一种内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱制造技术

一种内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，包括内壁钢板、外层UHPC超高性能钢筋混凝土板、纵向隔板和环向横隔板。其中，浮箱外轮廓为长方体，内部通过纵向隔板和环向横隔板分割为多个舱室，舱室内充满干燥气体。内壁钢板与外层UHPC超高性能钢筋混凝土板通过栓钉连接件进行有效连接。纵向隔板为钢壳轻质混凝土组合结构或带肋钢板结构，环向横隔板为钢板结构。纵向隔板、环向横隔板与内壁钢板通过焊接连接，内壁钢板作为浮箱外层UHPC超高性能钢筋混凝土板浇筑的内模板，外层UHPC超高性能钢筋混凝土板采用上下分层、纵向跳仓浇筑的施工方法。本实用新型专利技术提供了一种轻型、高强、耐久的新型浮箱，可用于浮桥结构及其它特殊要求的渡河结构。

【技术实现步骤摘要】
一种内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱
本技术属于桥梁工程
，尤其涉及一种内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱。
技术介绍
随着人类经济活动的迅猛发展，岛屿及近海与近岸的利用越来越受到人们的关注。浮桥作为交通运输线上的特殊桥梁，以浮桥跨越江河是出于经济性或军事方面的特殊需要而修建的。目前，世界上最长的浮桥为2016年开通的华盛顿湖SR520浮桥，水深约70m，总长2350m，宽约39.6m，双向6车道+2个人行道，设计使用寿命75年，共使用33个巨大的空气箱。其它比较有代表性的浮桥为挪威于1992年架设的Bergsoyfjord浮桥，水深320m，总长931m，水平弯曲曲率半径为1300m，共使用7个混凝土浮箱基础，上部梁采用钢管桁架结构。菲律宾国内岛屿众多，规划了多个跨海大桥项目，拟将北部的吕宋群岛、中部的ISAYAS群岛、南部的棉兰老群岛通过桥梁联系起来，由于菲律宾海域最大水深达500m，浮桥是唯一经济可行的方案。目前，我国的民用浮桥主要应用于跨河(湖)，其中以跨越黄河浮桥最多。黄河浮桥中，能通行重型车辆的浮桥以双体承压舟为主，该类型典型的方案为黄河吴王浮桥，浮桥长600米，双向行车，最大载重量120吨。国内浮桥方案相对比较单一，对于有大型船舶通航要求的浮桥，尚无相关浮桥设计。根据相关研究，建造浮桥的成本约为建造固定桥梁、隧道或地道成本的50％。因此，浮桥在未来深水海域桥梁建设中具有广阔的发展空间。从目前国内外浮桥建设情况来看，浮桥长度均在2500m以内，多数为内海及河(湖)浮桥，尚无长距离外海浮桥的建设先例。外海浮桥建设与跨河(湖)相比，存在更多技术问题，如抵御台风、海啸等问题，以及如何解决超长浮桥的刚度问题等，并且现有安装在海上的浮箱结构通常采用普通钢筋混凝土材料，而这些浮箱经过长期与海水接触，会造成环境污染，例如由于盐析导致的钢筋锈蚀和混凝土腐蚀等问题。因此，亟需研究强度高、刚度大、防水性和耐久性好的新型浮箱结构。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为克服现有混凝土浮箱强度低、刚度小、防水性和耐久性差、重量大等缺点，本技术提供了一种内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，使其兼具优异的受力性能、耐久性、经济性，并具有良好的环保性能。(二)技术方案为达到上述目的，本技术提供了一种内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，包括箱体四周的内壁钢板、所述内壁钢板外侧的外层UHPC超高性能钢筋混凝土板、一个或多个纵向隔板和多个环向横隔板，其中所述纵向隔板与箱体顶部和底部的内壁钢板垂直并固定连接，将箱体分成若干单元，每个单元内固定有一个或多个环向横隔板，所述环向横隔板与纵向隔板垂直，将箱体内部分为多个舱室。优选地，所述内壁钢板为耐腐蚀钢板，其内表面设置“U”型、“T”型或“I”型的加劲肋，其外表面通过连接件与外层UHPC超高性能钢筋混凝土板进行连接。优选地，所述内壁钢板的厚度为8mm～16mm，所述连接件的直径为13mm～22mm，高度为40mm～120mm。优选地，所述外层UHPC超高性能钢筋混凝土板为配置钢筋网的超高性能钢筋混凝土结构；所述钢筋网为环氧树脂涂层钢筋；UHPC超高性能混凝土的抗压强度≥150MPa、抗拉强度≥10MPa，塌落度≥180mm。优选地，所述外层UHPC超高性能钢筋混凝土板的顶板的厚度为6cm～20cm，侧板的厚度为6cm～16cm，底板的厚度为6cm～12cm；所述钢筋网的直径为8mm～12mm，设置2～3层。优选地，所述纵向隔板为钢壳轻质混凝土组合结构或带肋钢板结构，钢壳轻质混凝土组合结构的钢壳为耐腐蚀钢板，厚度为8mm～10mm，其与轻质混凝土连接的表面设置连接件，轻质混凝土的强度等级LC50～LC70、密度1800～2150kg/m3。