码头的作用无疑是巨大的，它是我国港口城市一个货物集散地，对于商业的发展起着至关重要的作用，码头投入使用久了之后就会有不牢固和破损的情况，这个时候就需要我们对其进行加固和改造。本文将从以下几个方面来分析码头加固改造方法。
【关键词】码头;加固;改造;方法
一、前言
目前，国内在码头加固和改造方面的研究还不够深入，部分的加固改造技术比较落后，严重影响了码头的使用效果，因此，有必要对其进行研究和分析。
二、我国港口码头结构加固改造进程
为规范超过原设计船型靠泊码头的管理，确保港口生产安全，交通运输部2006年适时开展了码头靠泊能力核查管理，明确开展码头靠泊能力论证工作不是提升码头靠泊等级，而是对超过原设计船型靠泊码头的靠泊，在现行规范允许范围内，在不突破港口现有设施允许设计值的前提下，经过科学合理、安全的论证后，提出一定的限定条件，保证港口安全生产，促进港口健康发展。
2011年10月交通运输部在宁波组织召开了沿海港口码头结构加固改造工作座谈会，会议对前阶段工作进行了总结，针对存在问题进行了分析研究，指明了下一步工作方向，明确了相关政策和要求。随后印发了会议纪要和码头结构加固改造工程方案和竣工验收报告的编制格式。至此，该工作走向规范，检测评估、方案设计、施工都有章可循。该工作得到全面快速推进。
三、后张预应力方法加固码头的程序及技术要点
1、主要工序
裂缝修补—钻孔—穿钢铰线张拉—压灌水泥浆—封锚
2、裂缝修补
承台梁上已有裂缝需在对承台梁施加预应力前进行灌浆修补,灌浆材料采用环氧浆液,其修补过程如下:
(一)施工前先将裂缝周边附着的海洋生物和破碎、松动的砼清除,并将裂缝处砼表面清洁至砼本体暴露。
(二)沿裂缝切割V型槽(槽宽不小于2cm,槽深不小于1cm)并清洗干净。
(三)在V型槽内压抹环氧胶泥并按一定距离埋设灌浆咀。
(四)待环氧胶泥固化后,将环氧浆液压入缝内(压力不大于012MPa),直至出浆咀流出浆液,然后封闭出浆咀并持续压力10分钟后封闭灌浆咀。修补技术要点:
(1)修补材料应满足能在潮湿状态及水下粘结、固化后自身强度高于C30砼强度的要求。环氧砂浆、环氧浆液符合此要求。
(2)严格控制环氧浆液的配比及搅拌过程,及时做好试块并进行强度检测。强度检测须超过设计标准(8字模张拉试验为非粘接强度大于6MPa)115倍以上。
(3)在裂缝修补过程中,为保证作为修补材料的环氧浆液达到设计强度,对其固化时间应控制在不少于115min。
(4)在压浆过程中,严格按照从低位向高位压浆的顺序,并确保压浆量及压力,确保缝内浆液饱满。
3、孔道钻孔
预应力钢绞线孔道采用钻机成孔。孔道位于承台梁顶部区域的中心线上,钻孔直径11cm,孔道应顺直。成孔后,用环氧砂浆将张拉用锚垫板粘贴在磨平后的砼面上。
钻孔技术要点:(一)由于钻孔的顺直对张拉效果影响很大,所以在钻孔过程中对孔道的顺直度要严格控制,使最大偏差控制在设计允许的范围内;(二)确保锚垫板与孔道对中、垂直、并与砼面接触紧密。
4、钢铰线张拉
将检验合格的钢铰线穿入孔道中并两端固定,用千斤顶在孔道一端对钢铰线施加较小拉力,以检验整个加力系统的安全性、稳定性。
三、改造加固案例
现针对天津港、上海港等港口一些典型码头的加固改造方法进行分析和探讨。
1、结构粘钢技术在码头改造中的应用
粘钢加固施工工艺及操作要求:
(一)先对混凝土表面缺陷进行处理,裂缝需要进行灌浆处理;剥皮、露筋等破损情况需要进行钢筋除锈、修补材料进行修补找平等;然后将待修补混凝土表面进行凿毛,最后清除表面污垢、尘土后用丙酮擦拭干净。
(二)将钢板粘贴面打磨除锈,并用丙酮等擦拭干净。
(三)按配置说明的比例将结构胶与固化剂进行配置,并搅拌至无色差、无气泡,充分均匀的结构胶。
