專利名稱：新型曲面胸墻沉箱混合堤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬港口或航道建設(shè)工程中的一種防波堤結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種適用于一般
防波堤、護(hù)岸和深水、浪大條件的港口防護(hù)性建筑物結(jié)構(gòu)的新型曲面胸墻沉箱混合堤。
背景技術(shù)：
防波堤是港口和海岸工程中重要的水工建筑物，其主要功能是抵御外海波浪，保 護(hù)港口水域設(shè)施及船舶安全?？亢妥鳂I(yè)。防波堤在所有港口設(shè)施中，無論從技術(shù)難度及造 價方面都占有重要地位。國內(nèi)外的防波堤的結(jié)構(gòu)型式一般有斜坡式防波堤、直立式防波堤 和混合式防波堤三種。①斜坡式防波堤， 一般由石塊或各種形式的混凝土塊體拋筑而成；也 有的是堤心拋石，面層護(hù)以重量較大的混凝土塊體。斜坡式防波堤一般適用于水深較小、地 基較差和石料來源豐富的地方。如果用混凝土塊體護(hù)面，也適用于水深較大、波浪較大的地 方。②直立式防波堤，用鋼筋混凝土沉箱或混凝土方塊砌筑而成。 一般適用于地基較好、水 深較大的地方。③混合式防波堤，下部為拋石結(jié)構(gòu)，上部為直墻結(jié)構(gòu)，是斜坡式和直立式相 結(jié)合的形式，適用于水深較大的情況，比較經(jīng)濟合理。 拋石斜坡堤是我國、北歐和北美等一些國家常用的型式。如我國沿海人工異形混 凝土塊體護(hù)面的拋石堤最為常見。然而這種拋石斜坡堤結(jié)構(gòu)在水深增大和波浪條件惡化 后，不僅其異形護(hù)面塊體的穩(wěn)定重量將變得很大，而且其斷面尺度的增加也很大，約與水深 的平方成正比。因而耗材巨大，工程造價急劇增高。所以這種結(jié)構(gòu)建于深水、浪大地區(qū)的工 程實例并不多見。建造適用于深水條件的直立堤和混合堤最多的是日本和意大利。直立堤 墻身多為正砌方塊、空心方塊或沉箱。當(dāng)直立堤建于深水、浪大自然條件較為惡劣地區(qū)時， 方塊墻身由于受其自身型式和施工等各種薄弱環(huán)節(jié)的制約，工程難以實施。因此，深水直立 堤的主導(dǎo)結(jié)構(gòu)型式是鋼筋混凝土沉箱結(jié)構(gòu)或在沉箱結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進(jìn)的各種異型和消浪箱 型結(jié)構(gòu)。 近年來，隨著港口和海岸工程建設(shè)的迅速發(fā)展，在浪大、水深、流急的外海水域建 造港工建筑物越來越普遍，因此，采用安全、經(jīng)濟的適用于深水、浪大環(huán)境的新型防波堤結(jié) 構(gòu)型式成為一種趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
為了適應(yīng)在外海水深、浪大、施工條件差等不良環(huán)境條件下建造防波堤的趨勢，本 發(fā)明的目的是提供一種適應(yīng)性更強的曲面胸墻沉箱混合堤新結(jié)構(gòu)，能有效抵御深水大浪的 襲擊，減少墻前的反射，減少對周圍環(huán)境的影響；有效地減少水上工作量，為外海施工創(chuàng)造 方便條件；同時具有良好的景觀效果，又造價合理。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種新型曲面胸墻沉箱混合堤， 該防波堤一側(cè)為臨海側(cè)，另一側(cè)為臨港側(cè)，其中該防波堤結(jié)構(gòu)包括有拋石基床，在拋石基 床上固定有作為堤身主體的堤身沉箱，在堤身沉箱上部固定有弧形曲面胸墻，弧形曲面胸 墻為曲面空心或?qū)嵭臉?gòu)件，弧形曲面胸墻的斷面形狀是由底板截面、立板截面及臨海一側(cè)
3的弧形曲面截面連接構(gòu)成。 本發(fā)明的效果是該防波堤具有最佳的消浪效果、良好的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，且具有良 好的景觀效果，比一般的防波堤施工方便，造價合理，特別適用于深水、浪大的惡劣地區(qū)。


圖1為本發(fā)明的前置式曲面胸墻沉箱混合堤斷面圖； 圖2為本發(fā)明的后退式曲面胸墻沉箱混合堤斷面圖； 圖3為本發(fā)明的下臥式曲面胸墻沉箱混合堤斷面圖； 圖4為本發(fā)明的組合式曲面胸墻沉箱混合堤斷面圖。 圖中 1.曲面胸2.堤身沉箱 3.拋石基床4.蓋板 5.外邊坡 6.內(nèi)坡 7.消浪泄壓孔8.排氣孔 9.消能室
