本發(fā)明涉及一種跨水域浮橋-隧道組合結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

自人類文明有記載以來(lái)，人們就致力于跨水域交通結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)與研究。針對(duì)不同水域的形式和特點(diǎn)，人們?cè)岢霾煌瑯蛄航Y(jié)構(gòu)類型、海底沉管隧道、水上浮橋和懸浮隧道等跨越方式。

傳統(tǒng)的浮橋結(jié)構(gòu)是通過(guò)浮體結(jié)構(gòu)代替下部橋墩結(jié)構(gòu)，從而成為漂浮在水面上的橋梁。因結(jié)構(gòu)形式相對(duì)簡(jiǎn)單，受力明確，具有悠久的應(yīng)用歷史。但由于橋面寬度、橋面系材質(zhì)的限制，其往往受限于大流量機(jī)動(dòng)車交通運(yùn)輸?shù)臈l件限制。

懸浮隧道是自上個(gè)世紀(jì)50年代以來(lái)，因其具有跨越能力長(zhǎng)、單位長(zhǎng)度造價(jià)低、運(yùn)輸能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，而被水域交通工程界廣泛推行的一種跨水域交通形式。結(jié)構(gòu)體系主要是利用隧道管體所受的浮力來(lái)平衡重力和運(yùn)營(yíng)交通荷載。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同的支撐類型分為錨索錨固支承型、水底立柱支承型和浮筒錨固支承型等?？舍槍?duì)不同水域地質(zhì)情況和要求，可靈活地選擇不同的支撐方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種跨水域浮橋-隧道組合結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

一種跨水域浮橋-隧道組合結(jié)構(gòu)，包括浮橋伸縮段機(jī)電控制站、浮橋欄桿、浮橋體系、浮橋伸縮段與浮橋連接接口、浮筒活動(dòng)支座、浮橋伸縮段、浮橋伸縮段滑動(dòng)軌道、浮筒固定支座、浮筒結(jié)構(gòu)、連接構(gòu)造結(jié)構(gòu)、隧道管體；

隧道管體的重力大于其自身的浮力，且將重力控制在浮力的1.2～1.4倍范圍內(nèi)；隧道管體通過(guò)連接構(gòu)造結(jié)構(gòu)與上部的浮筒結(jié)構(gòu)相互連接，并由浮筒結(jié)構(gòu)提供的浮力平衡隧道管體剩余的重力和后期運(yùn)營(yíng)荷載；同時(shí)在浮筒結(jié)構(gòu)上架設(shè)浮橋體系，浮橋體系的寬度控制在3～5m范圍內(nèi)，并配有相應(yīng)的附屬安全設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)跨水域交通機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道分離。

浮橋體系中設(shè)置浮橋伸縮段，通過(guò)浮橋伸縮段機(jī)電控制站的控制實(shí)現(xiàn)浮橋的伸長(zhǎng)和縮短。

當(dāng)船舶需要通過(guò)時(shí)，通過(guò)在浮橋伸縮段機(jī)電控制站輸入“通行”命令，浮橋伸縮段與浮橋連接接口打斷，從而浮筒活動(dòng)支座抬升至指定的高度，并通過(guò)浮橋伸縮段滑動(dòng)軌道滑行至一側(cè)；待船舶駛離后，在浮橋伸縮段機(jī)電控制站輸入“結(jié)束”命令，浮橋伸縮段按原步驟退回至原位置。

浮橋體系能夠供非機(jī)動(dòng)車輛和行人觀光游覽通行，浮橋伸縮段能滿足水上航道通行，而水下隧道管體可供機(jī)動(dòng)車輛行駛。

所述的隧道管體由高強(qiáng)混凝土澆注的封閉式空腔管道預(yù)制拼接而成。

所述的浮筒結(jié)構(gòu)由高強(qiáng)混凝土澆注的封閉式空腔箱體預(yù)制而成。

所述的連接構(gòu)造結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力錨索張拉錨固技術(shù)，使隧道管體和浮筒結(jié)構(gòu)緊密連接在一起。

所述的浮橋體系采用高強(qiáng)度輕質(zhì)鋼板鋪設(shè)，并通過(guò)浮筒固定支座和浮筒活動(dòng)支座固定約束在浮筒結(jié)構(gòu)上。

所述的附屬安全設(shè)施包括浮橋欄桿、浮橋排水管體、浮橋照明、救生設(shè)備。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)實(shí)現(xiàn)跨水域交通結(jié)構(gòu)機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道分離，適應(yīng)大流量交通的情況；

(2)整個(gè)結(jié)構(gòu)在不影響水面通航的前提下，無(wú)需設(shè)置水下錨固支撐體系，能夠適應(yīng)水域地質(zhì)條件較差的情況，能夠滿足軍工、國(guó)防對(duì)水下凈空的要求；

(3)對(duì)未來(lái)水下交通空間開(kāi)發(fā)和觀光旅游，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)文明建設(shè)具有重要的意義。

