專利名稱：一種三腳架墩式結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三腳架墩式結(jié)構(gòu)，尤其是適用于特定條件的墩式碼頭靠船 墩、系纜墩和棧橋墩等水上的墩式結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
許多油氣化工碼頭采用墩式布置，靠船墩和系纜墩是主要承受水平力的結(jié)構(gòu)?？?船墩、系纜墩和棧橋墩常用的結(jié)構(gòu)形式有沉箱墩式結(jié)構(gòu)和高樁墩式結(jié)構(gòu)。在一般情況下，采 用打入樁墩式結(jié)構(gòu)是比較經(jīng)濟的，采用沉箱墩式因為結(jié)構(gòu)比較大，造價相對較高。隨著港口建設(shè)的發(fā)展，靠船墩、系纜墩和棧橋墩面臨復(fù)雜的地基、水深和波浪等情 況，普通高樁墩式結(jié)構(gòu)或沉箱墩式結(jié)構(gòu)不盡適應(yīng)，需要根據(jù)工程特點進行創(chuàng)新。比如某些地方在比較大的水深下的表層土層是軟土，軟土下就是堅硬的巖基的情 況，普通樁基結(jié)構(gòu)因為需要嵌巖費用高，沉箱墩式結(jié)構(gòu)太大，費用也高。這種情況，就適宜采 用三腳架結(jié)構(gòu)直接埋設(shè)在換填的地基上，形成靠船墩、系纜墩或棧橋墩。具體結(jié)構(gòu)方案就是 先開挖基礎(chǔ)軟土，拋填碎石或塊石形成基床，必要時進行夯實，然后，采用三腳架結(jié)構(gòu)安裝 在基床上，三腳架支腿設(shè)置一塊底板，在底板上回填砂或塊石壓載，由此形成穩(wěn)定的三腳架 結(jié)構(gòu)抵抗水平和垂直荷載。又如有些地基基巖裸露，上述三腳架結(jié)構(gòu)經(jīng)過改變其錨碇系統(tǒng)，也有其適應(yīng)性。具 體來說，一種情況就是可以在樁內(nèi)打錨桿錨固，提供抗拔力，抗壓由基礎(chǔ)板承擔，錨桿施工 比嵌巖施工方便，費用節(jié)省。另一種情況可以在樁內(nèi)嵌巖，樁內(nèi)嵌巖，可以采用沖擊成孔法，也可以采用回旋鉆 成孔法，斜樁嵌巖施工在國內(nèi)已經(jīng)比較成熟，設(shè)備容易解決。還有一種情況可以將錨碇底板替換為小沉箱基礎(chǔ)，將填料直接填在小沉箱內(nèi)，形 成抗拔力，這種方法能比較快形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，施工期防臺的風險小。這些處理方式各有其適 應(yīng)性和優(yōu)缺點。三腳架結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)輕型，穩(wěn)定性良好，受力明確等優(yōu)點，三個支腿底部與基礎(chǔ)接 觸形成一個平面，基礎(chǔ)的平整度等支撐條件容易滿足三腳架的安裝要求。與本發(fā)明接近的已有專利“嵌巖鋼管碼頭結(jié)構(gòu)及其施工方法”，兩者在結(jié)構(gòu)形式、 結(jié)構(gòu)主體、受力形式、錨固方式等方面不同。目前，水運工程起重安裝、制造和預(yù)制、開挖回填、樁內(nèi)嵌巖或打設(shè)錨桿等方面的 能力為結(jié)構(gòu)創(chuàng)新提供有利條件。