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的新型曲面胸墻沉箱混合堤作進(jìn)一步說明。
如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明的新型曲面胸墻沉箱混合堤，該防波堤一側(cè)為臨海側(cè)， 另一側(cè)為臨港側(cè)，該防波堤結(jié)構(gòu)包括有拋石基床3，在拋石基床3上固定有作為堤身主體的 堤身沉箱2，在堤身沉箱2上部固定有弧形曲面胸墻l，弧形曲面胸墻1為曲面空心或?qū)嵭?構(gòu)件，弧形曲面胸墻1的斷面形狀是由底板截面、立板截面及臨海一側(cè)的弧形曲面截面連 接構(gòu)成。 所述弧形曲面胸墻1的弧形曲面為向外凸形或向內(nèi)凹形的曲面，在弧形曲面胸墻 1的弧形曲面上可開設(shè)有方形、條形、圓形消浪泄壓孔7，也可以不開。所述弧形曲面胸墻1 的底面上開有排氣孔8。 所述堤身沉箱2為矩形沉箱或臺階狀異型沉箱，其內(nèi)填充有填石，所述堤身沉箱2 的前艙設(shè)消能室9。所述弧形曲面胸墻1和堤身沉箱2可為分體件，也可為連體預(yù)制件。
所述拋石基床3為明基床或混合基床，拋石基床3兩側(cè)分別設(shè)有外邊坡5、內(nèi)坡6， 外邊坡5和內(nèi)坡6上分別設(shè)有人工塊體護(hù)面。 根據(jù)弧形曲面胸墻1相對于沉箱的位置，本發(fā)明的曲面胸墻沉箱混合堤的斷面形 式有前置式、后退式、下臥式和組合式四種。 如圖1所示，前置式曲面胸墻沉箱混合堤是將上部為弧形曲面胸墻1置于堤頂海 側(cè)和和蓋板4，可與其邊線取齊，下部為堤身的鋼筋混凝土矩形堤身沉箱2。曲面空心構(gòu)件 的弧形曲面胸墻1弧面上可開設(shè)方孔、圓孔、條孔等消浪泄壓孔7，底板上需開排氣孔8 ;矩 形的堤身沉箱2宜考慮前艙或部分前后艙設(shè)置消能室9，前后艙可用消浪泄壓孔7連通。
如圖2所示，后退式曲面胸墻沉箱混合堤是將上部弧形曲面胸墻1構(gòu)件移向港側(cè) 適當(dāng)位置和蓋板4，弧形曲面胸墻1構(gòu)件和堤身沉箱2的要求和做法同前置式。該種形式的 消浪效果在同等條件下會更好。 如圖3所示，下臥式曲面胸墻沉箱混合堤是將上部弧形曲面胸墻1構(gòu)件下臥于堤 身臺階式異型堤身沉箱2的前艙頂面和蓋板4，前艙可不設(shè)消能室，后艙可設(shè)消能室9。作 為消浪結(jié)構(gòu)的弧形曲面胸墻1構(gòu)件的底板標(biāo)高，宜設(shè)在設(shè)計高水位以下0. 5 1. 0倍設(shè)計波高。上部的弧形曲面胸墻1構(gòu)件可為外凸形曲面空心薄壁構(gòu)件，也可為內(nèi)凹形曲面實心 構(gòu)件。上部的弧形曲面胸墻1構(gòu)件若為實心構(gòu)件，曲面上同樣可開設(shè)方孔、圓孔、條孔等消 浪泄壓孔7，在其后壁可開設(shè)排氣孔8。上部的弧形曲面胸墻1構(gòu)件和異型的堤身沉箱2可 分體預(yù)制，也可整體預(yù)制。 如圖4所示，組合式曲面胸墻沉箱混合堤是將上部的弧形曲面胸墻1構(gòu)件作為堤 身主體的一部分，堤身為矩形鋼筋混凝土堤身沉箱2，該種形式也可作為護(hù)岸的岸壁景觀結(jié) 構(gòu)。 如圖1所示，下面以前置式曲面胸墻沉箱混合堤為例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
拋石基床3為明基床或混合基床，其外邊坡5有人工塊體護(hù)面，內(nèi)邊坡6為人工塊 體或大塊石護(hù)面；拋石基床3的厚度，對巖石地基不宜小于2m，對非巖石地基為5m左右；拋 石基床3的寬度，仍按墻身寬度加上外肩和內(nèi)肩的寬度，分別按墻身計算寬度的0. 6和0. 4 倍的有關(guān)規(guī)定；內(nèi)、外邊坡也不變，內(nèi)邊坡的坡度為1 : 1.5，外邊坡的坡度為1 : 2。
