圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式防波堤结构制造技术

本发明专利技术公开了一种圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式防波堤结构。本发明专利技术由多个单组结构连接组成，每组单组结构由上部分和下部分组成，所述下部分由圆矩形薄壁基础、内隔墙和盖板组成，圆矩形薄壁基础上表面设置盖板，每个隔舱对应的盖板上均设有通气通水阀，圆矩形薄壁基础外壁上预埋单排或多排钢制插槽，钢制插槽内设置钢板桩；所述上部分由内杯口圈梁、外杯口圈梁和挡浪圆筒组成，内杯口圈梁与外杯口圈梁固定在中间的长方体的上表面，挡浪圆筒的底圈固定在内杯口圈梁与外杯口圈梁之间的环形内，挡浪圆筒上设置搭耳；相邻设置的单组结构通过各自相邻的钢板桩连接。本发明专利技术具有可重复使用，不需要开挖地基，从而保护环境等优点。

Circular rectangular suction foundation and steel sheet pile composite breakwater structure

The invention discloses a circular rectangular suction foundation and a steel sheet pile composite breakwater structure. The invention is composed of a plurality of single-group structures, each of which consists of an upper part and a lower part. The lower part is composed of a circular rectangular thin-wall foundation, an inner partition wall and a cover plate, a cover plate is arranged on the surface of the circular rectangular thin-wall foundation, a ventilation valve is arranged on the cover plate corresponding to each compartment, and an outer wall of the circular rectangular thin-wall foundation. Pre-embedded single or multi-row steel slots, steel sheet piles are arranged in the steel slots; the upper part is composed of an inner cup mouth ring beam, an outer cup mouth ring beam and a wave retaining cylinder; the inner cup mouth ring beam and the outer cup mouth ring beam are fixed on the upper surface of the middle cuboid, and the bottom ring of the wave retaining cylinder is fixed between the inner cup mouth ring beam and the outer cup mouth ring beam. Inside, the wave-retaining cylinder is provided with ears, and the adjacent single group structures are connected by the adjacent steel sheet piles. The invention has the advantages of repeatable use, no excavation of foundation, and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式防波堤结构
本专利技术涉及港口海岸及近海工程领域，更具体地说，是涉及一种圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式防波堤结构。
