码头检测与评估工作的重要性
码头是港口中重要的固定资产,是供船舶停靠和进行装卸作业的水工建筑物。其特点是投资大,使用作业条件恶劣,建筑物安全性高因此已建码头的检测与评估工作是一项十分重要技术含量很高的工作。一般在以下几种情况下应进行此项工作:
(1)码头改造与升级。在调整码头使用功能或改造升级前,必须对原码头进行的检测与评估,以确定现状下码头的工作状态与安全储备,从而为升级改造设计提供科学依据;
(2)码头的所有权发生变化。随着港口投资体制的变化,作为固定资产,码头的所有权有时会发生变更。买卖双方均需对码头的现状及功能进行深入的了解,才能客观评估资产;
(3)码头的安全使用。码头的使用条件恶劣,受到的外力作用的随机性大,建筑物的安全性变化幅度大。为确保码头使用安全,在设计使用寿命内,需定期或不定期对码头进行观测,及时发现问题,以便有针对性地进行检测评估与维修加固工作。此工作对高桩梁板码头尤为重要;
(4)发生意外事故码头建筑物遭受破损。意外事故,如受风暴潮或台风影响船舶非正常撞击非正常工况作业等均可能导致码头结构或构件受损,这时必须对码头进行相应的检测评估工作,以便正确评价其安全性使用性和耐久性,积极采取补救措施·
检测评估工作的开展
收集有关资料
包括原码头的设计文件与竣工图;原码头的地质钻探报告与现阶段的钻孔资料;原码头的运营作业记录;原码头从竣工到现在时间区段所经历的越设计条件的情况,水文气象资料;原码头的坐标控制点及高程水准控制点与原始的沉降位移观测记录;原码头现阶段的现场调查记录与音像记录;业主对该码头检测、评估的目的要求与验收形式。
检测评估工作的单位和人员的基本条件
从事检测评估工作的单位必须具备相应资质等级,是在工商管理部门登记注册的法人单位·从事观测工作的单位还必须具有相应的测量资质等级;必须有严格的操作程序,应是已通过 ISO-9000 体系的单位;应与原设计施工建设等单位没有利害关系,保证其客观公正性;应具有*检测设备和试验设备,并有开展评估工作的理论支撑·从事检测评估的人员,必须持有经交通部行业管理部门考核批准的岗位资质证书。
检测评估的内容步骤和程序
检测评估的内容包括:
(1) 码头各部位的残余承载力状况(垂直力系与水平力系)检测和评估;
(2) 码头各部位的破损情况危及安全的部位和原因;
(3) 码头各部位稳定安全可靠性;
(4) 码头各部位预估的使用寿命;
(5) 码头各分部工程与体工程的评估。
检测评估的程序和步骤包括:
(1) 针对码头的结构型式划分各分项分部工程(与施工阶段分项,分部划分一致),并对分段排架和各部件进行编号,并在现场标识;
(2) 进行现场码头调查,逐件记录破损状况,并留照片和录象资料;
(3) 根据码头调查记录进行定性分析,确定检测部位与项目内容,编制检测大纲;
(4) 根据检测大纲,埋设观测仪器,现场测试数据及现场取样进行室内测定指标;
(5) 根据检测结果,进行定量分析,推断特征值;
(6) 根据实测推断结果与原设计特征值或新定特征值进行比较,找出偏差值,评估各分部工程项目的工程属性;
(7) 根据分项分部单位工程评定顺序,进行码头单位工程评估,找出薄弱环节并以此确定等级及使用维护加固措施建议;
(8) 归纳上述结论,写出检测评估报告;
(9) 由委托单位组织*组对检测、评估报告进行审查验收。
检测方法
码头检测按其性质可分为破坏性检测与无破损检测两种方法;按检测场所可划分为现场检测取样室内检测和模拟模型试验等几种方法;按其属性可分为力学物理属性检测与化学属性检测等。
码头体沉降位移倾斜检测
可在码头前沿挡土墙前后结构分段或地基变化处两端设测点,进行导线测量,精度一般在4等水准以上测量·对前沿岸壁与挡土墙岸壁临空面进行测斜计量,并给出沉降位移倾斜观测曲线,以此来判断岸壁结构段的稳定性趋势。
岸坡土体变形及土性检测
一般采用埋设测斜仪孔隙水压力观测仪及钻孔检验原状土指标方法来检测其土体变形及比较土性变化来判断土体稳定性与对建筑物的影响,一般检测挡土墙的变位状况及在挡土接岸结构前后进行对比取样检测。
承重梁板结构变形及承载力检测