發(fā)明內(nèi)容為了發(fā)揮三腳架結(jié)構(gòu)輕型、穩(wěn)定性良好、受力明確等優(yōu)點，本實用新型提供一種三 腳架墩式結(jié)構(gòu)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用由鋼材或鋼結(jié)構(gòu)焊 接形成的三腳架結(jié)構(gòu)作為墩式結(jié)構(gòu)的主體，三腳架結(jié)構(gòu)由3條傾斜的支腿、3個支腿底座、3 條聯(lián)系桿、頂部聯(lián)接結(jié)構(gòu)組成，安裝于水上工程，并根據(jù)地基和項目特點采用不同方式將三 腳架的支腿錨固在地基上，從而實現(xiàn)三腳架抵抗水平荷載和垂直荷載滿足穩(wěn)定要求，在三 腳架頂部設(shè)置墩臺，滿足生產(chǎn)、操作和設(shè)備布置等要求。[0014]三腳架的3條支腿在平面的分布，對于系纜墩和棧橋墩，可以采用均等分布，2條 支腿之間的平面夾角120°，也可以根據(jù)外力在不同方向的大小等情況，選擇不同的平面夾 角。對于靠船墩，一般沿著碼頭前沿線布置2條支腿，在垂直碼頭前沿線方向布置1條支 腿。碼頭前沿線方向上的2條支腿的斜度可以比垂直碼頭前沿線的支腿陡一些。為了提高 抗力并與船舶離開足夠空間，在保障結(jié)構(gòu)施工期穩(wěn)定的前提下，可以將平行碼頭前沿線的2 條支腿向碼頭內(nèi)側(cè)偏移，使其支腿基礎(chǔ)遠離碼頭前沿線。三腳架的聯(lián)系桿有3條，設(shè)置在三腳架的底部一個平面內(nèi)。三腳架支腿在地基上的錨固方式有4種，敘述如下。支腿錨固方式一在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上承擔支腿壓 力，并在基礎(chǔ)梁板上回填填料壓載，由填料的自重力提供抗拔作用，從而將支腿錨固。這種 形式適應(yīng)地基表層有軟土需要開挖、軟土下土層堅硬、當?shù)靥盍县S富等情況。支腿錨固方式二在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上承擔支腿壓 力，并在支腿內(nèi)打設(shè)錨桿抵抗上拔力，將錨桿錨固在支腿和地基內(nèi)，必要時，基床可以在打 設(shè)錨桿前進行預(yù)壓或灌漿處理，由此實現(xiàn)支腿錨固。這種情況，適應(yīng)基巖比較淺等情況。支腿錨固方式三直接在支腿內(nèi)進行嵌巖，采用嵌巖樁直接將支腿錨固在地基上， 承擔壓力、拉力和彎矩，從而實現(xiàn)支腿錨固。這種形式，對地質(zhì)條件的適應(yīng)性比較好，結(jié)構(gòu)沉 降和位移小。支腿錨固方式四在支腿底部設(shè)置小沉箱，小沉箱支撐于基床上承擔支腿壓力，在 小沉箱內(nèi)回填填料，由填料的自重力提供抗拔作用，從而將支腿錨固，這種方式適應(yīng)堅硬土 層埋藏比較淺等情況。本實用新型的有益效果，在適用的條件下，三腳架結(jié)構(gòu)抗力性能好，結(jié)構(gòu)輕型，材 料用量少，具有節(jié)約材料、節(jié)省工程費用等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是三腳架墩式結(jié)構(gòu)典型立面示意圖(錨固方式一)；圖2是三腳架墩式結(jié)構(gòu)典型平面示意圖(錨固方式一)；圖3是三腳架墩式結(jié)構(gòu)靠船墩立面示意圖(錨固方式一)；圖4是三腳架墩式結(jié)構(gòu)靠船墩平面示意圖(錨固方式一)；圖5是支腿錨固方式一斷面圖；圖6是支腿錨固方式一平面示意圖；圖7是三腳架頂部連接結(jié)構(gòu)立面示意圖；圖8是三腳架頂部連接結(jié)構(gòu)平面示意圖；圖9是三腳架墩式結(jié)構(gòu)典型立面示意圖(錨固方式二)；
圖10是支腿錨固方式二斷面圖；
圖11是三腳架墩式結(jié)構(gòu)典型立面示意圖(錨固方式三)；
圖12是支腿錨固方式三斷面圖；
圖13是三腳架墩式結(jié)構(gòu)典型立面示意圖(錨固方式四)；
