本發明涉及港口工程，特別涉及一種整體模塊化預制的裝配式高樁碼頭結構及組裝方法。

背景技術：

1、高樁碼頭結構是港口工程中碼頭結構的主要型式，其通過樁基沉樁至堅固的持力層，將上部荷載傳遞至深層地基，特別適用于深厚軟弱土層的地質條件。常規高樁碼頭采用了大量的現澆混凝土結構，施工過程中存在大量的現場模板支立、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工作，港口工程所面臨的海洋環境條件復雜且惡劣，大量的現場混凝土澆筑工作大幅增加了高樁碼頭的施工難度，導致施工速度緩慢，施工質量不易控制，尤其是在面臨施工期極端海況時，極易導致災害。

2、近年來，港口工程建設者提出了裝配式高樁碼頭的概念，通過對高樁碼頭的上部結構進行合理的拆分，形成標準化的構件，現場再通過節點連接對標準化的構件進行拼裝形成整體，通過構件標準化設計、機械化安裝、信息化管理等手段，有效地減少了現場作業工作量，取得了一定的效果。

3、中國實用新型專利cn113481931a(公開日期：2021年10月08日)公開了一種模塊化裝配式高樁碼頭結構及其施工方法，該發明通過預制模塊化樁基、模塊化π型板、模塊化橫梁以及模塊化鋼結構樁芯，并進行模塊化裝配構成高樁碼頭，提升現場施工裝配化程度。

4、中國實用新型專利cn115928653a(公開日期：2023年04月07日)公開了模塊化裝配式高樁碼頭結構、施工方法及監控系統，該發明的高樁碼頭結構施工方便快捷，縮短了施工周期。且樁基采用直樁和斜樁的組合設計，直樁承擔碼頭結構垂直方向荷載，斜樁承擔碼頭水平方向荷載，使得碼頭結構更加的穩固，在各構件內設有傳感器，采集并監控各構件使用過程中的質量參數，保證碼頭的安全使用。

5、上述現有技術雖然在一定程度上減少了現場作業工作量，但并沒有完全解決連接節點較多，節點處鋼筋密集且空間狹小，節點施工困難，節點質量不易控制，裝配化率不高的問題。基于此，本發明提供一種整體模塊化預制的裝配式高樁碼頭結構及組裝方法，通過對碼頭上部結構各構件集成化的整體預制，減少裝配式高樁碼頭的節點連接，充分利用大型化船機設備的能力，以克服現有技術的缺點。

技術實現思路

1、本發明提供一種整體模塊化預制的裝配式高樁碼頭結構及組裝方法，該結構包括上部結構主模塊部、上部結構次模塊部、樁帽模塊部、節點連接部、樁基基礎部、附屬設施部；

2、所述上部結構主模塊部和上部結構次模塊部沿碼頭縱向交錯布置，所述樁帽模塊部位于上部結構主模塊部下部，所述樁基基礎部位于上部結構主模塊部和樁帽模塊部下部，所述節點連接部連接各模塊，所述附屬設施部安裝于上部結構主模塊部和上部結構次模塊部上。

3、進一步的，所述上部結構主模塊部包括橫向梁、縱向梁、面板、圓柱形樁芯柱、靠船構件、擱置座、抗剪件安裝孔、軌道安裝槽；所述樁基基礎部包括直樁和傾斜樁，樁基基礎部優選鋼管樁；

4、所述橫向梁與縱向梁正交布置，所述縱向梁包括縱向軌道梁和縱向一般梁，縱向一般梁有若干根；

5、所述圓柱形樁芯柱設置在上部結構主模塊部下部，與樁基基礎部的直樁對應；所述靠船構件設置在橫向梁碼頭靠船側；所述擱置座設置在上部結構主模塊部沿碼頭縱向端部與縱向梁對應位置；所述抗剪件安裝孔設置在橫向梁與樁帽模塊部對應位置；所述軌道安裝槽設置在縱向軌道梁上部。

6、進一步的，所述橫向梁、縱向軌道梁、縱向一般梁和面板形成整體預制混凝土模塊結構；所述圓柱形樁芯柱和抗剪件安裝孔通過插入安裝的方式與樁基基礎部和樁帽模塊部形成整體。

7、進一步的，所述上部結構次模塊部包括橫向連接板、縱向梁、面板、擱置缺口、軌道安裝槽；

8、所述橫向連接板與縱向梁正交布置；所述擱置缺口設置在上部結構次模塊部沿碼頭縱向的兩端，并與上部結構主模塊部的擱置座對應；

9、所述橫向連接板、縱向軌道梁、縱向一般梁和面板形成整體預制混凝土模塊結構。

10、進一步的，所述樁帽模塊部呈矩形布置，其設置有下部開口的內置空腔，通過整體預制形成混凝土模塊結構，樁帽模塊部頂部與抗剪件安裝孔對應位置設置有抗剪件，抗剪件優選高強度型鋼結構，牢固預埋在樁帽模塊部頂部。

