié)構(gòu)，碼頭平面長 100m，寬 9m，橫向橫梁間距為 7m，樁基為 500×500mm預(yù)應(yīng)力空心方樁，每排設(shè)一根直樁和一對斜樁，上部結(jié)構(gòu)由橫梁、預(yù)制空心板、現(xiàn)澆層、磨耗層和靠船構(gòu)件組成。引橋?yàn)殇摻罨炷翗痘喊褰Y(jié)構(gòu)，長 19m，寬 4.5m，橫向橫梁間距為 7m，樁基為 450×450mm預(yù)應(yīng)力空心方樁，每排設(shè)兩根直樁（碼頭立面圖見2、斷面圖見圖3）。

圖1-2 碼頭立面布置圖

1 改造必要性

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《港口工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50158-2010）可知，永久性港口建筑物設(shè)計(jì)使用年限為50年；本碼頭竣工至今已有40多年，使用年限已接近國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的年限。因此如繼續(xù)使用，應(yīng)及時(shí)根據(jù)后續(xù)實(shí)際使用的條件，對碼頭重新進(jìn)行可靠性評定。

查閱該碼頭上世紀(jì) 70年代的設(shè)計(jì)資料，對比目前的營運(yùn)環(huán)境，發(fā)現(xiàn)當(dāng)初設(shè)計(jì)依據(jù)中的幾類標(biāo)準(zhǔn)如今均出現(xiàn)了不同程度的變化：如水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、交通運(yùn)輸機(jī)械荷載標(biāo)準(zhǔn)、浮標(biāo)重量以及?？康暮綐?biāo)船舶荷載等方面較之前皆有了一定的不同。因此更有必要對其重新進(jìn)行安全可靠性評定。

另外，該碼頭在最初設(shè)計(jì)時(shí)，一些細(xì)節(jié)的把握不是很周全和人性化：如在碼頭前沿設(shè)置固定護(hù)舷時(shí)，僅僅考慮了主要起防護(hù)作用的橫向護(hù)舷，而將主要起受力作用的豎向護(hù)舷設(shè)置成浮動(dòng)式，造成了航標(biāo)船只實(shí)際靠泊、起吊作業(yè)的不便；其次碼頭前沿面上一些電纜接頭的設(shè)計(jì)與目前作業(yè)需求配合不夠合理等等。

圖1-3 碼頭斷面布置圖

2 檢測與評估結(jié)論

基于以上三點(diǎn)考慮，2010年5月，建設(shè)單位特委托南京水利科學(xué)研究院對朱家浜碼頭工程進(jìn)行了檢測與結(jié)構(gòu)安全評估。

在檢測方面，通過對碼頭外觀調(diào)查、混凝土強(qiáng)度檢測、混凝土碳化深度測量、混凝土砂漿氯離子含量檢測以及基樁完整性檢測后，結(jié)果表明，碼頭雖經(jīng)過幾十年的使用，但上部混凝土強(qiáng)度達(dá)到原設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，碳化深度小于混凝土保護(hù)層厚度，砂漿氯離子含量低于工作環(huán)境要求的限值，即碼頭現(xiàn)有結(jié)構(gòu)性狀仍然保持完好；抽檢的基樁水面以下樁身結(jié)構(gòu)完整，均為 I類樁；鋼筋無明顯銹蝕痕跡。只是碼頭部分混凝土存在外觀缺陷和局部結(jié)構(gòu)裂縫。

在結(jié)構(gòu)安全評估方面，以碼頭實(shí)際和預(yù)期使用荷載為基準(zhǔn)，根據(jù)最新的水工設(shè)計(jì)規(guī)范，分別對碼頭預(yù)制空心板、橫梁、基樁、靠船構(gòu)件與引橋預(yù)制空心板、橫梁、基樁承載能力進(jìn)行了復(fù)合計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明：在最不利荷載組合下，主要受力構(gòu)件如面板、橫梁和靠船構(gòu)件的抗彎承載能力均不同程度的小于現(xiàn)有水工規(guī)范要求。如在合力8t、10t型叉車的工況下，引橋面板抗彎承載能力不足；由于碼頭面板抗彎承載能力亦不足，導(dǎo)致 16t汽吊、合力 8t與 10t型叉車滿載均不得與燈浮標(biāo)橫向并排工作等等，一定程度上降低了工作效率。

所以為確保該碼頭在滿足當(dāng)前以及今后預(yù)期荷載的使用要求下，繼續(xù)安全營運(yùn)，確實(shí)有必要對其進(jìn)行一定程度的加固改造。

3 加固改造工程的幾點(diǎn)探討

根據(jù)南科院做的檢測與安全評估分析報(bào)告，結(jié)合建設(shè)單位實(shí)際情況，對現(xiàn)有碼頭的加固改造有修補(bǔ)性和改建性兩個(gè)方案的選擇。

3.1 修補(bǔ)性加固方案

即在日常維護(hù)的基礎(chǔ)上，針對外觀和使用功能的缺陷，拆除碼頭原有不符合較大承載要求的陳舊的上部結(jié)構(gòu)，利用原有樁基，或者適當(dāng)補(bǔ)樁加固，并新澆筑上部混凝土結(jié)構(gòu)。采用現(xiàn)澆橫梁、預(yù)制縱梁和面板，通過現(xiàn)澆面層形成整體。增設(shè)固定的豎向護(hù)弦設(shè)施，碼頭面上一些電纜插口等設(shè)施借此重新布置，一些混凝土構(gòu)件裂縫與露筋，混凝土結(jié)構(gòu)脫落與膨脹等一并均得以消除。

這種改造方式最大的優(yōu)點(diǎn)就是即經(jīng)濟(jì)又充分的利用現(xiàn)有樁基的結(jié)構(gòu)來改善碼頭現(xiàn)況，恢復(fù)碼頭承載力，但設(shè)計(jì)、施工起來較為復(fù)雜、施工空間受到制約。如：若經(jīng)過計(jì)算后排需要補(bǔ)樁，則工作面狹窄，無法進(jìn)行機(jī)械化施工，只能考慮灌注樁，加大施工工期。另外，這種修補(bǔ)性碼頭加固方案不會(huì)改變該工程的設(shè)計(jì)使用年限，今后的實(shí)際使用年限完全依賴于定期的檢測與評估結(jié)果。

3.2 拆建性加固方案

此方案意味著完全拆除老碼頭結(jié)構(gòu)，在原址上新建碼頭泊位，碼頭前沿線長度和位置基本保持不變，主體結(jié)構(gòu)包括碼頭平臺(tái)和連岸引橋，碼頭設(shè)計(jì)年限為 50年。此方案的最大優(yōu)點(diǎn)使用起來是更安全、更可靠、更長久、更省心。但涉及到拆除舊有的結(jié)構(gòu)，工作量較大，一次性投入較大，工期較長。

4 小結(jié)

舊有碼頭的加固改造工作涉及面比較廣，考慮因素比較多，工作過程中需本著對原有結(jié)構(gòu)深入分析，具體情況具體分析的原則，解決好政策上的技術(shù)要求；評價(jià)好老結(jié)構(gòu)的使用情況；挖掘出原結(jié)構(gòu)的潛力，選擇好合理的加固方案；實(shí)現(xiàn)好新老結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用以及改造中與航標(biāo)生產(chǎn)作業(yè)的兼顧等問題，本文針對實(shí)際工作遇到的朱家浜老碼頭改造加固工程實(shí)例，提出一些初步的思考探討，供有關(guān)方參考。

［1］南京水利科學(xué)研究院.上海海事局上海航標(biāo)處朱家浜碼頭工程檢測與安全評估分析 2010.05