水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)及其拼裝方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括有四個基礎(chǔ)圓筒、頂蓋板、加強連接梁、上部擋浪結(jié)構(gòu)，四個基礎(chǔ)圓筒呈矩形排列，四個基礎(chǔ)圓筒及其圍成的區(qū)間頂部設(shè)置頂蓋板，上部擋浪結(jié)構(gòu)位于頂蓋板上，基礎(chǔ)圓筒的頂部筒壁內(nèi)外側(cè)均設(shè)置擱置頂蓋板的環(huán)圈牛腿結(jié)構(gòu)；頂蓋板整體為一長方形圓角板；在四個基礎(chǔ)圓筒之間的頂蓋板之上，相鄰兩個基礎(chǔ)圓筒之間設(shè)置加強連接梁。同時提供一種水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的拼裝方法。本發(fā)明的效果是使用該箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的拼裝不需要大型半潛駁船，降低了施工成本，并可方便地建造多個水下拼裝平臺以提高防波堤建設(shè)速度。還可利用多個水下拼裝平臺進行多組結(jié)構(gòu)的拼裝，以提高防波堤建造速度。
【專利說明】水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)及其拼裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于近海和港口工程領(lǐng)域中的建筑結(jié)構(gòu)和施工方法，特別是涉及一種適用于軟土地基的水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)及其拼裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]適用于軟土地基上的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)(如可移動圓筒基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)，專利號:022531467 ;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)，專利號:2004200294670)在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)一般由基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)組成，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為四個上部帶頂蓋板、下部開口的基礎(chǔ)圓筒體或多邊形筒體呈矩形排列，通過頂板和基礎(chǔ)筒體間的側(cè)板剛性連接而成。這樣的結(jié)構(gòu)用鋼筋混凝土制作，重量約1000噸到4000噸，甚至更重。
[0003]傳統(tǒng)建造和安裝箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的方法，一般采用結(jié)構(gòu)件分體預(yù)制、在半潛駁船上拼裝成整體結(jié)構(gòu)、利用半潛駁船在深水域?qū)⒄w結(jié)構(gòu)下水、用充氣浮運方法將結(jié)構(gòu)拖運至安裝現(xiàn)場、定位后采用抽真空和抽水的方法將結(jié)構(gòu)下沉到海底地基土中。這種施工方法需要大型半潛駁船，并且長期占用，這就使得施工成本較高。如果要加快工程建設(shè)速度，就需要更多數(shù)量的半潛駁船。
[0004]針對箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的特點，可以改變基礎(chǔ)圓筒間的連接方式，采用新的結(jié)構(gòu)拼裝方法，來避免使用大型半潛駁船，降低施工成本，提高施工速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)及其拼裝方法，以使得箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的建·造施工速度加快，施工成本降低。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括有四個基礎(chǔ)圓筒、頂蓋板、加強連接梁、上部擋浪結(jié)構(gòu)，四個基礎(chǔ)圓筒呈矩形排列，四個基礎(chǔ)圓筒及其圍成的區(qū)間頂部設(shè)置頂蓋板，上部擋浪結(jié)構(gòu)位于頂蓋板上，其中:所述基礎(chǔ)圓筒的頂部筒壁內(nèi)外側(cè)均設(shè)置擱置頂蓋板的環(huán)圈牛腿結(jié)構(gòu)；頂蓋板整體為一長方形圓角板；在四個基礎(chǔ)圓筒之間的頂蓋板之上，相鄰兩個基礎(chǔ)圓筒之間設(shè)置加強連接
