專利名稱：可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立弧形連續(xù)墻防波堤結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可移動的、由鋼材和混凝土材料制成的、以箱筒型結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)、上部為直立弧形連續(xù)墻的防波堤結(jié)構(gòu)。屬于港口和海岸工程領(lǐng)域中的建筑結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前在港口和海岸工程中，軟土地基上的防波堤結(jié)構(gòu)以拋石斜坡堤為主，另外還有一些拋石基床組合結(jié)構(gòu)。在深水區(qū)的軟土地基上建造拋石斜坡堤或拋石基床組合堤時，結(jié)構(gòu)斷面大，施工期長，特別是在一些砂石料缺乏的地區(qū)，該類結(jié)構(gòu)的工程造價也高。
“可移動輕型箱體基礎(chǔ)擋土擋水隔波結(jié)構(gòu)”(專利號01209390.4)和“可移動圓筒基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)”(專利號02253146.7)提出了兩種適用于軟土地基上的新型防波堤結(jié)構(gòu)，其具有上部擋浪結(jié)構(gòu)形式多樣化、水上施工量小、安裝簡便、施工期短的特點。前者的箱型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)不如圓筒型基礎(chǔ)好，后者是前者的改進(jìn)結(jié)構(gòu)形式。后者是一種較合理的防波堤結(jié)構(gòu)形式，但在結(jié)構(gòu)的材料組成、上部擋浪結(jié)構(gòu)的形式方面還需要優(yōu)化和改進(jìn)。如如果結(jié)構(gòu)完全采用混凝土材料建造時，則結(jié)構(gòu)自重大，浮運所需水深大、浮穩(wěn)性也差，不適用于淺水區(qū)域或施工受潮水的影響大，從而影響工期，另外混凝土圓筒體下沉安裝時，筒壁會擠出大量的泥土進(jìn)入筒內(nèi)，使筒內(nèi)泥面升高，從而使圓筒體的入泥深度減小，抗波浪能力減弱；如果完全采用鋼材料建造時，結(jié)構(gòu)的剛性差，變形量大，且上部位于海水中的結(jié)構(gòu)部分還需要做防腐蝕和防銹蝕處理，后期維護(hù)工作量大；此外上部擋浪結(jié)構(gòu)在形式上還可以改進(jìn)，使得作用于其上的波浪荷載盡可能地小。
本專利提出了一種改進(jìn)的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種改進(jìn)的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)，即可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立弧形連續(xù)墻防波堤結(jié)構(gòu)，以便結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性和抗波浪能力更強、結(jié)構(gòu)斷面更優(yōu)。
為達(dá)到上述目的，本實用新型是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立墻防波堤結(jié)構(gòu)，由插入到海床土中的箱筒型基礎(chǔ)和坐落其上與其連接成整體的上部擋浪墻構(gòu)成，所述的箱筒型基礎(chǔ)，包括四個由等直徑、等高度、無底的、筒壁內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置垂直于筒壁的豎向肋板的鋼制圓筒體，通過設(shè)在圓筒體兩兩之間的連接板連接構(gòu)成的矩形體，在該四圓筒矩形體上端面鋪設(shè)的整塊混凝土材料圓角矩形蓋板，在每個圓筒體和四個圓筒體與圓筒體之間的連接板圍成的中間腔體的頂部蓋板上開設(shè)的可開關(guān)的通孔，在這樣的箱筒型基礎(chǔ)的上部連接的擋浪墻，其特征在于，擋浪墻是由至少二段等直徑、等弧長的直立圓弧形混凝土材料墻段連接成連續(xù)的“S”型墻體。
上述的直立圓弧形混凝土材料墻段的直徑為4～40m，每一弧段對應(yīng)的圓心角為30～180°，墻壁厚度為0.2～1.0m，高度為4～15m。
