帶式輸送機(jī)鋼棧橋支墩不均勻沉降的糾偏工藝研究

Summary：帶式輸送機(jī)鋼棧橋廣泛應(yīng)用于散貨帶式輸送機(jī)專業(yè)化碼頭的裝卸設(shè)備上，在長期使用過程中，由于鋼棧橋支架土建基礎(chǔ)不均勻沉降因素，會(huì)使支架產(chǎn)生不同程度的傾斜，砼結(jié)構(gòu)支架還會(huì)產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)棧橋產(chǎn)生旁彎變形，對(duì)碼頭的生產(chǎn)運(yùn)行造成極大的安全隱患。某皮帶機(jī)棧橋在經(jīng)過一段時(shí)間的生產(chǎn)運(yùn)行后，鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了較大的變形，采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)的支架出現(xiàn)了明顯的裂縫，存在較大的隱患，必須逐步對(duì)棧橋進(jìn)行糾偏并對(duì)砼結(jié)構(gòu)支架加固處理或更換鋼結(jié)構(gòu)支架。本文以此項(xiàng)目為背景，詳細(xì)介紹了棧橋糾偏工藝方案和鋼結(jié)構(gòu)支架的替換方案，對(duì)以后類此工程的處理具有一定的借鑒意義。

Keys：帶式輸送機(jī)

鋼棧橋

鋼筋砼支腿不均勻沉降

糾偏

工藝0項(xiàng)目背景

本項(xiàng)目位于連云港港主港區(qū)旗臺(tái)作業(yè)區(qū)連云港新蘇港碼頭有限公司（簡稱“公司”）。連云港港是橫貫中國東的鐵路大動(dòng)脈——隴海、蘭新鐵路的東部終點(diǎn)港，被譽(yù)為新亞歐大陸橋東橋頭堡和新絲綢之路東端起點(diǎn)，是中國中西部地區(qū)最便捷、最經(jīng)濟(jì)的出?？?、“一帶一路”國家規(guī)劃重要海上出口港。公司帶式輸送機(jī)系統(tǒng)規(guī)格為B＝1800mm和1400mm,v=3.15m/s,54條皮帶機(jī)（長度約20KM），24個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站、三個(gè)變電所、14個(gè)皮帶機(jī)鋼棧橋，初始設(shè)計(jì)主要考慮輸送鐵礦石，額定輸送能力Q=6000t/h，設(shè)計(jì)年度吞吐量4200萬噸，2009年投入使用，具備卸船、裝船、裝火車、混礦四種裝卸工藝。棧橋長度為91米，寬度為8.4米，高3米，開敞式鋼結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，分為3跨，每跨長度為27米，高、中、低跨之間為5米過渡段。每分段高點(diǎn)為活動(dòng)鉸座，低點(diǎn)為M30螺栓。高、低支架均為鋼筋砼結(jié)構(gòu)（見圖）?；A(chǔ)是吹填海水淤泥后進(jìn)行真空預(yù)壓處理，從投入使用到目前運(yùn)行近10年，鋼結(jié)構(gòu)棧橋鋼筋砼結(jié)構(gòu)的水泥支墩出現(xiàn)不均勻的沉降，使其受力不均勻出現(xiàn)鋼筋砼結(jié)構(gòu)的支墩開裂

情況如圖，公司對(duì)棧橋支墩進(jìn)行連續(xù)的進(jìn)行監(jiān)測，混凝土立柱的截面尺寸進(jìn)行了加密測量，數(shù)據(jù)如下（單位：mm）：日期南立面寬度西立面寬度頂面寬度1日10177136972日10187146973日10197147004日10227157035日1023715704觀測期間每天裂縫的擴(kuò)大速度為1mm棧橋低支架沉降位移觀測情況如下：構(gòu)筑物角點(diǎn)

編號(hào)12-3-118-3-1718-6-1518-9-1318-12-14初始值(mm)累積沉降(mm)本次沉降(mm)累積沉降(mm)本次沉降(mm)累積沉降(mm)本次沉降(mm)累積沉降(mm)本次沉降(mm)棧橋41-104244424624931-204224424624821-304985566276861-40518565626675構(gòu)筑物角點(diǎn)

編號(hào)12-3-118-3-1718-6-1518-9-1318-12-14初始值(mm)累積沉降(mm)本次沉降(mm)累積沉降(mm)本次沉降(mm)累積沉降(mm)本次沉降(mm)累積沉降(mm)本次沉降(mm)棧橋51-104134434734921-204334634935341-304675155656261-405085446066661