M
o
[0007]同時提供一種水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的拼裝方法。
[0008]本發(fā)明的效果是使用該箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的拼裝不需要大型半潛駁船，降低了運輸成本，并可建造多個水下拼裝平臺，多作業(yè)面施工，提高了防波堤建設(shè)速度，縮短工期。進一步發(fā)揮箱筒型基礎(chǔ)防波堤的比較優(yōu)勢，如采用箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的天津港北防波堤延伸二期工程較常規(guī)其他結(jié)構(gòu)節(jié)省投資1.24億元。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)斷面示意圖；[0010]圖2為本發(fā)明的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的平面仰視圖；
[0011]圖3為本發(fā)明的水上拼裝平臺的斷面示意圖；
[0012]圖4為本發(fā)明的水上拼裝平臺上的U型定位槽墩斷面圖；
[0013]圖5為本發(fā)明的4個圓筒吊裝于水上拼裝平臺上的俯視平面圖；
[0014]圖6為本發(fā)明的頂蓋板吊裝于圓筒壁上的俯視平面圖；
[0015]圖7為本發(fā)明的頂蓋上圓筒間的加強連接梁分布的俯視平面圖；
[0016]圖8為本發(fā)明的吊裝上部擋浪圓筒與頂板接后的結(jié)構(gòu)斷面圖；
[0017]圖9為本發(fā)明的拼裝成形的箱筒型基礎(chǔ)防波堤處于浮運狀態(tài)的斷面圖。
[0018]圖中:
[0019]1、基礎(chǔ)圓筒2、筒壁外牛腿3、筒壁內(nèi)牛腿4、頂蓋板
[0020]5、加強連接梁6、上部擋浪圓筒7、連接圈梁8、碎石層
[0021]9、混凝土水下平臺10、U型定位槽墩11、碼頭12、圓筒內(nèi)頂蓋板
[0022]13、圓筒外中間頂蓋板14、圓筒外邊頂蓋板15、連接縫
[0023]16、圓筒內(nèi)的充氣
【具體實施方式】
[0024]結(jié)合附圖對本發(fā)明的水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)及其拼裝方法加以說明。
[0025]本發(fā)明的水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)是，該結(jié)構(gòu)包括有四個基礎(chǔ)圓筒1、頂蓋板4、加強連接梁5、上部擋浪圓筒6，四個基礎(chǔ)圓筒I呈矩形排列，四個基礎(chǔ)圓筒I及其圍成的區(qū)間頂部設(shè)置頂蓋板4，上部擋浪圓筒6位于頂蓋板4上，所述基礎(chǔ)圓筒I的頂部筒壁內(nèi)外側(cè)均設(shè)置擱置頂蓋板的環(huán)圈牛腿結(jié)構(gòu)；頂蓋板4整體為一長方形圓角板；在四個基礎(chǔ)圓筒I之間的頂蓋板之上，相鄰兩個基礎(chǔ)圓筒I之間設(shè)置加強連接梁5。
[0026]所述的頂蓋板4是包括有四塊圓筒內(nèi)頂蓋板12、四塊圓筒外邊頂蓋板14、一塊圓筒外中間頂蓋板13以四個基礎(chǔ)圓筒I的壁作為連接縫15連接而成。
[0027]所述的加強連接梁5的橫斷面為矩形、縱斷面兩端成梯形。
[0028]所述環(huán)圈牛腿結(jié)構(gòu)包括筒壁外牛腿2、筒壁內(nèi)牛腿3，并與基礎(chǔ)圓筒的頂部筒壁澆筑成整體，環(huán)圈牛腿結(jié)構(gòu)頂面與基礎(chǔ)圓筒壁頂面齊平或靠下。
[0029]所述水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的拼裝方法包括以下步驟:
