梯形塊堤身結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】梯形塊堤身結(jié)構(gòu)，涉及一種堤壩工程的堤身結(jié)構(gòu)。本技術(shù)方案堤身結(jié)構(gòu)由橫斷面方向?yàn)橐徽麎K的梯形塊安放在基床上并在縱向逐塊連續(xù)排列銜接而成，所述梯形塊為一個(gè)橫斷面方向?yàn)榻铺菪?、整體呈近似梯形棱柱體的塊體，梯形塊橫向兩側(cè)坡面與水平面的夾角不大于60°，波浪較大時(shí)大于等于18°且小于等于45°，梯形塊橫向兩側(cè)直墻高度不大于梯形塊高度的1/3，梯形塊坡面可設(shè)置消浪泄壓孔。技術(shù)效果是基底壓力小、波浪抗傾穩(wěn)定性和抗滑穩(wěn)定性好、抵御船舶等漂流物的意外撞擊能力強(qiáng)。本發(fā)明適用于堤壩工程領(lǐng)域整治建筑物、防波堤、防沙堤、護(hù)岸等堤壩工程的堤身結(jié)構(gòu)、防浪墻結(jié)構(gòu)、胸墻結(jié)構(gòu)。
【專利說(shuō)明】梯形塊堤身結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于堤壩工程領(lǐng)域，涉及一種堤壩的堤身結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)《防波堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(JTS 154-1-2011)等技術(shù)文獻(xiàn)，與本發(fā)明較為接近的整治建筑物、防波堤、防沙堤、護(hù)岸等堤壩的堤身結(jié)構(gòu)【背景技術(shù)】如下:
1、拋填方塊斜坡堤:采用混凝土預(yù)制方塊，替代塊石，拋填成梯形斷面，無(wú)需護(hù)面。其不足有:與塊石類似，在豎向由眾多混凝土預(yù)制方塊堆疊而成，為散體結(jié)構(gòu)，其抵御波浪作用的能力有限，為此規(guī)范規(guī)定拋填混凝土塊體的斜坡堤在設(shè)計(jì)高水位處的堤身寬度不宜小于3倍設(shè)計(jì)波高值，混凝土用量很大。
[0003]2、削角沉箱直立堤、削角方塊直立堤:下部結(jié)構(gòu)分別為沉箱和方塊，上部結(jié)構(gòu)為削角斜面。其不足有:1)墻前主體仍為直墻，立波效應(yīng)顯著(規(guī)范規(guī)定仍按立波考慮波壓力)，波浪力大；2)波浪力的合力指向直立堤后趾以外，對(duì)直立堤抗傾穩(wěn)定不利；3)當(dāng)?shù)躺砀叨容^高時(shí)，自重引起的平均基底壓力基本成線形增大，波浪作用引起的基底壓力成梯形分布，兩者疊加后局部基底壓力進(jìn)一步加大，因而往往在軟土地基上無(wú)法采用，在中等承載力地基上也需要較厚的拋石基床。
[0004]3、水平混合式直立堤:背浪側(cè)為直立堤，迎浪側(cè)采用眾多人工塊體拋填形成斜坡，其不足是需要依托背浪側(cè)直立堤，堤身斷面大，背浪側(cè)直立堤的不足同沉箱式直立堤。
[0005]4、半圓型堤:包括半圓形構(gòu)件和半圓形沉箱。其不足有:1)半圓形構(gòu)件盡管在底板上設(shè)泄壓孔以減小波浪浮托力，但寬度基本為高度的2倍，由于重量與高度基本呈平方關(guān)系，且屬于空心結(jié)構(gòu)，當(dāng)用于高基床、矮堤身、大波浪條件時(shí)，受高度限制和空心影響，半圓形構(gòu)件重量較小，抵御波浪作用能力往往不能滿足需要；2)半圓形沉箱盡管有填料、自重增加，但寬度基本為高度的2倍，由于重量與高度基本呈平方關(guān)系，當(dāng)用于高基床、矮堤身、大波浪條件時(shí)，受高度限制，半圓形沉箱重量較小，且不能設(shè)泄壓孔，無(wú)法減小波浪壓力和波浪浮托力，抵御波浪作用能力往往不能滿足穩(wěn)定性需要；3)半圓形構(gòu)件、半圓形沉箱的拱圈系薄壁結(jié)構(gòu)，抵御集中力(沖切能力)較差，導(dǎo)致遭遇船舶等漂流物意外撞擊損壞的現(xiàn)象屢屢發(fā)生。