圖14是支腿錨固方式四斷面圖。[0037]圖中1.三角架主體，2.支腿底座，3.地基基礎(chǔ)，4.支腿，5.聯(lián)系桿，6.頂部連接 結(jié)構(gòu)，7.過渡桿，8.斜桿，9.主梁，10.底板，11.墩臺，12.基床，13.填料，14.開挖線，15.泥 面線，16.護底結(jié)構(gòu)，17.碼頭前沿線，18.三腳架結(jié)構(gòu)(18)，19.錨桿，20.嵌巖樁，21.小沉 箱，22.密封圈。
具體實施方式
圖1和圖2，表示三腳架墩式典型結(jié)構(gòu)情況(錨固方式一)。三腳架墩式結(jié)構(gòu)由三 角架主體(1)、支腿底座(2)、地基基礎(chǔ)(3)、墩臺(11)組成。三角架主體(1)由支腿(4)、 聯(lián)系桿(5)、頂部連接結(jié)構(gòu)(6)組成，3條支腿在平面的分布基本均勻。三腳架的聯(lián)系桿(5) 有3條，設(shè)置在三腳架的底部接近支腿底座(2)的一個平面內(nèi)。支腿底座(2)由過渡桿 (7)、斜桿(8)、主梁(9)、底板(10)組成。地基基礎(chǔ)(3)由基床(12)、填料(13)、護底結(jié)構(gòu) (16)組成。主要施工順序是采用鋼管或鋼管混凝土制作支腿(4)、聯(lián)系桿(5)、頂部連接結(jié) 構(gòu)(6)，并通過焊接形成三角架主體(1)。采用鋼管、鋼板或型鋼制作過渡桿(7)、斜桿(8)、 主梁(9)、底板(10)，并焊接形成支腿底座(2)，接著與三角架主體(1)焊接形成三腳架結(jié)構(gòu) (18)，可以吊運到現(xiàn)場安裝。開挖基槽后，回填塊石、碎石或砂經(jīng)過整平后形成基床(12)， 必要時可以對基床(12)進行密實處理，比如打夯或振沖處理。采用起重船安裝三腳架結(jié)構(gòu) (18)后，拋填填料(13)，設(shè)置護底結(jié)構(gòu)(16)，澆注墩臺(11)就完成了三腳架墩式典型結(jié)構(gòu) (錨固方式一)的實施。圖3和圖4表示三腳架墩式靠船墩情況(錨固方式一)，總體與
圖1和圖2相同， 不同之處在于支腿的布置。在碼頭前沿線(17)方向上布置2條支腿(4)，2條支腿(4)的 三腳架底座(2)向碼頭內(nèi)側(cè)偏移，使支腿(4)和三腳架底座(2)遠離碼頭前沿線(17)。第 三條支腿(4)布置在垂直碼頭前沿線(17)的方向上。上述三腳架墩式典型結(jié)構(gòu)和三腳架 墩式靠船墩在其他錨固方式上的差別與錨固方式一的差別基本相似，故其他錨固方式的圖 僅僅繪制三腳架墩式典型結(jié)構(gòu)的立面圖，三腳架靠船墩結(jié)構(gòu)的圖略去。圖6表示支腿錨固方式一的支腿底座(2)平面情況，每條支腿(4)有4根斜桿(8)， 斜桿(8) —端與主梁(9)焊接，另一端與支腿(4)焊接。主梁(9)縱橫布置并焊接，其下布 置底板(10)并與主梁(9)焊接。圖7和圖8表示三腳架主體(1)的頂部連接結(jié)構(gòu)(6)情況，每2根支腿⑷之間， 設(shè)置上層和下層的平行桿件各1根，并布置1根斜向桿件，形成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。圖9表示三腳架墩式典型結(jié)構(gòu)情況(錨固方式二)，結(jié)構(gòu)情況與錨固方式一基本相 同，不同之處在于錨固結(jié)構(gòu)。錨固方式二的支腿(4)直接深入到底板(10)并與之焊接，支 腿(4)內(nèi)部空腔對應(yīng)處的底板(10)切除，便于在支腿(4)內(nèi)部打設(shè)錨桿(19)。三腳架結(jié) 構(gòu)(18)吊運到現(xiàn)場安裝后，進行必要的基礎(chǔ)處理，例如對基床(12)進行灌漿或夯實處理， 就可以進行錨桿(19)施工，澆注墩臺(11)就實現(xiàn)三腳架墩式結(jié)構(gòu)的實施。
