一种用于LNG装卸的高桩码头结构及其施工方法与流程

本发明涉及港口工程，更具体的说是涉及一种用于lng装卸的高桩码头结构及其施工方法。

背景技术：

1、lng装卸码头是专门用于装卸液化天然气(lng)的设施，它们对保障能源供应和推动清洁能源使用具有重要作用，通常采用高桩码头结构。

2、高桩码头是一种常见的港口设施，主要用于装卸货物和乘客上下船。它由一系列高桩支撑的甲板组成，这些高桩通常是由钢筋混凝土柱子深入到海底或河床中以提供稳定的支撑。高桩码头的设计允许船舶在不同水位下安全停靠，并且可以适应较大的潮汐变化。高桩码头主要由桩基和上部结构组成，其中桩基技术发展较快，钢筋砼桩、预应力钢筋砼桩、预应力大管桩、钢管桩等设计与施工技术日渐成熟，适应不同地质条件和使用条件，选用不同的桩型可以达到使用要求；但高桩码头上部结构技术发展缓慢，可供选择的结构形式较少，到目前为止，基本上都采用梁板式结构。高桩梁板式码头是一种主要适合于软土地基的码头结构型式，常用基桩形式包括混凝土方桩、混凝土管桩、钢管桩等，上部结构为混凝土梁板式结构。

3、目前传统高桩码头上部结构体系一般大量采用现浇混凝土，现浇桩帽或横梁浇筑往往还涉及较低水位的模板支立与拆除作业工作，施工窗口期短，施工工期较长，且建造功效较低。而且大量水上混凝土施工作业，现场施工过程会造成严重的噪音、粉尘等环境污染，规范作业管理十分困难，现场安全、工程质量均较难控制。

4、因此，如何提供一种施工快速、成本低廉、降低人力投入的用于lng装卸的高桩码头结构，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种用于lng装卸的高桩码头结构及其施工方法，旨在解决上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于lng装卸的高桩码头结构，包括：

4、桩基群，所述桩基群包括多根纵、横向均成排布置的管桩，多根所述管桩的底端插入海床持力层，顶端露出水面；

5、桩帽，多个所述桩帽一一对应扣合在多根所述管桩顶端，所述桩帽上开设有与所述管桩内腔对应连通的通孔以向所述管桩内浇筑灌芯混凝土；

6、框架梁，所述框架梁设有多根，多根所述框架梁形成高桩码头框架，所述框架梁的梁端底面与相邻两个所述桩帽的顶面抵接；相邻两根所述框架梁相对的两端面之间具有浇筑间隙；

7、现浇接合板，所述现浇接合板设置在所述浇筑间隙内以与所述框架梁咬合并将多根所述框架梁连成整体；

8、预制板，所述预制板为多块且铺设在所述框架梁顶面；

9、现浇桥面板，所述现浇桥面板浇筑在所述高桩码头框架的顶面以包覆多块所述预制板。

10、上述技术方案的有益效果是，利用管桩作为码头基础，施工高效快捷且成本低廉，桩帽的独特设计能够与灌芯混凝土固结，使得桩帽与管桩形成整体，预制板作为框架板使用并与现浇桥面板形成码头上部面板结构，采用管桩和预制现浇接合的方式形成高桩码头，有效提高了施工效率，降低了建造成本。

11、优选的，所述桩帽为预制构件，包括盖板及固定在所述盖板底面的套管，所述盖板顶面开设有与所述套管内腔连通的灌注孔，所述灌注孔的孔径小于所述套管的内径以使得所述盖板内壁与所述套管的内壁之间形成台阶面，所述桩帽套设在所述管桩顶端外壁且所述管桩的顶端面与所述台阶面抵接。桩帽采用预制构件现场套装的方式，安装更加高效，管桩卡接在桩帽的台阶面处，通过灌注孔可以向管桩内浇铸灌芯混凝土，确保了管桩与桩帽之间的有效连接。

12、优选的，还包括钢筋笼，所述钢筋笼的底端固定有托板并插入所述管桩的内腔，其顶端露出所述桩帽并锚固在所述现浇接合板和所述现浇桥面板的混凝土内。钢筋笼设置在管桩内腔，利用托板作为管桩内腔的封堵板，灌芯混凝土只浇筑桩头受力部分，降低施工成本，同时钢筋笼锚固在现浇接合板和现浇桥面板内，使得管桩、现浇接合板和现浇桥面板固结成整体，有效提高了码头结构的整体稳定性和抗冲击性能。

