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老码头检测评估中典型病害与处理方法

作者:未知

  摘要:老码头在经过多年运营后通常存在一系列老化问题,通过老码头检测评估工作中发现的典型病害,如混凝土构件开裂、混凝土构件破损露筋等,分析病害成因,并给出相应工程措施或意见。
  关键词:码头;病害;破损;措施
  码头工程作为渡轮泊岸上落乘客及货物之用的一种水上建筑物,因其特殊的环境条件,在运行一定年份后,均会产生不同程度的老化破损现象。为了了解老码头在未来使用中的可靠性,根据相关规定,需对老码头进行结构安全性检测评估。
  根据多年的老码头安全性检测评估工作经历,在老码头检测评估中发现多种病害,其中有环境因素、施工因素、也有管理因素。本文结合工程实例,分析老码头典型病害成因,并给出相应工程措施。
  1 病害成因及原因分析
  1.1 钢筋混凝土结构病害
  典型病害一:混凝土构件开裂
  在施工和使用过程中,引起混凝土结构开裂的原因很多,其产生的原因、特点不同,对结构功能的影响也不同。当结构受荷、地基不均匀沉降、施工方式不当时,都非常容易产生裂缝,具体原因有以下几方面原因:
  1、施工期间产生的裂缝,包括塑性混凝土裂缝、温度裂缝、约束收缩裂缝、施工质量问题裂缝(①使用不合格材料;②施工工艺的科学性,在混凝土的搅拌、浇灌、振捣等各道工序中的任何缺陷都是导致裂缝产生的直接或间接原因;③混凝土早期养护,早期表面干燥可使混凝土内外温度较大,极易产生裂缝;④施工过程中,碰撞钢筋使其位置偏移,导致混凝土保护层厚度太大或太小都可能引起裂缝)、早期冻融裂缝。
  2、耐久性裂缝,包括钢筋锈蚀引起的裂缝、温度变化和收缩作用引起的裂缝、地基不均匀沉降引起的裂缝以及冻融循环作用、混凝土中碱—骨料反应、盐类和酸类物质侵蚀等引起的混凝土结构裂缝。
  3、荷载作用引起的裂缝,构件在荷载作用下,受力状态不同,其裂缝形状和分布也不同(例如:早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝)。
  一条裂缝可能由一种或几种原因同时引起,也并不是所有的裂缝都会影响结构的使用性能和承载力。一般情况下,钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作,且在钢筋混凝土结构设计规范中,分不同情况下规定裂缝的最大宽度为0.2~0.3mm。
  典型病害二:混凝土构件破损露筋
  码头通常位于水陆交界处,其部分构件常年浸泡在水中,部分构件处于水位变动区及浪溅区,还有的暴露在潮湿的空气中,因此构件极易产生不同程度的腐蚀破坏,主要表现为:顺筋裂缝、保护层混凝土开裂甚至剥落、钢筋锈蚀等。
  典型病害三:混凝土构件断裂
  码头工程作为渡轮泊岸上落乘客及货物之用的一种水上建筑物,通常在码头前沿侧经常出现因船只碰撞引起的混凝土构件断裂破损。
  1.2 停靠船及防护设施的病害
  典型病害一:橡胶护舷破损或缺失
  1、船舶超载。因船舶撞击护舷的动能过大,超过了橡胶护舷所能承受的荷载。而造成船舶撞击动能过大的原因是靠船速度和靠船角度过大。特别是靠船角度较大时,船艏先于船体中部接触码头和橡胶护舷,造成强大撞击动能集中于一个或几个护舷上,导致橡胶护舷损坏。同时还有靠泊船只大于码头设计靠泊船型和吨位。
  2、锚固及连接不良。(1)当锚固护舷的螺栓或铁链等技术状况不好,或维修保养不完善造成橡胶护舷松动、离位、脱落坠入水中。(2)固定橡胶护舷的锚固螺栓、铁链等金属材料在海洋环境中极易锈蚀老化,且不易更换,从而导致橡胶护舷固定不良。
  3、摩擦损伤。护舷主要有掉角、开裂、表面擦伤等损坏现象。而造成此类损坏的主要原因是橡胶护舷与船舶之间的摩擦力太大。当船舶以较大的切向速度靠岸时,橡胶护舷与船体接触部分因摩擦力过大而被迫与船舶一起向前移动,造成护舷受剪而破坏。
  此外,在系泊作业期间,船舶有时需要前后移动,以及船舶由于风浪造成左右或上下晃动等。当船舶与橡胶护舷之间的摩擦系数大于0.4时,都有可能造成护舷的损坏。
  典型病害二:护轮坎破损
  护轮坎一般作为码头前沿保护车辆、人员不致坠入水中的一道挡坎,大部分采用钢筋混凝土结构。通常因渡轮泊岸上落乘客及货物且码头前沿橡胶护舷缺失的情况下极易对护轮坎造成撞击破损。
  典型病害三:系船柱破损或缺失
  系船柱作为一种安装在码头上部结构的用于船舶系揽的设施。按用途可分为普通系船柱、风暴系船柱。按安装方式可分为直埋式和安装式。系船柱的破损主要表现为系船柱基础混凝土破碎、整体开裂、地脚螺栓与混凝土连接松动等。而造成以上破损的主要原因大部分是因船只撞击或系泊超载造成系船柱的破损。
  2 排除安全隱患的工程措施
  2.1 混凝土裂缝处理。对于原设计配筋不足引起的结构应力裂缝,若不是贯穿性裂缝,可作结构补强处理,否则应更换构件。对于混凝土施工遗留的混凝土干缩缝(针对裂缝宽度超标情况),若在关键受力部位,则必须进行结构补强,而贯穿性开裂的则必须更换构件。
  2.2 构件破损露筋预防和处理。根据构件破损露筋情况,可采用表面修复、加大截面、外包钢板、碳纤维加固等方法。
  2.3 混凝土构件断裂问题的预防。根据码头靠泊船只的实际情况,增加码头前沿的防撞设施并加强维护保养。
  2.4 橡胶护舷的破损缺失问题预防和处理。加强码头日常管理,并对破损护舷及时进行修复。
  2.5 护轮坎破损的预防和处理。加强日常维修保养,必要时可外包钢板进行加固处理。
  2.6 系船柱破损缺失的预防和处理。经常检查保养,发现破损时及时进行加固处理。
  3 结语
  (1)对于因施工原因引起的结构病害,建议建设单位在竣工验收前委托有资质的检测单位进行施工期内质量检测及安全监测,以排除隐患。(2)对于因船只撞击原因引起的构件断裂,建议管理单位加强日常安全巡查。
  参考文献:
  [1] 吉同元,方海东,秦网根.老旧高桩码头安全性检测评估实例分析.水运工程,2011,(12):84—86.
  [2] 王伟霞.关于码头结构加固修复的设计方法.学术,2016,(12):68-69.
  (作者单位:上海新地海洋工程技术有限公司)
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