全国首座全装配式码头科技创新引领产业升级

碧海蓝天之间，江苏连云港港徐圩港区六港池64至65号液体散货泊位如巨龙盘旋，将一湾碧波拥于怀中，气贯长虹。2022年9月，运载6.5万吨原油的8万吨级巴拿马型油轮“天龙座”号顺利靠泊，由三航院设计、三航局施工的全国首个全装配式高桩码头——连云港港徐圩港区64至65号泊位正式投产运营。

“化零为整，既安全又整洁，相比过去，焕然一新。”盛虹炼化连云港港口储运有限公司副总经理陈昌林感叹道。传统的高桩码头，水上现浇工序繁杂，依次架设钢抱箍围囹支撑系统、铺设底模、绑扎钢筋、安装侧模、浇筑混凝土、拆除侧模及钢抱箍围囹，以上工序均需要等到潮落时才能施工，投入工人数量多，在抢抓水位窗口期时需要多个工作面和多个班组同时开展施工。如今，全装配式码头施工场景完全不同，采用插槽式构件实现与桩基的连接，通过桩顶自支撑，仅需架设操作平台辅助安装，安装人员在低潮水时可以快速批量化安装，建设工效得到极大提高。同规模传统高桩码头结构预制构件总数量高达1000余件，64至65号泊位工程预制构件总量仅195件，均采用工厂化制造，可快速拼接吊装，大大减少了水上预制件吊装次数和现场混凝土浇筑量。采用新工艺后，原定12个月的工期被大幅缩短至7个月。

从“蓝图”变“美图”，从设想到现实，三航院、三航局携手攻克了多项关键技术，形成的《装配式高桩码头设计与施工规范》被立项为行业标准。

擘画行业新蓝图

时间回到2021年4月。连云港港徐圩港区64至65号液体散货泊位位于大型石化港区内，港内生产任务繁忙，液化船只进出港频繁。工程所在地距离后方陆地区域约16公里，仅有公共管廊旁一条7米宽道路相接，建设通道严重受限，采用常规高桩码头结构，水上作业船舶多，与港区生产干扰大，工程建设期长，不能满足业主要求。为解决生产干扰和建设期长的问题，工程技术人员大胆创新，提出了模块化装配式高桩码头设想。

模块化装配式高桩码头采用“搭积木”理念，将高桩码头“肢解”为标准化构件和非标准化构件，在工厂进行批量制作后，再运输到施工现场，通过拼装形成码头。模块化装配式高桩码头的施工方式实现了码头在陆地工厂里制造。

为最大限度提升码头全装配式比例，三航院设计团队提前半年采用理论分析、数值模拟、物理模型、现场试验等多种手段进行研究，优化工艺设计，对吊装工艺、构件堆放等进行4D模拟。以“安装量减少80%、施工人员减少85%、建设工期缩短40%”为目标，设计团队对方案精雕细琢。方案经过5轮“大修”、8轮“小修”，终于达到预计效果。“过程是痛苦的，结果是可喜的。”经过数月的科研攻关，水工专业设计负责人盛佳珺欣慰地说。

模块预制品质好

作为国内首个新型全装配式高桩码头，64至65号液体散货泊位借鉴了“乐高”积木精巧、装配化、模块化的设计理念，以“搭积木”方式组建码头结构，创造性地将码头主体结构由传统的3个桩帽集成为超大预制横梁，精细化设计减少混凝土用量。

码头上部结构则由原来的预制纵梁、纵横梁现浇节点、预制面板集成为异形梁板——π型预制梁板，大大缩短构件安装时间，将构件装配率提高至70%以上。项目团队将水上现浇施工转至陆上预制，细化受力分析，完善预制卡槽，实现了工厂化、模块化生产。

然而，转至陆上预制并不意味着简单易做。π型预制梁板最大板长14.7米，宽9.2米，高1.75米，重达220吨，相当于22头成年大象的重量，是国内高装码头施工最大单体构件。作为码头的重要构件，π型梁板承担着码头“脊柱”的作用，直接承受作用于码头上的各种载荷和外力，质量要求极为严格。“虽然是首次制作，我们一定保证每一榀梁板的高品质！”接到预制任务的三航局灌河工程处总工张国明郑重地说。

高质量梁板施工的第一步便是模板的选择。开工之初，三航局预制团队设计了木模板和整体式钢内模两套模板方案。但经过对比发现，相比整体式钢内模，木模板刚性不高、易变性，长时间使用表面会产生一定损坏，容易导致浇筑的梁板表面坑坑洼洼。