一般在码头调查的基础上,在变形破损严重的构件上进一步做量化检测。在记录裂缝破损部件距支座跨中距离位置的同时,用裂缝测深仪测宽仪测定裂缝的深度宽度开裂形态·用钢筋保护层测定仪测检构件主筋保护层厚度;用经率定的回弹仪检测构件砼表面强度;对已露筋区域测定钢筋实际直径值及锈蚀深度;在破损严重的构件处钻孔取样,运回试验室做氯离子含量及渗透深度检验及密实度检测,以上述检测成果来推断控制断面的残余承载力及构件的抗腐蚀年限(指钢筋砼构件)。
各构件结合部稳定性检测
对梁板结构的各节点支座及支座宽度平面桁架的斜撑,水平连系梁;重力式码头的各层间处理与各段间变形倒滤层透水孔的完好程度检测,依此来评估其结构的稳定性,空间力系的变形稳定性。
基础及桩基安全可靠性检测
一般基础与桩基等的过大变位及失稳现象均可用观测上部结构的沉降位移和倾斜数值反映出来,但仍要进行潜水员水下探测与录像,探明其基础变形隆起状况与基础表面冲淤变化,来判别基础的可靠性,其受力性能则要通过*无破损检测或打开约束后的动测方法来测定其承载力。
码头的评估方法
对已建码头进行评估的比较标准·
(1)已建码头的原设计使用功能标准和质量检验评定标准,以及当时使用的设计施工规范;
(2)对已建码头现阶段的新的使用要求;
(3)对已建码头进行加固改造的使用要求。
评估的步骤及内容
(1) 按分部工程划分内容进行量化检测的基础上,按原设计规范进行各分部工程的残余承载力耐久性等方面的评估,并列表汇与原设计标准的对比结果;
(2) 在分部工程评估的基础上进行体码头工程的评估。因为码头各部分是一个有机的整体,是一个系统。一旦一个部位丧失能力,整个码头就不能正常使用。所以,以其中薄弱部位的残余能力作为码头评估的控制因素,定为码头的现在实有能力并以此确定评定等级;
(3) 一般在码头调查的基础上,先定性分析出基础工程上部结构挡土接岸结构、靠船结构,后方堆场引桥附属结构等存在的主要问题,并针对原码头的受力性能结构稳定性安全可靠性、正常使用耐久性等方面,逐一进一步做出量化分析的评估结论;
(4)在上述分析评估的基础上,提出供使用单位注意的建议包括:对轻度破损构件提出能够维持码头正常使用的维修方法;对严重破损构件提出加固方案;对难以采取措施恢复原功能的构件,对使用单位应提出降级限载使用的要求和注意事项;建立定期码头调查工作机制,建立跟踪调查表,以便随时掌握码头结构动态,防患于未然;提出对于功能提高升级的改造方案。
已建码头检测评估的工程实例
已建码头突然遭受过设计荷载作用发生损坏之后,构件残余承载力及其使用寿命的检测与评估此类问题,大多是由于过错责任方或人力不可抗拒的自然力造成的,检测与评估的结论往往成为法律诉讼的证据。
汕头潮州三百门空心方块墩式油码头遭2001年尤特台风袭击后损坏而向保险公司的索赔案中,该码头破损后的检测评估工作就是由广州海事法委托交通部天津水运工程科学研究所进行的,法并以此作为依据进行了理赔判决。
2002年天津港19段码头前方承台遭肇事轮船撞坏索赔案,天津海事法委托交通部天津水运工程科学研究所进行码头检测与评估工作,并依此作为依据进行结案处理。
512已建码头因使用要求进行升级改造而进行的码头检测评估,为改造设计提供技术支撑1996年丹东大东港3#泊位由万吨级泊位升级为50000t级泊位的改造工作,及2002年对改造升级使用后该码头发生局部破损的检测评估工作;又如青岛北海船厂东侧顺岸1#2#码头改造为2008年奥运会青岛赛区帆船比赛基地码头的检测评估工作。
513大型枢纽港对现有码头进行跟踪动态管理而进行的定期码头调查检测和评估工作,这是资产管理单位的主动行为
天津港设施处每年对各泊位码头进行春秋两次巡回检查,对各码头状况及时发现隐患,及早朵取预防、维修加固措施,有力地做好安全工作,保证了设施的安全运营。
2002年,在对天津港码头进行例行调查中,发现18#19#泊位后方简支梁板的直桩变位过大,危及上部结构安全,分析原因是挡土墙后方堆荷载造成墙前土坡蠕动推动桩身位移所致又如在天津港7#8#泊位升级改造的检测评估工作中,检验出挡土结构有失稳趋势前方边板受力不满足新荷载要求等隐患,均建议建设单位在改造设计中采取处理措施,不给结构安全留下隐患。
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