專利名稱：臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)。屬于港口工程領(lǐng)域中的建筑結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，工程中采用的大型碼頭結(jié)構(gòu)形式有兩種，即重力式結(jié)構(gòu)和樁基結(jié)構(gòu)。重力式結(jié)構(gòu)承載力高，耐久性好。常用的重力式碼頭結(jié)構(gòu)有沉箱、扶壁、方塊、圓筒等型式，這些結(jié)構(gòu)型式的重力式碼頭均需要有良好的地基基礎(chǔ)和拋石基床。對于軟土地基上的大噸位碼頭泊位，要建造傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式的重力式碼頭，則需要進(jìn)行大斷面的基礎(chǔ)開挖、地基土置換和建造拋石基床，因?yàn)閭鹘y(tǒng)重力式碼頭結(jié)構(gòu)的自重較大，要求地基基礎(chǔ)的承載力較高。這樣做，一方面土體開挖和回填工程量大，特別是在砂石料缺乏的地區(qū)，會大幅度地增加工程造價；另一方面，在深水下建造拋石基床施工困難，如拋石基床的夯實(shí)、整平難度大，必然會導(dǎo)致工程造價高。基于上述因素，目前在軟土地基上基本均采用高樁碼頭結(jié)構(gòu)型式，但高樁碼頭具有耐久性差、承載能力有限、對超載極為敏感、使用期的維護(hù)工作量較大等弱點(diǎn)。因此，要在軟土海床地基上建造深水大型碼頭泊位時，特別是重力式碼頭結(jié)構(gòu)時，需要采用新的碼頭結(jié)構(gòu)型式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)型式的碼頭自重較小，要求地基基礎(chǔ)的承載力不高、又具有重力式碼頭結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，工程造價相對較低。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的包括由拋石基床、拋石基床上臥放的混凝土圓筒體、圓筒體上鋪設(shè)的面板和軌道梁構(gòu)成的臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，沿著碼頭岸線方向，軸線垂直于碼頭岸線的圓筒體臥放排列成一至四層，在圓筒體軸線兩端由圓筒體外緣構(gòu)成的空隙區(qū)域設(shè)置封堵墻，在兩封堵墻之間的空隙區(qū)域內(nèi)填充砂石料。
上述臥放的同一層圓筒體的直徑相同，不同層圓筒體的直徑可以相同，也可以不相同。
上述圓筒體的直徑為2m～30m，壁厚為0.2m～2.0m，單個圓筒體長度為4m～40m。
上述的同一層排放的圓筒體，相鄰兩個圓筒體之間的外緣間距為0.2～30m；沿圓筒體軸線方向，可以是一個圓筒體，也可以是至少兩個等長或不等長的圓筒體串接而成，接口位置與同層的相鄰圓筒體的接口位置和上下層的相鄰圓筒體的接口位置是錯位設(shè)置的。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)，不僅適合于建造在深水環(huán)境中，而且碼頭自重輕、材料用量少、要求地基基礎(chǔ)的承載力不高、具有重力式碼頭結(jié)構(gòu)的承載力高、耐久性好特點(diǎn)，工程造價相對較低。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明加以說明。
圖1為本發(fā)明的垂直于圓筒軸線的立面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中的A-A剖面示意圖。
圖中1為混凝土圓筒體，2為小圓筒體，3為面板，4為軌道梁，5為封堵墻，6為拋石基床，7為軌道，8為空隙填充砂石料。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一個實(shí)施例如下如圖1和圖2所示的一臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)，其由拋石基床、臥放混凝土圓筒體、空隙填充小圓筒體、空隙間的混凝土封堵墻、空隙填充砂石料、軌道梁、面板和其它碼頭附屬設(shè)施組成。拋石基床橫斷面呈梯形，底寬40m，頂寬46m，厚2m；臥放于拋石基床上的混凝土圓筒體直徑26m，壁厚0.5m，單個圓筒體長12m，重11300kN，3個串接構(gòu)成的筒體長36m(即碼頭的寬度)，相鄰兩圓筒體間的外壁間距為0.5m；上下空隙填充的小圓筒體直徑6.5m，壁厚0.25m，單個長9m～15m，3個串接長36m；在兩端的軌道梁下圓筒體外緣之間的空隙，澆筑2m厚的混凝土封堵墻，中間用砂石料充填；圓筒體和混凝土封堵墻頂部設(shè)裝卸機(jī)械行走的軌道梁，圓筒體和填充料頂部設(shè)碼頭面板。這樣構(gòu)成的碼頭前沿平均水深22m，可?？?0萬噸級的船舶，碼頭上可安設(shè)相應(yīng)的裝卸機(jī)械，碼頭結(jié)構(gòu)可承受碼頭面上作用300kN/m2的堆貨荷載。
