方桩系船柱怎么选 码头系泊件材质结构安装与工况适配要点

大家在选择方桩系船柱的规格和材质的时候, 这个决定的主要依据其实是目标系泊力等级是多少, 安装面的结构类型到底是什么样子的, 还有停靠的船只在实际受力工况下具体是什么情况。

解析这些问题的依据是当前船舶系泊设备方面现行的行业标准。在这个基础上, 我们需要结合混凝土预制安装面与钢结构安装面这两个东西在承载能力上的差异,来一层一层地把选型逻辑说明白。同时, 我们也把各个参数之间的适配关系给搞清楚。

材质与截面尺寸决定系泊承载上限

在截面积相同的情况下, 钢质方桩的许用应力要高于混凝土预制桩, 所以它更适合用在那些系泊力要求很高、还需要经常装卸货物的码头环境里。

对于混凝土方桩来说, 它主要是靠增加内部的配筋率来限制极限状态下的开裂情况, 因此它一般适用于那些系泊力中等或者比较低的地方, 并且适合那种安装面和桩身是一起施工建造成的岸壁场景。

我们在选择材质的时候, 必须根据安装面的具体结构形式以及对受力等级的目标要求来决定, 这两件事是紧密联系的, 绝对不能分开来单独做决定。

截面尺寸并不是说越大越好, 这是一个常识性的认知。安装面的开孔深度, 还有桩身的长径比, 这两个因素加在一起, 就共同把可以选用的规格范围给限制住了, 不能随意去扩大。

如果选择的方桩规格太大, 超出了安装面能够承受的能力, 那么在反复不断的系泊冲击荷载的作用下, 基础的周围就会出现松动的现象, 这一点是非常危险的。最后的结果就是, 实际的系泊效率低于了原本在设计时所预期的数值, 这是不符合要求的。

所以在进行规格选定的时候, 必须与安装面的锚固条件进行匹配, 还要与混凝土或者钢结构的极限承载力进行逐项的核对, 绝对不能马虎。

安装方式与船型工况决定规格适配

固定式方桩系船柱是利用焊接这一手段, 或者是利用机械锚固这一方法, 从而与安装面实现刚性连接的, 它适用于那些具有长期固定属性码头里的重复系泊场景。

移动式方桩是利用卡槽这种方式, 或者是利用铰接结构这种形式, 来与系泊件实现联动的, 它适配的是临时靠泊以及多船型轮换停靠的情形。安装方式会直接决定方桩与船体接触面的受力传递路径, 以及其长期疲劳寿命。

因为停靠的船型不一样, 所以会直接影响到方桩顶面的高度以及横向布置间距的情况。散货船和集装箱船的系泊力作用点的高度是不同的, 因此方桩顶面的标高需要和目标船型的主甲板高度对齐。

如果间距设置得太小, 就会导致缆绳出现互相交叉干扰的问题, 但是如果间距设置得过大, 就会增加单桩所承受的瞬时冲击荷载, 所以布置参数必须按照设计船型的包络范围来逐一进行确定。

方桩系船柱在选型时候之所以会出现差异, 其本质原因是要对安装面的实际条件和具体的受力工作情况做出非常精准的回应。材质的选择、截面的形状与尺寸、安装的固定方式以及彼此之间设置的间距这些因素组合在一起, 构成了一条完整且必须相互适应的配合链条。

如果在当中的任何一个环节脱离了项目本身实际的工况要求, 那么整个系统的可靠性就一定会降低。所以在进行具体项目的规格确认工作的时候, 需要结合安装面上的实际检测数据, 并且同时要对照设计部门提供的系泊力计算书里面的各项指标, 来进行逐项的核对检查。