技术介绍
适用于软土地基上的箱筒型基础防波堤结构一般由基础结构和上部结构组成,基础结构为四个上部带盖板、下部开口的基础圆筒体呈矩形排列,筒体间通过筒顶盖板和连接墙刚性连接。在箱筒型基础防波堤的建造和使用过程中，存在三个主要问题，问题一是由于单组箱筒型基础结构重量大，目前主要采用分体预制，需在大型半潜驳上整体拼装后出运，这种出运方法占用半潜驳的时间过长，费用高，效率低；问题二是下部圆筒间的连接墙是这种结构的薄弱部分，易因应力集中出现混凝土开裂现象，影响结构的安全和耐久性，天津港地区的箱筒型基础防波堤试验段工程的原位观测结果也表明，在箱筒型基础防波堤的浮运、拖航和下沉三个阶段的结构内力极值均出现在下部连接墙上，且接近结构屈服应力；问题三是四个基础圆筒内部均没有设置内隔板，在强度不均一的软土地基上的承载性能会比设置内隔板的降低很多。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的箱筒型基础防波堤在建造和使用过程中存在的主要问题，提供一种圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式防波堤结构。本专利技术圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式防波堤结构，通过下述技术方案予以实现，由多个单组结构连接组成，每组单组结构由上部分和下部分组成，所述下部分由圆矩形薄壁基础、内隔墙和盖板组成，所述圆矩形薄壁基础由位于中间的长方体和位于左右两边的半圆柱体组成，圆矩形薄壁基础上表面设置盖板，圆矩形薄壁基础内部通过设置的内隔墙分为8个隔舱，每个隔舱对应的盖板上均设有通气通水阀，圆矩形薄壁基础外壁上预埋单排或多排钢制插槽，钢制插槽与圆矩形薄壁基础内钢筋笼的主筋相连，钢制插槽内设置钢板桩；所述上部分由内杯口圈梁、外杯口圈梁和挡浪圆筒组成，内杯口圈梁与外杯口圈梁为同心设置的圆形，内杯口圈梁与外杯口圈梁固定在中间的长方体的上表面，挡浪圆筒的底圈固定在内杯口圈梁与外杯口圈梁之间的环形内，挡浪圆筒上设置搭耳；相邻设置的单组结构通过各自相邻的钢板桩连接。所述中间的长方体分为相同的四个隔舱，左右两边的半圆柱体分别分为两个隔舱，一共8个隔舱。每组结构的钢制插槽之间设置钢板桩，使各组防波堤结构连成成排结构，以提高结构的整体抗浪性，当某组结构上波浪力大时，相邻组的防波堤结构也能帮助其一起抵抗波浪力的作用，减少防波堤出现局部破坏的概率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术结构的稳定性好，并且无需在大型半潜驳上整体拼装，结构中无连接墙，采用这种新的防波堤结构可解决分体预制和部分结构薄弱的问题，以达到降低施工费用，提高安装效率和结构强度的目的，同时这种结构内部设置了很多隔舱，在强度不均一的软土地基上的承载性能比无隔舱的吸力式基础更优。相邻组的圆矩形吸力式基础通过钢板桩相连，提高了防波堤结构的整体抗浪性，避免局部防波堤因波浪力过大而发生破坏。这种结构还具有可重复使用，不需要开挖地基，从而保护环境等优点。圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式新型防波堤结构能够很好地适用于恶劣波浪和软土地基条件，无需对软土地基进行开挖，只需对地基进行简单的整平，对海洋环境影响小，是一种环境友好型的结构物，且施工方便、海上作业时间短、工程造价低，是一种优良的新型深水结构，在我国淤泥质海岸地区应用前景广泛。采用充气浮运和负压下沉工艺，通过控制各个隔舱顶部盖板上的通气通水阀的充气量或排气排水量，可保证这种结构在充气浮运和负压下沉过程中的垂直度，具有很好的纠偏能力。下部圆矩形基础不存在结构薄弱部分，受力均匀。此种结构单组重量比箱筒型基础减少近一半，可以利用气囊整体出运，省去了在大型半潜驳上进行的整体拼装工序，大幅减少了大型船机的使用费用，可多条生产线预制和下水浮运，大大提高了生产效率。结构组与组之间通过单排或多排钢板桩进行连接，可提高防波堤结构的整体性。因结构在垂直防波堤轴线方向的尺寸较长，埋入土中薄壁壁面上摩阻力对应的力臂较大，结构的抗倾覆能力强，稳定性好。大部分为预制件，现场施工时间短，效率高。附图说明图1是本专利技术结构示意图；图2是本专利技术单组基础正视图；图3是本专利技术单组基础侧视图；图4是本专利技术单组基础俯视图；图5是本专利技术成排基础俯视图；图6是本专利技术成排基础示意图；图7是本专利技术的钢板桩和插槽示意图。