糾偏方案的確認(rèn)由于地基沉降原因，該棧橋高側(cè)支架出現(xiàn)明顯裂縫(見圖)，且構(gòu)件的傾斜度不能滿足相關(guān)國家規(guī)范的要求，若直接對(duì)原有支架進(jìn)行擴(kuò)柱加固，整個(gè)構(gòu)架處于受力狀態(tài)，植筋、清除裂縫等工作都會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，加固過程存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。按照設(shè)計(jì)要求，在結(jié)構(gòu)使用過程中，如果發(fā)現(xiàn)構(gòu)件破損情況，最好對(duì)構(gòu)件進(jìn)行整體置換，即將原有支架拆除，考慮到地基仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，新支架全部采用鋼結(jié)構(gòu)，便于后期調(diào)整。在充分保證施工安全性的前提下，還有綜合考慮此次調(diào)整對(duì)生產(chǎn)的影響最?。ㄊ┕じ鼡Q作業(yè)時(shí)間），形成的糾偏加固基本方案簡介如下：1）、整體更換的方法包括僅更換上部結(jié)構(gòu)、更換上部結(jié)構(gòu)＋基礎(chǔ)兩種方案。2）、當(dāng)對(duì)支架基礎(chǔ)檢查后，如果基礎(chǔ)部分完好無損，可以考慮僅進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的更換；如果發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)部分有損壞，則必須先對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固或直接更換新的基礎(chǔ)部分后，再進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的更換。3）、施工實(shí)施方案：①先在原基礎(chǔ)梁的相應(yīng)位置做好新支架短柱（通過種植鋼筋的方法），并預(yù)埋鋼柱腳預(yù)埋板。②按照設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)上部鋼支架進(jìn)行提前制造加工完畢。③待鋼結(jié)構(gòu)加工完成后，運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行安裝。④先在原開裂支架兩側(cè)，建造磚墩或鋼支墩，作為臨時(shí)擱置點(diǎn)，通過千斤頂或用其他方法將相鄰的2段桁架頂起脫開原開裂支架，擱置在磚墩或鋼支墩上。⑤截?cái)嘣_裂支架柱和支架梁，不要影響基礎(chǔ)部分，再進(jìn)行新支架安裝。⑥待新支架安裝完成后，再將臨時(shí)擱置點(diǎn)處的支座拆除，將相鄰桁架的支座擱置在新的更新鋼結(jié)構(gòu)支架上。4）、采用更換鋼結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)上部支架結(jié)構(gòu)可以在廠里加工完成，與基礎(chǔ)的連接可以采用種植預(yù)埋螺栓等方法，施工時(shí)對(duì)運(yùn)營停頓的時(shí)間影響較小。2施工前的準(zhǔn)備工作2.1主要施工步驟：測量、準(zhǔn)備工作、鋼結(jié)構(gòu)支架的制作、臨時(shí)鋼支撐制作、吊耳、鋼墊墩制作、棧橋頂升部位加固、相關(guān)附屬設(shè)施拆除、頂升和糾偏移位、鋼支架安裝、鋼棧橋就位、復(fù)測相關(guān)附屬設(shè)施安裝。2.2現(xiàn)場測量根據(jù)原安裝設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場鋼棧橋及砼支墩傾斜角度，使用DJ2經(jīng)緯儀、DS3水平儀、重錘、鋼尺測量每座鋼棧橋支墩沉降量、位移量及傾斜度，并制表報(bào)相關(guān)部門復(fù)檢。2.3鋼棧橋頂升部位加固

由于頂升部位原鋼棧橋無法承受480KN的頂升力（設(shè)計(jì)院提供的支點(diǎn)頂升力），在下弦梁頂升受力部位的工字鋼正反面各增設(shè)-20mm×200mm×200mm筋板四道，以保證頂升點(diǎn)不發(fā)生變形。為防止鋼棧橋在焊接筋板時(shí)發(fā)生熱變形，筋板加工內(nèi)側(cè)倒圓角，施焊時(shí)釋放熱應(yīng)力,并采用間隙焊接。2.4吊耳焊制鋼棧橋高、中跨以及連接的過渡段采用整體抬吊方式，在過渡段兩側(cè)立桿與下弦梁結(jié)合處設(shè)四只50噸汽車吊吊點(diǎn)，采用-25mm鋼板加肋筋板與過度段下弦梁立桿處焊接牢固。見圖。吊耳焊接照片2.5臨時(shí)鋼支墩和承載基礎(chǔ)在高支架兩側(cè)約3米處，即小立桿與下弦梁交點(diǎn)正下方，設(shè)四個(gè)臨時(shí)鋼支墩，用于原高支架拆除時(shí)，擱置鋼棧橋。①