上述的四個圓筒體，每個圓筒體的直徑為6m至16m，高度為4m至15m，相鄰兩個圓筒體之間的排列間距為1.0～8.0m。
上述圓筒體筒壁內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置的豎向肋板，其沿圓筒圓周方向的間距為1.0～3.0m，沿垂直于筒壁方向的寬度為0.2～1.0m，高度與圓筒體的高度相同。
本實用新型的優(yōu)越性在于適用于軟土海床地基，結(jié)構(gòu)可以在陸地上整體預(yù)制，在水上可以氣浮運輸，現(xiàn)場安裝方便，建造速度快，重復(fù)利用性好，結(jié)構(gòu)受力合理，作用于結(jié)構(gòu)上的總波浪荷載較小，對水深的適應(yīng)性強，安裝入土深度大，抗波浪能力強，工程費用相對較低。
以下結(jié)合附圖對本實用新型加以說明。


圖1為本實用新型的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為
圖1的俯視圖。
圖3為
圖1的仰視圖。
圖中1為箱筒型基礎(chǔ)的圓筒體，2為筒壁上的豎向肋板，3為筒頂蓋板，4為上部直立圓弧形擋浪墻，5為筒頂蓋板上的通孔，6為圓筒體間的連接板。
具體實施方式
本實用新型一個實施例如下如
圖1、圖2和圖3所示的可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立弧形連續(xù)墻防波堤結(jié)構(gòu)，由插入到海床土中的箱筒型基礎(chǔ)和坐落其上與其連接成整體的由直立圓弧形墻段4連接成連續(xù)的“S”型擋浪墻構(gòu)成，箱筒型基礎(chǔ)由四個無底的圓筒體1呈矩形排列、通過圓筒體側(cè)面之間的連接板6和圓筒體頂部的整塊頂蓋板3連接而成，在四個圓筒體的頂蓋板上和四個圓筒體與連接板圍成的中間區(qū)域的頂蓋板上均開設(shè)有可開關(guān)的通孔5，在圓筒體的外側(cè)設(shè)有與筒壁垂直的豎向肋板2。
四個圓筒體均為直徑10.5m，高8m，壁厚12mm的鋼圓筒，豎向肋板沿圓筒體圓周方向的間距為2.0m，沿垂直于筒壁方向的寬度為0.4m。相鄰兩個圓筒體的筒壁間距1.5m，相鄰兩個圓筒體用兩塊連接板連接，連接板與圓筒體高度相同。邊長22.5m的正方形圓角混凝土頂蓋板厚0.50m。頂蓋板上3個外徑7.5m、壁厚0.3m、高7m的直立半圓弧形混凝土墻呈連續(xù)“S”型連接成擋浪墻，擋浪墻與箱筒型基礎(chǔ)的頂蓋板通過現(xiàn)澆混凝土剛性連接。多個這樣的結(jié)構(gòu)縱向排成一排就構(gòu)成了一條防波堤，這樣尺度的結(jié)構(gòu)建成的防波堤適用于軟土地基上具有5～6m水深的情況。當(dāng)水深增大時，適當(dāng)?shù)卦龃髨A筒體的直徑和高度，以及上部半圓弧形擋浪墻的直徑，就可滿足要求。
本實用新型在陸地上預(yù)制好后，將其移于水中，向倒扣放置的圓筒體中充氣，將結(jié)構(gòu)氣浮漂運到安裝現(xiàn)場，定位后抽出圓筒體中的氣體，使圓筒體底部著于泥面，然后通過通孔抽出圓筒體中的氣體和水，利用真空壓力和筒內(nèi)外水壓力差將圓筒體插入到土中至筒頂蓋板的下側(cè)著于泥面，最后封好通孔，一個結(jié)構(gòu)件安裝完畢。多個結(jié)構(gòu)件安裝后，相鄰結(jié)構(gòu)件之間做連接處理，就夠成了一條防波堤。如果需將結(jié)構(gòu)從土中拔出移走，則可打開圓筒體蓋板上的通孔，向圓筒體內(nèi)注入高壓水，將圓筒體從土中頂出，然后再利用充氣浮運方法移運。
本實施例中的單個結(jié)構(gòu)體系重約9000kN，入水2.3m時結(jié)構(gòu)就可以氣浮拖運，安裝時筒壁擠出的泥土使筒內(nèi)泥面升高約0.05m，即圓筒體可插入到海床土中7.95m，而對應(yīng)的全混凝土結(jié)構(gòu)重約16000kN，入水4.0m時結(jié)構(gòu)才可以氣浮拖運，安裝時筒壁擠出的泥土使筒內(nèi)泥面升高約0.95m，即圓筒體可插入到海床土中7.05m，由于入土深度減少，結(jié)構(gòu)的抗波浪能力將降低。
由于波浪荷載在時空上有相位差，其作用過程近似于正弦(或余弦)曲線過程，因此上部擋浪墻呈“S”型時，作用于擋浪墻上的波浪力在防波堤軸線的各位置處不會同時達(dá)到最大值，這樣，同時作用于一組結(jié)構(gòu)上的總波浪荷載就降低了。當(dāng)連續(xù)的“S”型擋浪墻的圓弧半徑大于1/4作用波浪的波長，小于1/2波長時，理論上總波浪荷載可降低50％以上，效果是非常明顯的。波浪荷載減小后，防波堤斷面結(jié)構(gòu)尺度就可以小一些，從而節(jié)省工程造價。