11、進一步的，所述上部結構主模塊部與樁基基礎部之間、樁帽模塊部與樁基基礎部之間、上部結構主模塊部與樁帽模塊部之間以及上部結構次模塊部與上部結構主模塊部之間均通過節點連接部連接。

12、進一步的，所述圓柱形樁芯柱的外徑小于樁基基礎部的樁內徑，圓柱形樁芯柱內插于樁基基礎部的直樁內，通過灌注高強灌漿材料實現連接。

13、進一步的，所述內置空腔與樁基基礎部的傾斜樁對應，傾斜樁內部安裝型鋼骨架樁芯，型鋼骨架樁芯伸出樁頂至內置空腔的頂部，傾斜樁和內置空腔內通過澆筑高強度細石混凝土與型鋼骨架樁芯實現連接；所述抗剪件伸入抗剪件安裝孔內，通過灌注高強灌漿材料實現連接。

14、進一步的，所述上部結構主模塊部和上部結構次模塊部的縱向梁和面板均外伸鋼筋，同時設置有與鋼筋連接的套筒，套筒內通過灌注高強灌漿材料實現鋼筋連接，鋼筋連接后通過澆筑高強度細石混凝土實現上部結構主模塊部和上部結構次模塊部的連接。

15、進一步的，所述附屬設施部包括鋼軌，橡膠護舷，系船柱，所述上部結構主模塊部、上部結構次模塊部與附屬設施部連接處均預埋螺栓。

16、一種整體模塊化預制的裝配式高樁碼頭結構的組裝方法，包括以下步驟：

17、步驟s1：工廠制作上部結構主模塊部、上部結構次模塊部和樁帽模塊部的整體模具，模具內安裝鋼筋，澆筑混凝土，養護并達到檢驗合格標準；工廠制作樁基基礎部；

18、步驟s2：樁基基礎部施工；

19、步驟s3：樁基基礎部的斜樁內安裝型鋼骨架樁芯，澆筑樁內高強度細石混凝土；

20、步驟s4：安裝樁帽模塊部，安裝就位后，在其內置空腔內澆筑高強度細石混凝土；

21、步驟s5：安裝上部結構主模塊部，安裝就位后，圓柱形樁芯柱位置灌注高強灌漿材料，抗剪件安裝孔內灌注高強灌漿材料；

22、步驟s6：待安裝的上部結構主模塊部的各節點連接強度滿足要求后，安裝上部結構次模塊部，安裝就位后進行鋼筋和套筒的灌漿連接，鋼筋連接后澆筑節點高強度細石混凝土；

23、步驟s7：碼頭面鋪裝現澆混凝土面層施工，碼頭各模塊連接形成整體；

24、步驟s8：附屬設施部安裝，以實現碼頭功能；

25、步驟s9：質量驗檢、竣工驗收和投產使用。

26、相比于現有技術，本技術的優點和效果如下：

27、1、本發明提供的一種整體模塊化預制的裝配式高樁碼頭結構，通過上部結構主模塊部(含橫向梁/縱向梁/面板整體預制)和上部結構次模塊部(含橫向連接板/縱向梁/面板一體化預制)的工廠化整體預制，實現了碼頭主體結構的單元集成，大幅減少碼頭構件數量，顯著提升施工效率。以典型的7跨碼頭結構段為例，目前cn113481931a提供的裝配式高樁碼頭結構，需要預制橫梁8塊，預制π型板28塊，總安裝數量36件，本技術的一種整體模塊化預制的裝配式高樁碼頭結構將多個上部構件整合為2類標準化的模塊，總模塊數量僅7件，上部構件的安裝數量減少80％以上，裝配施工效率提升效果顯著。

28、2、本發明提供的一種整體模塊化預制的裝配式高樁碼頭結構，采用模塊化整體預制方式，直樁部分采用了預制型的樁芯，現澆樁芯節點的工作量減少50％以上，僅上部結構主模塊部和上部結構次模塊部需要現澆節點施工，現場澆筑節點的工作量減少70％以上，碼頭上部結構的裝配率可達95％，大幅減少了現場澆筑節點工作量，顯著提升了高樁碼頭結構裝配率。

29、3、本發明提供的一種整體模塊化預制的裝配式高樁碼頭結構及組裝方法，上部結構主模塊部設置了預制型樁芯和抗剪件安裝孔，采用插入安裝的方式安裝在樁基基礎部和樁帽模塊部上，同時上部結構主模塊部和上部結構次模塊部兩端對應位置均設置了擱置座和擱置缺口，通過節點連接部可迅速將各模塊連接形成穩固的整體，減少了高樁碼頭建設對施工窗口期的依賴，大幅降低了高樁碼頭建設遭遇極端海況損毀的風險，提升了碼頭建設的安全性。

30、上述說明僅是本技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術的技術手段，從而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本技術的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下以本技術的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

31、根據下文結合附圖對本技術具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本技術的上述及其他目的、優點和特征。