臨時(shí)鋼墊墩選材制作選用φ500×16無縫鋼管（200kg/m），兩端各焊制一塊-30×650×650封口板，并各焊制六塊-20×150×150三角筋板，臨時(shí)鋼墊墩根據(jù)現(xiàn)場砼墩臺(tái)高度制作（暫定1500mm），根據(jù)現(xiàn)場測量的高度再確定數(shù)量。②鋼棧橋頂升部位加固：鋼棧橋下弦梁頂受力部位，工字鋼正反面增設(shè)-20×200×200加埋筋板各四道。鋼棧橋下弦梁底部與鋼墊墩接觸面增設(shè)斜塞鐵與之焊牢。注：為防止鋼棧橋加筋板焊接時(shí)發(fā)生熱變形，筋板加工內(nèi)側(cè)倒圓角，施焊時(shí)以釋放熱應(yīng)力，并采用間歇焊接。③鋼支墩的底板尺寸為1200mm×1200mm,厚度為500mm，底面用雙向Φ25mm的鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)，C30砼澆筑；頂面預(yù)埋30mm×1000mm×1000mm鋼板。該鋼支墩經(jīng)過受壓、受彎（棧橋風(fēng)載荷）計(jì)算，滿足臨時(shí)頂升的使用要求。見圖。圖4臨時(shí)磚柱示意圖3、施工安全措施：3.1對(duì)所有進(jìn)場的施工人員在進(jìn)場施工前，必須經(jīng)過必要的三級(jí)安全教育，駕駛、指揮人員及特種設(shè)備操作人員必須持證上崗，必須按規(guī)程要求進(jìn)行操作，駕駛員應(yīng)作好例行保護(hù)和記錄。3.2由于現(xiàn)在鋼棧橋已發(fā)生扭曲變形，部分連接螺栓受剪受壓產(chǎn)生變形應(yīng)力，在拆除前應(yīng)逐步釋放應(yīng)力，拆除人員站在合適的位置，防止拆除螺栓時(shí)發(fā)生螺栓飛濺傷害事故。在施工區(qū)域設(shè)備安全警示標(biāo)志，拉好隔離三角旗，非相關(guān)工作人員嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場，并設(shè)置安全通道。3.3進(jìn)場的機(jī)械設(shè)備必須檢查其設(shè)備檢驗(yàn)合格證和安全使用證書，同時(shí)對(duì)機(jī)械、工具進(jìn)行檢查，確保使用安全。3.4在拆裝前對(duì)施工人員進(jìn)行專項(xiàng)的安全技術(shù)交底，明確施工范圍、危險(xiǎn)源及相關(guān)的防范專項(xiàng)措施。3.5現(xiàn)場的施工臨時(shí)用電安裝、維修或拆除工作，必須由專業(yè)電工完成，杜絕違章作業(yè)，嚴(yán)禁非電工及無證人員進(jìn)行用電設(shè)施的安裝、維修或拆除，配電箱等使用要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，做到一機(jī)一閘一漏電保護(hù)開關(guān)。3.6每天施工前召開班前會(huì)，告知所有參與施工人員當(dāng)日施工內(nèi)容和安全重點(diǎn)，配備相應(yīng)的防護(hù)用品。由于該項(xiàng)目施工時(shí)，多種機(jī)械設(shè)備同時(shí)作業(yè)，須由起重總指揮統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮。3.7動(dòng)火作業(yè)前，需開動(dòng)火證，相關(guān)作業(yè)人員必須持證作業(yè)。作業(yè)區(qū)域內(nèi)易燃易爆物品必須提前清理干凈，配備好滅火器材（滅火器、防火桶、石棉布等），并派專人進(jìn)行看護(hù)。4、應(yīng)急措施方案4.1臨時(shí)支承的胎架出現(xiàn)沉降現(xiàn)象的應(yīng)急處理措施四個(gè)胎架支承點(diǎn)下方是1200mm×1200mm截面的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，其承載能力不少于100噸，如在施工期間新的棧橋鋼結(jié)構(gòu)沒有架設(shè)完之前，出現(xiàn)少量沉降現(xiàn)象，我們將采取下列應(yīng)急處理措施：4.1.1、在最開始架設(shè)好支承胎架時(shí)，做好檢查沉降的標(biāo)尺。4.1.2、每天開工之前一次沉降檢查，并做好記錄；然后每半天檢查并記錄一次。