該碼頭施工時，分陸上和水上兩個工作區(qū)?；炷翀A筒體在陸上預(yù)制。在水上施工區(qū)，首先開挖基坑，然后建造拋石基床，之后將陸上預(yù)制的混凝土圓筒體安放于拋石基床上，再后建封堵墻并將圓筒體間的空隙填充，最后建造軌道梁和碼頭面板。碼頭圓筒體在陸上采用立姿預(yù)制，采用滑道等方法下水后，通過施工輔助浮筒來實(shí)現(xiàn)碼頭圓筒體的浮運(yùn)和由立姿變?yōu)榕P放姿態(tài)以及在拋石基床上定位安放。施工輔助浮筒的外徑為25.6m，高5m，上下兩層艙格各高2.5m，每層沿圓周方向等分成12個扇形艙格，該施工輔助浮筒自重1900kN，可提供24000kN的浮力。碼頭圓筒體下水前，將施工輔助浮筒吊裝置于碼頭圓筒體內(nèi)，并將兩者連接，碼頭圓筒體下水后，排出施工輔助浮筒內(nèi)的水，將碼頭圓筒體浮起，浮運(yùn)至安裝地點(diǎn)附近的深水域，之后，調(diào)整施工輔助浮筒各艙格中的水量，使其與碼頭圓筒體的一側(cè)下沉，另一側(cè)上升，緩慢地由立姿變成臥放姿態(tài)，再浮運(yùn)至安裝地點(diǎn)定位，定位后，向施工輔助浮筒的艙格中注水，使碼頭圓筒體下沉坐落至拋石基床上，然后放松施工輔助浮筒與碼頭圓筒體之間的連接，將施工輔助浮筒從碼頭圓筒體內(nèi)移出。
臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)，適合于在深水環(huán)境中建造大型碼頭。碼頭單位長度的混凝土材料用量只與臥放圓筒體的壁厚有關(guān)，而與其直徑無關(guān)。因此，對于深水大型碼頭，一方面材料用量的增加量很小，另一方面碼頭結(jié)構(gòu)的自重輕，要求的地基基礎(chǔ)的承載力不高，這樣拋石基床的厚度可以較小，地基土的力學(xué)特性也可差一些，拋石基床不需要大面積地整平。這兩方面均會使工程造價相對較低。
臥放圓筒體結(jié)構(gòu)在碼頭面上的豎向荷載和碼頭結(jié)構(gòu)自重荷載作用下的受力特性比較好，建造大型碼頭時其與地基基礎(chǔ)的接觸寬度和面積比較大，抗水平荷載的能力也很強(qiáng)，因此，該種結(jié)構(gòu)型式的碼頭完全具有重力式碼頭的承載力高、耐久性好的特性。另外，該種結(jié)構(gòu)型式的碼頭具有透空性，波浪對碼頭的作用荷載比較小。
權(quán)利要求
1.一種臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)，由拋石基床、拋石基床上臥放的混凝土圓筒體、圓筒體上鋪設(shè)的面板和軌道梁構(gòu)成，其特征在于，沿著碼頭岸線方向，軸線垂直于碼頭岸線的圓筒體臥放排列成一至四層，在圓筒體軸線兩端由圓筒體外緣構(gòu)成的空隙區(qū)域設(shè)置封堵墻，在兩封堵墻之間的空隙區(qū)域內(nèi)填充砂石料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于同一層圓筒體的直徑相同，不同層圓筒體的直徑可以相同，也可以不相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于圓筒體的直徑為2m～30m，壁厚為0.2m～2.0m，單個圓筒體長度為4m～40m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)，其特征在于同一層排放的圓筒體，相鄰兩個圓筒體之間的外緣間距為0.2～30m；沿圓筒體軸線方向，可以是一個圓筒體，也可以是至少兩個等長或不等長的圓筒體串接而成，接口位置與同層的相鄰圓筒體的接口位置和上下層的相鄰圓筒體的接口位置是錯位設(shè)置的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種臥放于海底基床上的圓筒體大型碼頭結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由拋石基床、臥放混凝土圓筒體、面板和軌道梁構(gòu)成，沿碼頭岸線方向，軸線垂直于碼頭岸線的圓筒體臥放排列成一至四層，在圓筒體軸線兩端由圓筒體外緣構(gòu)成的空隙區(qū)域設(shè)置封堵墻，在兩封堵墻之間的空隙區(qū)域內(nèi)填充砂石料，沿圓筒體軸線方向，可以是至少兩個等長或不等長的圓筒體串接而成，接口位置與同層的相鄰圓筒體和上下層的相鄰圓筒體的接口位置是錯位的。本發(fā)明適用于在深水軟土海床地基上建造大型重力式碼頭，碼頭自重輕、材料用量少、要求地基基礎(chǔ)的承載力不高、具有重力式碼頭結(jié)構(gòu)的承載力高、耐久性好特點(diǎn)，工程造價相對較低。
文檔編號E02B3/06GK1540102SQ20031010689
公開日2004年10月27日 申請日期2003年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月3日
發(fā)明者別社安 申請人:天津大學(xué)