(四)将配置好的结构胶,分别均匀涂抹于钢板及混凝土待贴表面,然后将钢板粘贴到混凝土面上,并通过预留孔,用膨胀螺栓及角铁固定加压。例如,建于20 世纪80年代初的上海港某码头加固改造工程即采用粘钢技术。经对码头横梁进行检测和加固验算,若采用粘钢技术加固横梁,其承载力可以得到恢复,码头仍能满足设计承载力和规范的要求。依照施工技术要求进行了现场加固,从目前使用情况来看,外贴钢板抑制裂缝产生和限制裂缝扩展的作用是明显的。但是,由于粘贴钢板长期处于水位变动区,所以需经常加强对钢板的维修、保养工作,后期成本较高。
2、碳纤维布加固技术在码头改造中的应用
四、施工工艺及操作要求:
(一)表面预处理:先以环氧树脂灌注,对裂缝封闭,使其达到强度硬化后,用磨光机把碳纤维加固面积范围内的混凝土磨平,转角粘贴处要进行倒角处理,并打磨成圆弧状,平滑过渡。对于裂缝修补区域周边混凝土表面破损的地方,凿除后用修补材料找平。
(二)粘结剂配置:粘结剂和粘结底胶的配置,须严格按使用说明和相关试验配比操作,配置器皿和工具不得沾水和油污,搅拌器应以低速搅拌,充分搅和。3) 涂胶、粘贴碳纤维布:将混凝土表面灰尘清除后用丙酮擦拭干净,均匀地涂上一层底胶环氧树脂,然后粘贴第一层纤维布,要求平整顺直,满足搭接长度要求,然后用滚刷进行涂刷,使得纤维布内无气泡、无空鼓等;如果需要进行第二层碳纤维布的粘贴,则需要等先前施工的树脂具有一定硬度后方可进行,施工步骤同前。4) 施工完成后,根据碳纤维布所处的环境确定是否需要进行防护。由于碳纤维布对紫外线比较敏感,如果在强紫外线照射条件下,则需要用砂浆对表面进行防护。
例如天津港南疆港区石化码头3号墩台加固工程中就采取了碳纤维布对破损基桩进行补强加固。为了科学合理的对其进行加固,特进行了维修方法的研讨会,会议针对该墩台的位置和破损特点进行了详细的研讨和分析,最终认为:如果采用传统的混凝土外包加固,则会较大程度的改变墩台和基桩的外部形态,加之墩台下方有 4根基桩,基桩体积加大会超过墩台范围,从而对船舶的靠泊造成影响,因此采用外包混凝土加固是不能采纳的方法;如果采用补充新桩的方法则施工空间不足,而且需要拆除上部的钢结构,影响生产,不够经济。最终确定采用碳纤维进行加固。
五、管理方面的方法和途径
明确加固改造基本原则。加固改造的码头不得增加新的港口岸线;加固改造的码头工程必须符合港口规划;加固改造的码头工程经检测具备改造的技术条件，对检测评估等级在B级以下的码头原则上不予进行加固改造;码头结构加固改造不涉及装卸货种、运能的变化。
严格把握改造标准。码头结构加固改造后，拟靠泊的设计最大代表船型原则上按原设计最大代表船型2级控制，等级提高不得超过3级。如超过此标准，应按基建程序向原立项审批部门申报;码头结构加固改造方案中，应以拟靠泊的最大设计代表船型满载靠泊作为码头结构计算标准。
严把码头结构检测关。码头结构加固改造工程的检测评估单位应具有水运工程甲级资质;检测评估工作应对码头水工建筑物进行安全性、使用性和耐久性的评估。
关于咨询审查的要求。指定具有资质的咨询单位对工程设计方案进行技术审查，并对技术咨询审查提出如下要求：码头结构加固改造方案的审查咨询内容参照初步设计审查咨询内容，侧重对安全性、使用性和耐久性进行复核;对码头主要结构内力、岸坡稳定分析计算，审查咨询报告应列出复核计算结果;审查咨询单位应按照加固改造检测要求，对检测评估工作内容及方法做出相应的评价。
六、结束语
在今后码头的加固和改造中，一方面，我们要提高技术水平，另一方面，我们要加强改造和加固施工中的管理工作，提高管理水平，从而提高施工质量。