[0030](I)水下拼裝平臺建造:在碼頭前沿水域，將一矩形區(qū)域的海底面作平整處理，鋪墊碎石層8，碎石層8上鋪設(shè)混凝土板，混凝土板上按所述基礎(chǔ)圓筒I擺放位置設(shè)置U型定位槽墩10 ；
[0031](2)構(gòu)件預(yù)制:所述水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的四個基礎(chǔ)圓筒1、頂蓋板4和上部擋浪圓筒6均在陸地上預(yù)制形成一組，將頂蓋板4的四個圓筒內(nèi)頂蓋板12、四個圓筒外邊頂蓋板14、一個圓筒外中間頂蓋板13共九塊蓋板分別預(yù)制；
[0032](3)圓筒吊裝:將四個在陸地上預(yù)制的基礎(chǔ)圓筒1，吊放到水下的拼裝混凝土水下平臺9上，基礎(chǔ)圓筒I壁的下端放置于步驟(I) U型定位槽墩10的槽口內(nèi)；
[0033](4)頂蓋板4吊裝和連接:分別將預(yù)制的九塊蓋板吊裝擱置到位于水下拼裝平臺上的四個基礎(chǔ)圓筒頂部筒壁外牛腿2、筒壁內(nèi)牛腿3上的相應(yīng)位置；對相鄰蓋板之間的接縫作連接處理，對擱置于筒壁外牛腿2、筒壁內(nèi)牛腿3上的蓋板與基礎(chǔ)圓筒I壁作連接處理；[0034](5)加強連接梁澆筑:在四個基礎(chǔ)圓筒I之間的頂蓋板4之上，對相鄰兩個圓筒之間設(shè)置的加強連接梁5作澆筑；
[0035](6)上部擋浪圓筒6吊裝和連接:將在陸地上預(yù)制的上部擋浪結(jié)構(gòu)吊裝放置在頂蓋板4上，并將上部擋浪圓筒6底部與頂蓋板4用澆筑連接圈梁7作連接處理。
[0036]通過本發(fā)明一個實施例詳細(xì)說明如下:如圖1和圖2所示的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)，其中四個基礎(chǔ)圓筒I均為外直徑12m，高9m，壁厚0.3m的混凝土圓筒，基礎(chǔ)圓筒I壁頂部內(nèi)外側(cè)均設(shè)寬0.2m，高0.5m的環(huán)圈牛腿，單個筒重280噸。相鄰兩基礎(chǔ)圓筒I的筒壁間距3m,四個基礎(chǔ)圓筒I的頂蓋板4為一邊長27m的正方形圓角板,板厚0.80m。在頂蓋板4上，相鄰兩個基礎(chǔ)圓筒I之間設(shè)置二道加強連接梁5，每道梁寬0.6m、長11m、中間5m長高3m、兩端頭梁高lm。上部擋浪圓筒6為二個基礎(chǔ)圓筒1，外直徑12m，高10m，壁厚0.5m，重470噸。上部擋浪圓筒6與頂蓋板4之間用現(xiàn)澆連接圈梁7連接，現(xiàn)澆連接圈梁7為矩形斷面，寬lm、高1.5m。二個上部擋浪圓筒之間用0.8m厚的墻體連接。該箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)整體重約3500噸，可作為海上高潮水深約8?IOm處的防波堤結(jié)構(gòu)。
[0037]本發(fā)明的水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)按下述過程進行預(yù)制和拼裝:
[0038]水下拼裝混凝土水下平臺9的建造:在碼頭11前沿水域，將邊長29m的正方形區(qū)域的海底面適當(dāng)挖泥并作平整處理，鋪墊0.5至1.0m厚的碎石層，碎石層8頂面平整后鋪設(shè)1.0m厚的混凝土板，并在混凝土板上每個基礎(chǔ)圓筒I擺放位置設(shè)三個U型定位槽墩10，形成水下拼裝混凝土水下平臺9，如圖3和圖4所示。在高潮水位時，保證拼裝平臺上的水深不少于7.5m。
[0039]構(gòu)件預(yù)制:每組該種箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的四個基礎(chǔ)圓筒1、九個拆分的頂蓋板4構(gòu)件、二個上部擋浪圓筒6均在陸地上預(yù)制。
[0040]圓筒吊裝:將預(yù)制的四個基礎(chǔ)圓筒I吊放到水下拼裝平臺上，圓筒壁下端位于U型定位槽墩10的槽口內(nèi)，如圖5所示。
[0041]頂蓋板吊裝和連接:分別將拆分預(yù)制的九塊蓋板吊裝擱置到位于水下拼裝平臺上的四個基礎(chǔ)圓筒頂部筒壁外牛腿2、筒壁內(nèi)牛腿3上的相應(yīng)位置，如圖6所示。對各頂蓋板之間的接縫作連接處理，對于與圓筒壁搭接的頂蓋板，還將圓筒壁與頂板之間作連接處理；接縫連接處理包括鋼筋焊接和澆筑混凝土。
[0042]加強連接梁澆筑:在四個基礎(chǔ)圓筒I之間的頂蓋板4之上，相鄰兩個基礎(chǔ)圓筒I之間各設(shè)置了 2道加強連接梁5，共八道加強連接梁5，對其進行澆筑，如圖7和圖8所示。