图中：1圆矩形薄壁基础，2内隔墙，3盖板，4内杯口圈梁，5挡浪圆筒，6钢制插槽，7钢板桩，8搭耳，9通气通水阀，10外杯口圈梁。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以相邻两组结构间通过单排钢板桩相连的情况为例，进行附图说明。如图1-7所示，本专利技术由多个单组结构连接组成，每组单组结构由上部分和下部分组成，所述下部分由圆矩形薄壁基础1、内隔墙2和盖板3组成，所述圆矩形薄壁基础由位于中间的长方体和位于左右两边的半圆柱体组成，圆矩形薄壁基础上表面设置盖板，圆矩形薄壁基础内部通过设置的内隔墙分为8个隔舱，每个隔舱对应的盖板上均设有通气通水阀9，圆矩形薄壁基础外壁上预埋单排或多排钢制插槽6，钢制插槽与圆矩形薄壁基础内钢筋笼的主筋相连，钢制插槽内设置钢板桩7；所述上部分由内杯口圈梁4、外杯口圈梁10和挡浪圆5筒组成，内杯口圈梁与外杯口圈梁为同心设置的圆形，内杯口圈梁与外杯口圈梁固定在中间的长方体的上表面，挡浪圆筒的底圈固定在内杯口圈梁与外杯口圈梁之间的环形内，挡浪圆筒上设置搭耳8；相邻设置的单组结构通过各自相邻的钢板桩连接。圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式新型防波堤的主要施工工序如下：首先制作一运输底板，同时作为圆矩形吸力式防波堤整体预制的台模，按照施工图纸绑扎结构内的钢筋笼，同时注意在每组下部基础上预埋单排或多排钢制插槽，钢制插槽与结构内的钢筋笼的主筋相连；然后借鉴大型沉箱的预制和出运方法，在运输底板上采用滑升式模板技术整体预制圆矩形薄壁墙和内隔墙，并将预制的盖板在其上现浇连接，然后在盖板上浇筑内外杯口圈梁并安装上部挡浪圆筒；通过气囊顶升、气囊出运等水运工程施工技术将运输底板和基础结构由预制场整体出运，然后直接通过斜坡下水，乘潮充气浮运到施工地点，或者整体出运到半潜驳上，出运至一定水深后再充气浮运至施工地点；到达施工地点定位后，通过通气通水阀放空结构内气体，使结构先在自重下下沉一定深度，然后再利用负压下沉工艺下沉(通过通气通水阀抽出圆矩形腔体内的水和气，形成负压)，通过调整各隔舱内的抽气抽水量，可以很好的保证结构下沉时候的垂直度，等结构底部沉到设计标高时，封好通气通水阀；然后打设钢板桩使相邻的各组圆矩形基础互相连接，增强整个防波堤的整体性；最后抛填护底肩台以防止基础底部的地基被冲刷。如果想重复使用这种结构，首先拔出钢板桩，然后打开圆矩形吸力式基础的盖板顶部的各个通气通水阀,向圆矩形基础的舱体内注入高压水,圆矩形吸力式基础即可从土中拔出,然后再利用充气浮运的方法将圆矩形吸力式基础运至新的施工地点进行沉放，重复利用。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出的是，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式防波堤结构，其特征是，由多个单组结构连接组成，每组单组结构由上部分和下部分组成，所述下部分由圆矩形薄壁基础、内隔墙和盖板组成，所述圆矩形薄壁基础由位于中间的长方体和位于左右两边的半圆柱体组成，圆矩形薄壁基础上表面设置盖板，圆矩形薄壁基础内部通过设置的内隔墙分为8个隔舱，每个隔舱对应的盖板上均设有通气通水阀，圆矩形薄壁基础外壁上预埋单排或多排钢制插槽，钢制插槽与圆矩形薄壁基础内钢筋笼的主筋相连，钢制插槽内设置钢板桩；所述上部分由内杯口圈梁、外杯口圈梁和挡浪圆筒组成，内杯口圈梁与外杯口圈梁为同心设置的圆形，内杯口圈梁与外杯口圈梁固定在中间的长方体的上表面，挡浪圆筒的底圈固定在内杯口圈梁与外杯口圈梁之间的环形内，挡浪圆筒上设置搭耳；相邻设置的单组结构通过各自相邻的钢板桩连接。

【技术特征摘要】
1.一种圆矩形吸力式基础与钢板桩组合式防波堤结构，其特征是，由多个单组结构连接组成，每组单组结构由上部分和下部分组成，所述下部分由圆矩形薄壁基础、内隔墙和盖板组成，所述圆矩形薄壁基础由位于中间的长方体和位于左右两边的半圆柱体组成，圆矩形薄壁基础上表面设置盖板，圆矩形薄壁基础内部通过设置的内隔墙分为8个隔舱，每个隔舱对应的盖板上均设有通气通水阀，圆矩形薄壁基础外壁上预埋单排或多排钢制插槽，钢制插槽与圆矩形薄壁基础内钢筋笼的主筋相连，钢制...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖忠，李宗佺，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12