附圖說(shuō)明

圖1(a)為本發(fā)明的浮橋-隧道組合結(jié)構(gòu)體系立面圖

圖1(b)為本發(fā)明的浮橋-隧道組合結(jié)構(gòu)體系橫斷面圖

圖1(c)為本發(fā)明的浮橋-隧道組合結(jié)構(gòu)體系平面圖

圖1(d)為本發(fā)明的浮橋-隧道組合結(jié)構(gòu)體系浮橋伸縮段工作時(shí)示意圖

圖中：浮橋伸縮段機(jī)電控制站1；浮橋欄桿2；浮橋橋面體系3；浮橋伸縮段與浮橋連接接口4；浮筒活動(dòng)支座5；浮橋伸縮段6；浮橋伸縮段滑動(dòng)軌道7；水面8；浮筒固定支座9；浮筒結(jié)構(gòu)10；連接結(jié)構(gòu)構(gòu)造11；隧道管體12；水域地質(zhì)條件13。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖圖1(a)-圖1(d)所示，一種跨水域浮橋-隧道組合結(jié)構(gòu)，包括浮橋伸縮段機(jī)電控制站1；浮橋欄桿2；浮橋體系3；浮橋伸縮段與浮橋連接接口4；浮筒活動(dòng)支座5；浮橋伸縮段6；浮橋伸縮段滑動(dòng)軌道7；水面8；浮筒固定支座9；浮筒結(jié)構(gòu)10；連接構(gòu)造結(jié)構(gòu)11；隧道管體12。

隧道管體12的重力大于其自身的浮力，且將重力控制在浮力的1.2～1.4倍范圍內(nèi)；隧道管體12通過(guò)連接構(gòu)造結(jié)構(gòu)11與上部的浮筒結(jié)構(gòu)10相互連接，并由浮筒結(jié)構(gòu)10提供的浮力平衡隧道管體剩余的重力和后期運(yùn)營(yíng)荷載。同時(shí)在浮筒結(jié)構(gòu)10上架設(shè)浮橋體系3，浮橋體系3的寬度控制在3～5m范圍內(nèi)，并配有相應(yīng)的浮橋安全欄桿2，從而實(shí)現(xiàn)跨水域交通機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道分離。

同時(shí)浮橋體系3中設(shè)置浮橋伸縮段6，通過(guò)浮橋伸縮段機(jī)電控制站1的控制實(shí)現(xiàn)浮橋的伸長(zhǎng)和縮短。當(dāng)船舶需要通過(guò)時(shí)，通過(guò)在浮橋伸縮段機(jī)電控制站1輸入“通行”命令，浮橋伸縮段與浮橋連接接口4打斷，從而浮筒活動(dòng)支座5抬升至指定的高度，通過(guò)浮橋伸縮段滑動(dòng)軌道7滑行至一側(cè)，如圖1(d)所示。待船舶駛離后，在浮橋伸縮段機(jī)電控制站1輸入“結(jié)束”命令，浮橋伸縮段6按原步驟退回至原位置。

浮橋體系3可供非機(jī)動(dòng)車輛和行人觀光游覽通行，如圖1(b)所示，浮橋伸縮段6能滿足水上航道通行，而水下隧道管體12可供機(jī)動(dòng)車輛行駛。

所述的隧道管體12由高強(qiáng)混凝土澆注的封閉式空腔管道預(yù)制拼接而成。

所述的浮筒結(jié)構(gòu)10由高強(qiáng)混凝土澆注的封閉式空腔箱體預(yù)制而成。

所述的連接結(jié)構(gòu)構(gòu)造11采用預(yù)應(yīng)力錨索張拉錨固技術(shù)，使隧道管體和浮筒結(jié)構(gòu)緊密連接在一起。

所述的浮橋體系3采用高強(qiáng)度輕質(zhì)鋼板鋪設(shè)，并通過(guò)浮筒固定支座9和浮筒活動(dòng)支座5固定約束在浮筒結(jié)構(gòu)10上。

所述的附屬安全設(shè)施包括浮橋欄桿2、浮橋排水管體、浮橋照明、救生設(shè)備等內(nèi)容。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種跨水域浮橋?隧道組合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括浮橋伸縮段機(jī)電控制站、浮橋欄桿、浮橋體系、浮橋伸縮段與浮橋連接接口、浮筒活動(dòng)支座、浮橋伸縮段、浮橋伸縮段滑動(dòng)軌道、浮筒固定支座、浮筒結(jié)構(gòu)、連接構(gòu)造結(jié)構(gòu)、隧道管體。隧道管體的重力大于其自身的浮力；隧道管體通過(guò)連接構(gòu)造結(jié)構(gòu)與上部的浮筒結(jié)構(gòu)相互連接，并由浮筒結(jié)構(gòu)提供的浮力平衡隧道管體剩余的重力和后期運(yùn)營(yíng)荷載；同時(shí)在浮筒結(jié)構(gòu)上架設(shè)浮橋體系，浮橋體系的寬度控制在3～5m范圍內(nèi)，并配有相應(yīng)的附屬安全設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)跨水域交通機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道分離。本發(fā)明無(wú)需設(shè)置水下錨固支撐體系，能夠適應(yīng)水域地質(zhì)條件較差的情況，能夠滿足軍工、國(guó)防對(duì)水下凈空的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：項(xiàng)貽強(qiáng);林亨;陳政陽(yáng);楊贏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.07
技術(shù)公布日：2017.10.13