可見，該改進(jìn)的可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立弧形連續(xù)墻防波堤結(jié)構(gòu)不僅具有適用于軟土海床地基，結(jié)構(gòu)可以在陸地上整體預(yù)制，在水上可以氣浮運輸，現(xiàn)場安裝方便，建造速度快，重復(fù)利用性好，結(jié)構(gòu)受力合理的特點，而且還具有作用于結(jié)構(gòu)上的總波浪荷載較小，對水深的適應(yīng)性強，安裝入土深度大，抗波浪能力強的優(yōu)越性。
權(quán)利要求1.一種可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立弧形連續(xù)墻防波堤結(jié)構(gòu)，由插入到海床土中的箱筒型基礎(chǔ)和坐落其上與其連接成整體的上部擋浪墻構(gòu)成，所述的箱筒型基礎(chǔ)，包括由四個等直徑、等高度、無底的、筒壁內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置垂直于筒壁的豎向肋板的鋼制圓筒體，通過設(shè)在圓筒體兩兩之間的連接板連接構(gòu)成的矩形體，在該四圓筒矩形體上端面鋪設(shè)的整塊混凝土材料圓角矩形蓋板，在每個圓筒體和四個圓筒體與圓筒體之間的連接板圍成的中間腔體的頂部蓋板上開設(shè)的可開關(guān)的通孔，在這樣的箱筒型基礎(chǔ)的上部連接的擋浪墻，其特征在于，擋浪墻是由至少二段等直徑、等弧長的直立圓弧形混凝土材料墻段連接成連續(xù)的“S”型墻體。
2.按照權(quán)利要求1所述的可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立弧形連續(xù)墻防波堤結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的直立圓弧形混凝土材料墻段的直徑為4～40m，每一弧段對應(yīng)的圓心角為30～180°，墻壁厚度為0.2～1.0m，高度為4～15m。
3.按照權(quán)利要求1所述的可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立弧形連續(xù)墻防波堤結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的四個圓筒體，每個圓筒體的直徑為6m至16m，高度為4m至15m，相鄰兩個圓筒體之間的排列間距為1.0～8.0m。
4.按照權(quán)利要求1所述的可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立弧形連續(xù)墻防波堤結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的圓筒體筒壁內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置的豎向肋板，其沿圓筒體圓周方向的間距為1.0～3.0m，沿垂直于筒壁方向的寬度為0.2～1.0m，高度與圓筒體的高度相同。
專利摘要本實用新型公開了一種可移動鋼混箱筒型基礎(chǔ)直立弧形連續(xù)墻防波堤結(jié)構(gòu)，其由插入到海床土中的箱筒型基礎(chǔ)和坐落其上與其連接成整體的上部擋浪墻構(gòu)成；箱筒型基礎(chǔ)包括由四個等直徑、等高度、無底的、筒壁內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置豎向肋板的鋼制圓筒體，通過設(shè)在圓筒體兩兩之間的連接板連接構(gòu)成的矩形體；在該四圓筒矩形體上端面鋪設(shè)的整塊混凝土材料蓋板；在每個圓筒體和四個圓筒體圍成的中間腔體的頂部蓋板上開設(shè)的可開關(guān)的通孔；擋浪墻是由至少二段等直徑、等弧長的直立圓弧形混凝土材料墻段連接成連續(xù)的“S”型墻體。本實用新型適用于軟土海床地基，結(jié)構(gòu)水上施工量小、安裝簡便、對水深的適應(yīng)性和抗波浪能力強，工程費用相對較低。
文檔編號E02B3/06GK2714623SQ20042002946
公開日2005年8月3日 申請日期2004年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者李偉 申請人:天津港務(wù)局