[0006]另外，三角形沉箱(CN2011203424411)由側(cè)板、底板、兩端的封板整體連接成箱體結(jié)構(gòu)并充填回填料形成，兩側(cè)側(cè)板之間按節(jié)點(diǎn)構(gòu)造連接，不設(shè)頂板，橫斷面呈近似三角形，側(cè)板與底板的夾角不大于60°，整體呈近似三角形棱柱體。其特點(diǎn)是:1)基底壓力小且均勻、整體穩(wěn)定性好，2)當(dāng)側(cè)板與水平面的夾角小于45°時(shí)，其波浪力的合力作用線始終指向沉箱底板以內(nèi)，波浪力對(duì)沉箱抗傾穩(wěn)定是有利的，波浪的豎向分力較大，波浪力對(duì)沉箱抗滑穩(wěn)定的有利作用較大，抗傾穩(wěn)定性、抗滑穩(wěn)定性好。但該技術(shù)存在以下不足:1)由于三角形沉箱重量與高度基本呈平方關(guān)系，當(dāng)用于高基床、矮堤身、大波浪條件時(shí)，受高度限制三角形沉箱重量較小，抵御波浪作用能力往往不能滿足穩(wěn)定性需要；2)沉箱側(cè)板系薄壁結(jié)構(gòu)，抵御集中力(沖切能力)較差，若遭遇船舶等漂流物意外撞擊容易損壞；3)頂部基本為尖角，若遭遇船舶等漂流物意外撞擊容易損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種梯形塊堤身結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0008]本發(fā)明梯形塊堤身結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案是:梯形塊堤身結(jié)構(gòu)，其特征在于:堤身結(jié)構(gòu)由橫斷面方向?yàn)橐徽麎K的梯形塊安放在基床上(不同于削角胸墻與直立堤的整體連接)并在縱向逐塊連續(xù)排列銜接而成，所述梯形塊為一個(gè)橫斷面方向?yàn)榻铺菪巍⒄w呈近似梯形棱柱體的塊體，梯形塊橫向兩側(cè)坡面與水平面的夾角不大于60°。
[0009]當(dāng)?shù)糖安ɡ薍ist接近于0.6^0.78倍水深(破碎波)，梯形塊橫向兩側(cè)坡面與水平面的夾角大于等于18°且小于等于45°。
[0010]梯形塊橫向兩側(cè)坡面提高穩(wěn)定性的機(jī)理:由于波峰作用在坡面上的波浪力的方向始終與迎浪側(cè)坡面垂直，其豎向分力對(duì)梯形塊整體穩(wěn)定有利。當(dāng)兩側(cè)坡度與水平面的夾角不大于45°時(shí)，波峰作用在坡面上的波浪力的合力作用線始終指向梯形塊底面以內(nèi)，見(jiàn)圖16、圖18，對(duì)梯形塊的抗傾穩(wěn)定是有利的，其豎向分力較大，對(duì)梯形塊抗滑穩(wěn)定的有利作用較大；當(dāng)兩側(cè)坡度與水平面的夾角45°~60°時(shí)，波峰作用在坡面上的波浪力的合力作用線基本指向梯形塊背浪側(cè)趾附近，基本不產(chǎn)生傾覆力矩，考慮梯形塊有效自重引起的穩(wěn)定力矩后一般不存在抗傾失穩(wěn)問(wèn)題，但其豎向分力減小，對(duì)梯形塊抗滑的有利作用減小。
[0011]抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算按《防波堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》半圓體抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算公式:
【權(quán)利要求】
1.梯形塊堤身結(jié)構(gòu)，其特征在于:堤身結(jié)構(gòu)由橫斷面方向?yàn)橐徽麎K的梯形塊安放在基床上并在縱向逐塊連續(xù)排列銜接而成，所述梯形塊為一個(gè)橫斷面方向?yàn)榻铺菪?、整體呈近似梯形棱柱體的塊體，梯形塊橫向兩側(cè)坡面與水平面的夾角不大于60°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形塊堤身結(jié)構(gòu)，其特征在于:梯形塊橫向兩側(cè)坡面與水平面的夾角大于等于18°且小于等于45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯形塊堤身結(jié)構(gòu)，其特征在于:梯形塊迎浪側(cè)坡面設(shè)置由坡面到底面上下貫通的消浪泄壓孔，或設(shè)置不貫通的消浪泄壓孔、消浪墩、消浪坎、只在同一側(cè)坡面上相互貫通的消浪泄壓孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯形塊堤身結(jié)構(gòu)，其特征在于:梯形塊橫向兩側(cè)直墻高度不大于梯形塊高度的1/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的梯形塊堤身結(jié)構(gòu)，其特征在于:梯形塊橫向兩側(cè)直墻高度不大于梯形塊高度的1/3。
【文檔編號(hào)】E02B3/04GK103774609SQ201410016821
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】馬興華, 周海, 陳張忱, 殷昕, 陳琳, 季嵐, 王費(fèi)新 申請(qǐng)人:中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司