4.2如在施工期間出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣時(shí)的應(yīng)急處理措施4.2.1整個(gè)施工工期為8天，在施工前和施工期間每天由施工隊(duì)長密切關(guān)注并記錄當(dāng)?shù)氐奶鞖鈿庀笄闆r；4.2.2在架設(shè)胎架時(shí)，將棧橋上部應(yīng)臨時(shí)脫開的接頭用手拉葫蘆或輔助材料固定聯(lián)接，使整座棧橋成為一介整體，棧橋下部珮支承胎架加固連接；4.2.3一旦臺(tái)風(fēng)接近，提前做好設(shè)備防護(hù)和固定工作，切斷電源，并通知甲方，現(xiàn)場檢查后停止施工。4.2.4臺(tái)風(fēng)過后，配合甲方檢查現(xiàn)場設(shè)備和設(shè)施的完好狀態(tài)。5施工5.1施工前準(zhǔn)備：擬使用φ48鋼聯(lián)管搭建施工用腳手架，腳手架在土建砼墩臺(tái)周圍，以確保施工人員作業(yè)面。相關(guān)附屬設(shè)施拆除：①、關(guān)閉所有相關(guān)電源，拆除過渡段處電纜橋架、皮帶機(jī)兩側(cè)橋架。拆除路徑所有電纜終端頭，將電纜線拉出垂放在鋼上固定好。②、將皮帶機(jī)重錘箱內(nèi)配重塊搬出堆放在附近空?qǐng)龅?。?只5t手拉葫蘆將空配重箱提升到最高處固定，以使橡膠皮帶松弛。將重錘滑桿拆除，過渡段皮帶機(jī)中間架、橫架上托架拆除。③、滑動(dòng)支座用氧乙炔割炬割除原焊接點(diǎn)，務(wù)必清根（以防提升時(shí)有粘連點(diǎn)受力彈動(dòng)，發(fā)生事故）原鋼棧橋固定端割除螺栓，用-30mm鋼板，制安擋塊與原砼墩臺(tái)預(yù)埋鋼板焊牢，以防提升時(shí)向下滑動(dòng)。④、拆除過渡段與高端鋼棧橋相連接螺栓（現(xiàn)鋼棧橋變形）故在鋼棧橋應(yīng)力相反方向設(shè)置2處錨位，架設(shè)2根φ14鋼索纜風(fēng)繩，配置兩只10t手拉葫蘆調(diào)節(jié)鋼索松緊（以防應(yīng)力突然釋放回彈造成事故）。⑤鋼棧橋下弦梁加筋板頂升處將已就位100t千斤頂徐徐施壓頂升。觀察已設(shè)置好的水平尺、水平儀，待鋼棧橋調(diào)整到水平狀態(tài)后，由起重指揮統(tǒng)一指揮四臺(tái)千斤頂緩慢下放至已準(zhǔn)備好的臨時(shí)鋼墊墩的墊塊上。觀察鋼棧橋之間縫隙內(nèi)，確保鋼棧橋與鋼墊墩之間接觸密合，用電焊在臨時(shí)鋼墊墩的墊塊上焊牢。四臺(tái)100t千斤頂進(jìn)行保駕狀態(tài)。5.2土建施工單位對(duì)原有混凝土支墩進(jìn)行拆除完畢后，并進(jìn)行新鋼結(jié)構(gòu)的更換工作。①、將原鋼墊墩用四臺(tái)100t千斤頂頂起，安裝新加鋼制底座。②、在新加裝的鋼制底座上安裝好永久鋼支墩，檢查鋼支墩在同一斜面，橫向在同一直線上，并與新加裝的鋼制底座焊牢。③、用四臺(tái)100t千斤頂手調(diào)整進(jìn)行復(fù)測，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行永久鋼支墩上部四點(diǎn)的施焊。④、垂錘滑桿重新定位后安裝，將配重箱放入滑桿內(nèi)碼放壓塊張緊皮帶，將皮帶機(jī)支腳、中間架、上托架進(jìn)行調(diào)正，防止皮帶機(jī)因移位后跑偏。⑤、恢復(fù)電纜橋架、電纜、終端頭連接，接通所有電源進(jìn)行機(jī)電試車。以上施工全部完成后再拆除臨時(shí)支墩。6、施工總結(jié)6、總結(jié)6.1在安裝新支架前必須先將原支架位置柱頂卸載，擱置到臨時(shí)擱置點(diǎn)處，同時(shí)需要對(duì)臨時(shí)擱置點(diǎn)位置處的原上部桁架的相應(yīng)構(gòu)件進(jìn)行臨時(shí)加強(qiáng)處理。6.2要求在加固過程中，整個(gè)加固柱區(qū)域只有結(jié)構(gòu)自重，不受其他活載作用。6.3新澆混凝土要求澆搗密實(shí)，同時(shí)在澆筑新混凝土后應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)開始飽水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)周期為2周，要求采用2層麻袋裹蓋，定時(shí)澆水。6.4柱外表面鑿毛時(shí)，應(yīng)鑿除一切酥松層、碳化銹裂層及嚴(yán)重油污層直至完全露出堅(jiān)實(shí)的基層為止并在此基礎(chǔ)上鑿毛，使表面凹凸差不小于4mm。6.5新增短柱的豎向鋼筋在基礎(chǔ)梁的錨固采用化學(xué)植筋法錨固，采用A級(jí)膠。6.6鋼筋植筋的錨固長度應(yīng)由植筋公司根據(jù)產(chǎn)品性能確定，且不應(yīng)小于10d。植筋的間距和邊距、開