13、优选的，所述框架梁包括预制纵梁和预制横梁；所述框架梁包括预制纵梁和预制横梁；所述预制纵梁布置在所述高桩码头框架纵向两侧，所述预制横梁布置在高桩码头框架的横向；所述预制纵梁和所述预制横梁的梁端分别与其对应的相邻两个桩帽顶面搭接，相邻两根所述预制纵梁和相邻两根所述预制横梁相对的两端面形成有与所述管桩内腔对应的浇筑间隙，所述浇筑间隙内浇筑有所述现浇接合板。预制纵梁和预制横梁作为码头框架的四边，在预制纵梁和预制横梁顶面铺设预制板同时浇筑现浇桥面板形成码头上部梁板结构，采用预制和现浇接合的方式，提高了施工效率，且能够有效保证码头结构的整体性。

14、优选的，所述框架梁还包括预制连梁，所述预制连梁的长度方向平行所述预制纵梁的长度方向布置，所述预制连梁设置在所述桩基群中部以将所述高桩码头框架纵向分隔为第一框架单元和第二框架单元；所述预制连梁设有多根，多根所述预制连梁的两端底面分别与其对应的相邻两个所述桩帽的顶面抵接，相邻两个所述预制连梁相对的两端面且对应所述桩帽的顶端浇筑有所述现浇接合板；

15、其中，所述预制纵梁、所述预制横梁和所述预制连梁的两端面均开设有插槽，所述现浇接合板形成有与所述插槽适配的插块，所述现浇接合板与所述预制纵梁或所述预制横梁或所述预制连梁通过所述插块和所述插槽进行咬合。

16、预制连梁能够对码头框架进行补强，提高码头框架的结构强度和稳定性；框架梁与现浇接合板通过插块和插槽的方式进行咬合，保证了码头上部框架与下部桩基群之间的整体稳定性能。

17、优选的，所述预制板包括第一预制板和第二预制板；所述第一预制板铺设在所述第一框架单元上，所述第二预制板铺设在所述第二框架单元上。所述第一预制板的板厚小于所述第二预制板的板厚，所述第二预制板的底面形成有穹顶。利用厚度不同的第一预制板和第二预制板铺设在码头框架顶面，在浇筑现浇桥面板时，现浇桥面板底面相对第一预制板和第二预制板形成台阶，保证了现浇桥面板与预制板之间的咬合性能，提高了高桩码头上部结构的整体性；较高的第二预制板的底面形成穹顶，节省了材料的使用，降低建设成本。

18、优选的，所述管桩的直径不小于1.4m，相邻两根所述管桩之间的中心距不大于6m。确保管桩具有足够的刚度，保证码头框架的稳定。

19、优选的，所述现浇接合板的板厚与所述框架梁的高度相同。确保框架梁与现浇结合板之间的平整性，使得现浇桥面板能够完全包覆预制板。

20、本发明还提供了一种用于lng装卸的高桩码头的施工方法，采用上述技术方案中的高桩码头结构进行施工，包括以下步骤：

21、s1、桩基群施工，通过打桩机将管钻插入海底持力层；

22、s2、将桩帽套设在管桩顶端并浇筑灌芯混凝土；

23、桩帽套设完成后在管桩内安装钢筋笼，钢筋笼顶面高于预制板顶面标高位置，钢筋笼底端为管桩上部最大受力处，灌芯混凝土的顶面标高与桩帽顶面平齐；

24、s3、安装框架梁，每根框架梁与其相邻的两个桩帽的顶面搭接；

25、高桩码头框架结构的纵向两侧安装预制纵梁，中部安装预制连梁，横向安装预制纵梁，注意梁与桩帽之间的搭接长度不小于35cm；且相邻两根两之间的空隙与桩帽上的灌注孔对应连通以使得钢筋笼能够伸出桩帽；

26、s4、浇筑现浇接合板；

27、现浇接合板顶面进行凿毛处理，将相邻两根梁之间的空隙进行封堵，现浇结合板的混凝土与灌芯混凝土固结成一体，且现浇结合板与框架梁进行通过插块和插槽的方式进行咬合，最终保证现浇接合板、框架梁与管桩形成整体结构；

28、s5、铺设预制板并浇筑现浇桥面板。

29、预制板长度方向与预制纵梁长度方向平行铺设，第一框架与第二框架内的预制板具有高度差，预制板铺设完成后浇筑现浇桥面板，现浇桥面板的混凝土完全包覆预制板，使得现浇桥面板、预制板和框架梁形成整体稳定结构。

30、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于lng装卸的高桩码头结构及其施工方法，下部基础采用管桩作为支撑，上部框架采用预制现浇接合方式，上部梁板同样采用预制和现浇接合的方式，在提高施工效率的同时能够降低施工成本，梁板之间采用咬合方式提高了码头结构的整体稳定性，同时灌芯混凝土的注入提高了桩基群的受力性能，在提高其抵抗水流冲击荷载的同时能够保证桩基群的受压性能，确保码头结构的完整有效。