堤身沉箱2的重量為2000 6000t ;堤身沉箱2寬度由建筑物本身的穩(wěn)定性和基 床頂面、地基承載能力確定；堤身沉箱2長度應(yīng)根據(jù)施工設(shè)備的能力并適當(dāng)考慮沉箱結(jié)構(gòu) 的剛度，原則上可不受長與寬之比不大于3的限制，但也不能太長；堤身沉箱2高度，其標(biāo)高 宜定在施工水位以上；堤身沉箱2前、后趾長度可適當(dāng)加大至1. 5 3. 0m ;堤身沉箱2里面 艙格的尺寸也需適當(dāng)加大至4 6m ;各墻壁厚，如外壁、內(nèi)壁、側(cè)壁、隔墻、底板也均比照原 來規(guī)定適當(dāng)加厚。堤身沉箱2內(nèi)部分填有石或砂。 上部結(jié)構(gòu)的弧形曲面胸墻1空心薄壁構(gòu)件，曲面朝向臨海一側(cè)，外形為弧形或四 分之一圓，曲面上可開設(shè)方形、圓形或長條形消浪泄壓孔7，也可以不開孔；曲面厚度通過 受力計算確定，構(gòu)造上不宜太??；整個曲面上部構(gòu)件(含底板)分段重量宜小于500t?；?形曲面胸墻1空心薄壁構(gòu)件和堤身沉箱2連為整體，也可以分別預(yù)制，施工時在現(xiàn)澆接頭部 位連成整體。 該曲面胸墻沉箱混合堤堤身主體結(jié)構(gòu)采用大型化矩形堤身沉箱結(jié)構(gòu)，比較適應(yīng)深 水、浪大的惡劣工況；具有直墻形墻身加外凸或內(nèi)凹的弧形上部結(jié)構(gòu)的"復(fù)合型"斷面，不 僅具有最佳的消浪效果、良好的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，而且頗具景觀效果；堤身_大型沉箱和上部 弧形結(jié)構(gòu)，施工水位以上都為預(yù)制構(gòu)件，上下僅有少量的現(xiàn)澆接頭，有效的減少了水上工作 量，為施工創(chuàng)造了方便條件。由此可見，本發(fā)明提出的"曲面胸墻沉箱混合堤"結(jié)構(gòu)型式新 穎，有良好的景觀效果；受力合理，施工方便，造價適中，是一種具有良好發(fā)展前景的深水防 波堤結(jié)構(gòu)型式。
權(quán)利要求
一種新型曲面胸墻沉箱混合堤，該防波堤一側(cè)為臨海側(cè)，另一側(cè)為臨港側(cè)，其特征是該防波堤結(jié)構(gòu)包括有拋石基床(3)，在拋石基床(3)上固定有作為堤身主體的堤身沉箱(2)，在堤身沉箱(2)上部固定有弧形曲面胸墻(1)，弧形曲面胸墻(1)為曲面空心或?qū)嵭臉?gòu)件，弧形曲面胸墻(1)的斷面形狀是由底板截面、立板截面及臨海一側(cè)的弧形曲面截面連接構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墻(1)的弧形曲面為向外凸形或向內(nèi)凹形的曲面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墻(1)的弧形曲面上開設(shè)有方形、條形、圓形消浪泄壓孔(7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墻(1) 的底面上開有排氣孔(8)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述堤身沉箱(2)為矩形沉箱或臺階狀異型沉箱，其內(nèi)填充有填石，所述堤身沉箱(2)的前艙設(shè)消能室(9)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述拋石基床(3)為明基床或混合基床，拋石基床(3)兩側(cè)分別設(shè)有外邊坡(5)、內(nèi)坡(6)，外邊坡(5)和內(nèi)坡 (6)上分別設(shè)有人工塊體護(hù)面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墻(1)和堤身沉箱(2)為連體或分體預(yù)制件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型曲面胸墻沉箱混合堤，該防波堤一側(cè)為臨海側(cè)，另一側(cè)為臨港側(cè)，該防波堤結(jié)構(gòu)包括有拋石基床，在拋石基床上固定有作為堤身主體的堤身沉箱，在堤身沉箱上部固定有弧形曲面胸墻，弧形曲面胸墻為曲面空心或?qū)嵭臉?gòu)件，弧形曲面胸墻的斷面形狀是由底板截面、立板截面及臨海一側(cè)的弧形曲面截面連接構(gòu)成。本發(fā)明的效果是該防波堤具有最佳的消浪效果、良好的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，且具有良好的景觀效果，比一般的防波堤施工方便，造價合理，特別適用于深水、浪大的惡劣地區(qū)。
文檔編號E02B3/06GK101713181SQ200910228770
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者佟德勝, 劉德進(jìn), 吳進(jìn), 李元音, 李承鋼, 王玉紅, 王美茹, 舒寧, 謝世楞, 謝善文 申請人:中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司