于是，三航局建设团队果断决定采用整体式钢内模。可开工不久，钢筋伸出模板外的槽口处就出现了漏浆问题，预制团队迅速开展技术“会诊”。经现场勘察，很快找到了症结。原来，直径14毫米的外露钢筋同模板槽口存在2毫米、不耐老化缝隙。虽采用密封胶条密封，但其弹性不好，在浇筑时容易出现漏浆，从而严重影响梁体外观质量。如果漏浆问题不解决，肯定会因为质量不达标影响各构件之间的拼接。

苦思冥想之际，张国明从修理组的套筒扳手中得到启发，提出采用预埋钢筋套筒的方式，将钢筋端部用滚轧工艺加工成直螺纹，并用相应的连接套筒将钢筋连接，套筒正好可以将间隙完美覆盖。这样不仅能达到止漏效果，而且外形美观、易于模板拆装，一举多得。提议得到了大家充分肯定，加工好的钢筋安上了套筒，有效解决了漏浆问题。

解决了漏浆问题，新的问题又接踵而至。“张总，内模与混凝土吸附在一起，无法正常脱模了。”负责拆模的施工员汇报说。张国明立刻带领团队奔赴脱模施工现场，就地召开装配式π型梁板技术研讨会商量对策。

原来，π型梁板是四面封闭的凹形结构，内模与π型梁板混凝土产生了“真空吸附”效应，并且浇筑时混凝土给四周模板施加侧向压力，导致脱模困难，只能采用人工脱模形式。但是，人工脱模效率太低，很难完成每天的制梁任务，而且需借助外力敲击，脱模过程会对模板造成局部损坏，拆模后的梁板外观质量较差。

“既然整体式钢内模不行，为什么不将内模分为两块，用设备代替人工脱模呢？”张国明提出了新的想法。带着新思路，技术团队走访了行业内专家、设计单位寻求解决办法。经过一番调研，找到了最终的“钥匙”——液压可调节式内模板。该内模板分为两块，每块内模板的顶面下方放置液压千斤顶，运用千斤顶对内模进行上下顶升运动，可彻底解决拆模问题。面对这项“神奇的脱模术”，项目技术团队悬着的心终于落地。“原先需要6个人的活，现在2个人便能完成，外观也特别光滑，一点坑洼都不存在，简直太厉害了。”脱模工人老李边说边竖起大拇指。

不仅如此，为了保证施工进度以及质量，建设团队还购置了混凝土养护专用的蒸汽发生器，控制好温度、湿度，让这些“巨无霸”在温室里得到高质量养护，出模速度也由之前的5天1榀提升到2天1榀。

与此同时，建设团队将信息化同质量管理有效结合，采用二维码和标识牌喷涂相结合的方式，标明产品的编号、生产日期、工序的操作时间。二维码内含有工序责任人、施工图纸等具体信息，为π型梁板量身打造出“身份证”。“一旦出现质量问题，技术员便可依据身份信息迅速追溯到相关责任人，及时进行整改，确保π型梁板质量优异。”张国明信心满满地说道。

绿色环保有实效

“绿水青山就是金山银山。”在建设过程中，三航局、三航院积极践行徐圩新区“绿色石化产业基地”的环保理念，以工艺创新从源头降低施工对海洋污染。

码头组件经新型结构安装后，可立即形成水上施工工作面，避免抱箍、钢筋、模板等水上现浇材料的频繁吊运，减少了大量临水、临边作业，降低了水上作业风险。

预制场里，操作工王兴北正在对预制构件进行防腐处理。他边刷着防腐涂料边感叹道：“20多年了，我不是脚踩小船，就是绑着安全绳在海上施工，没想到还能在岸上完成这些工作。”“老伙计，科技进步了，时代变了。”施工队伍负责人曹世忠拍着老王的肩膀说。采取全装配工艺后，水上作业人员由原来的“千人会战”压缩到几十人班组攻关，人员减少85%，很多原本需要王兴北们在水上作业工序都改成了陆上施工，大大减少了建筑材料对海洋的污染，也有效避免传统施工阶段长期浸泡海水对钢筋混凝土耐久性产生影响。

此外，项目部采用大型起重船代替小型施工船舶，将现场施工船组数量减少近一半。同时，还对船舶油污、废弃物排放均进行统一收集，并转运至陆上集中处理。“这是一个从无到有，从一张白纸到一幅蓝图的艰辛过程。我们将继续深耕水工市场，为中交在装配式码头领域继续探索实践。”项目设计总负责人郭兆珈感慨地说。

从设想到现实，从预制桩帽的试验到实现码头主体结构全装配化，三航局与三航院齐心聚力，以“交通强国”“智慧交通”建设为引领，在助力地方经济发展的同时为编写行业设计与施工标准规范贡献中交智慧，为推动我国交通水运行业发展贡献中交力量。