圖11表示三腳架墩式典型結(jié)構(gòu)情況(錨固方式三)。三角架主體(1)和三腳架結(jié) 構(gòu)(18)都是由支腿(4)、聯(lián)系桿(5)、頂部連接結(jié)構(gòu)(6)組成，可以吊運到現(xiàn)場安裝，然后在 支腿(4)內(nèi)進行嵌巖樁(20)施工，澆注墩臺(11)就實現(xiàn)三腳架墩式結(jié)構(gòu)的實施。
圖13表示三腳架墩式典型結(jié)構(gòu)情況(錨固方式四)。結(jié)構(gòu)情況與錨固方式一基本 相同，不同之處在于錨固結(jié)構(gòu)。聯(lián)系桿(5)在穿過小沉箱(21)處設(shè)置密封圈(22)，防止漏
5料。小沉箱(21)由主梁焊接形成骨架，骨架四周外側(cè)面和底面焊接底板(10)。三腳架結(jié)構(gòu) (18)形成并吊運到現(xiàn)場安裝后，在小沉箱(21)內(nèi)回填填料(13)，澆注墩臺(11)就實現(xiàn)三 腳架墩式結(jié)構(gòu)的實施。
權(quán)利要求一種三腳架墩式結(jié)構(gòu)，以三腳架結(jié)構(gòu)作為墩式結(jié)構(gòu)的主體，其特征在于三腳架結(jié)構(gòu)由3條傾斜的支腿、3個支腿底座、3條聯(lián)系桿、頂部聯(lián)接結(jié)構(gòu)組成，采用鋼材或鋼結(jié)構(gòu)焊接形成，安裝于水上工程，將三腳架的支腿錨固在地基上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三腳架墩式結(jié)構(gòu)，三腳架支腿在地基上的錨固方式有4種，其 特征在于支腿錨固方式一，在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上承擔支腿壓 力，并在基礎(chǔ)梁板上回填填料壓載；支腿錨固方式二，在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板 支撐于基床上承擔支腿壓力，并在支腿內(nèi)打設(shè)錨桿抵抗上拔力，將錨桿錨固在支腿和地基 內(nèi)；支腿錨固方式三，直接在支腿內(nèi)進行嵌巖，采用嵌巖樁直接將支腿錨固在地基上；支腿 錨固方式四，在支腿底部設(shè)置小沉箱，小沉箱支撐于基床上承擔支腿壓力，在小沉箱內(nèi)回填 填料。
專利摘要一種三腳架墩式結(jié)構(gòu)，安裝于水上工程，以三腳架結(jié)構(gòu)作為墩式結(jié)構(gòu)的主體。三腳架結(jié)構(gòu)由3條傾斜的支腿、3個支腿底座、3條聯(lián)系桿、頂部聯(lián)接結(jié)構(gòu)組成，采用鋼材或鋼結(jié)構(gòu)焊接形成，將三腳架的支腿錨固在地基上，實現(xiàn)墩臺功能。支腿底座在地基內(nèi)的錨固方式有四種方式一，在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上，并在基礎(chǔ)梁板上回填填料壓載；方式二，在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上承擔支腿壓力，并在支腿內(nèi)打設(shè)錨桿，將錨桿錨固在支腿和地基內(nèi)；方式三，直接在支腿內(nèi)進行嵌巖，采用嵌巖樁直接將支腿錨固在地基上；方式四，在支腿底部設(shè)置小沉箱，小沉箱支撐于基床上，在小沉箱內(nèi)回填填料。
文檔編號E02B3/20GK201746815SQ20102012505
公開日2011年2月16日 申請日期2010年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月1日
發(fā)明者沈任重, 沈迪州 申請人:沈迪州;沈任重