[0043]上部擋浪圓筒6吊裝和連接:將在陸地上預(yù)制的二個上部擋浪圓筒6吊裝放置在頂蓋板4上，澆筑上部擋浪圓筒6與頂蓋板4之間的連接圈梁7，澆筑二個上部擋浪基礎(chǔ)圓筒I之間連接墻體，如圖8所示。
[0044]結(jié)構(gòu)拼裝完畢，對拼接澆筑的混凝土進行養(yǎng)護，達到強度后，在水下拼裝混凝土水下平臺9上的水深大于7.5m時，向四個基礎(chǔ)圓筒I內(nèi)充氣，充氣為圓筒內(nèi)的充氣16，至結(jié)構(gòu)漂浮且筒壁底端高于U型定位槽墩10頂面，如圖9所示，即可將結(jié)構(gòu)拖運至安裝現(xiàn)場進行下沉安裝。
[0045]采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和拼裝方法，箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的拼裝不需要大型半潛駁船，降低了施工成本；如果建造多個水下拼裝混凝土水下平臺9，同時進行多組結(jié)構(gòu)的拼裝，就可以提聞防波堤建造速度。
【權(quán)利要求】
1.一種水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括有四個基礎(chǔ)圓筒、頂蓋板、加強連接梁、上部擋浪結(jié)構(gòu)，四個基礎(chǔ)圓筒呈矩形排列，四個基礎(chǔ)圓筒及其圍成的區(qū)間頂部設(shè)置頂蓋板，上部擋浪圓筒位于頂蓋板上，其特征是:所述基礎(chǔ)圓筒的頂部筒壁內(nèi)外側(cè)均設(shè)置擱置頂蓋板的環(huán)圈牛腿結(jié)構(gòu)；頂蓋板整體為一長方形圓角板；在四個基礎(chǔ)圓筒之間的頂蓋板之上，相鄰兩個基礎(chǔ)圓筒之間設(shè)置加強連接梁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的頂蓋板是包括有四塊圓筒內(nèi)頂蓋板、四塊圓筒外邊頂蓋板、一塊圓筒外中間頂蓋板以四個基礎(chǔ)圓筒壁作為連接縫連接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的加強連接梁的橫斷面為矩形、縱斷面兩端成梯形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)，其特征是:所述環(huán)圈牛腿結(jié)構(gòu)包括筒壁外牛腿(2)、筒壁內(nèi)牛腿(3)，并與基礎(chǔ)圓筒的頂部筒壁澆筑成整體，環(huán)圈牛腿結(jié)構(gòu)頂面與基礎(chǔ)圓筒壁頂面齊平或靠下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的拼裝方法，該方法包括以下步驟: (1)水下拼裝平臺建造:在碼頭前沿水域，將一矩形區(qū)域的海底面作平整處理，鋪墊碎石層，碎石層上鋪設(shè)混凝土板，混凝土板上按所述基礎(chǔ)圓筒擺放位置設(shè)置U型定位槽墩； (2)構(gòu)件預(yù)制:所述水上拼裝的箱筒型基礎(chǔ)防波堤結(jié)構(gòu)的四個基礎(chǔ)圓筒、頂蓋板和上部擋浪圓筒均在陸地上預(yù)制形成一組，將頂蓋板的四個圓筒內(nèi)頂蓋板、四個圓筒外邊頂蓋板、一個圓筒外中間頂蓋板共九塊蓋板分別預(yù)制； (3)圓筒吊裝:將四個在陸地上預(yù)制的基礎(chǔ)圓筒吊放到水下的拼裝平臺上，基礎(chǔ)圓筒壁的下端放置于步驟(I)U型定位槽墩的槽口內(nèi)； (4)頂蓋板吊裝和連接:分別將預(yù)制的九塊蓋板吊裝擱置到位于水下拼裝平臺上的四個基礎(chǔ)圓筒頂部筒壁外牛腿(2)、筒壁內(nèi)牛腿(3)上的相應(yīng)位置；對相鄰蓋板之間的接縫作連接處理，對擱置于筒壁外牛腿(2)、筒壁內(nèi)牛腿(3)上的蓋板與基礎(chǔ)圓筒壁作連接處理； (5)加強連接梁澆筑:在四個基礎(chǔ)圓筒之間的頂蓋板之上，對相鄰兩個圓筒之間設(shè)置的加強連接梁作澆筑； (6)上部擋浪圓筒吊裝和連接:將在陸地上預(yù)制的上部擋浪圓筒吊裝放置在頂蓋板上，并將上部擋浪圓筒底部與頂蓋板用澆筑連接圈梁作連接處理。
【文檔編號】E02B3/06GK103669284SQ201310651236
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】李偉 申請人:天津港(集團)有限公司