优选地，所述环向横隔板为设置圆倒角的上部宽、侧向及底部窄的中空环形结构，其采用耐腐蚀钢板，钢板厚度为12mm～16mm。优选地，浮箱舱室内充满干燥气体，所述干燥气体选自干燥空气或惰性气体。优选地，浮箱内设置除湿防腐系统，使浮箱内部始终保持干燥环境。优选的，所述纵向隔板、所述环向横隔板与所述内壁钢板通过焊接连接，所述内壁钢板作为所述外层UHPC超高性能钢筋混凝土板浇筑的内模板，所述外层UHPC超高性能钢筋混凝土板采用上下分层、纵向跳仓浇筑的施工方法形成。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本技术相对于现有技术的主要优点为：(1)内壁钢板与外层UHPC超高性能钢筋混凝土板组成的新型超高性能钢混组合结构浮箱的强度高、韧性强、刚度大，能够科学合理地承担顶部汽车荷载、侧向波流荷载和船舶撞击荷载的作用；(2)内壁钢板与外层UHPC超高性能钢筋混凝土板组成的新型超高性能钢混组合结构浮箱的耐久性、防水性能优异，可以有效防止海水腐蚀，并保护海洋环境免受污染；(3)浮箱内壁钢板、纵向隔板、环向横隔板的钢结构均采用耐腐蚀性钢板，内部隔舱充满干燥空气或氦、氖气等惰性气体，且通过设置除湿防腐系统有效保证浮箱内部始终保持干燥环境，从而显著提升浮箱的正常使用性能和耐久性能；(4)内壁钢板与外层UHPC超高性能钢筋混凝土板组成的新型超高性能钢混组合结构浮箱，且其纵向隔板为钢壳轻质混凝土组合结构或带肋钢板结构，实现了浮箱结构的轻型化，加工、运输、安装便捷，设备要求低，架设周期短，经济性好；(5)内壁钢板作为浮箱结构的主要受力构件，同时兼作为浮箱外层UHPC超高性能钢筋混凝土板浇筑的内模板，且外层UHPC超高性能钢筋混凝土板采用上下分层、纵向跳仓浇筑施工，节省材料、施工方便，经济性好。附图说明图1是本技术提供的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱结构示意图；图2是本技术提供的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱剖面示意图；图3是本技术提供的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱顶板局部大样A示意图；图4是本技术提供的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱环向横隔板大样图；图5是本技术提供的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱受力示意图；图6是本技术提供的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱浇筑方案。附图标记说明：1-内壁钢板；2-外层UHPC超高性能钢筋混凝土板；3-纵向隔板；4-环向横隔板；5-干燥气体；6-加劲肋；7-栓钉连接件；8-钢筋网。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。如图1和图2所示，本技术提供的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，浮箱外轮廓为长方体，水面之上高度h1，水面之下高度h2，包括箱体四周的内壁钢板1、内壁钢板1外侧的外层UHPC超高性能钢筋混凝土板2、多个纵向隔板3和多个环向横隔板4。其中纵向隔板3与箱体顶部和底部的内壁钢板1垂直并固定连接，将箱体分成若干单元，每个单元内固定有一个或多个环向横隔板4，环向横隔板4与纵向隔板3垂直，将箱体内部分为多个舱室。舱室内填充有干燥气体5。如图3所示，内壁钢板1为耐腐蚀钢板，厚度为8mm～16mm，其内表面根据受力要求可设置“U”型、“T”型、“I”型的加劲肋6，其外表面通过栓钉连接件7与外层UHPC超高性能钢筋混凝土板2进行有效连接。其中，栓钉连接件7的直径为13mm～22mm，高度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，包括箱体四周的内壁钢板(1)、所述内壁钢板(1)外侧的外层UHPC超高性能钢筋混凝土板(2)、一个或多个纵向隔板(3)和多个环向横隔板(4)，其中所述纵向隔板(3)与箱体顶部和底部的内壁钢板(1)垂直并固定连接，将箱体分成若干单元，每个单元内固定有一个或多个环向横隔板(4)，所述环向横隔板(4)与纵向隔板(3)垂直，将箱体内部分为多个舱室。

【技术特征摘要】
1.一种内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，包括箱体四周的内壁钢板(1)、所述内壁钢板(1)外侧的外层UHPC超高性能钢筋混凝土板(2)、一个或多个纵向隔板(3)和多个环向横隔板(4)，其中所述纵向隔板(3)与箱体顶部和底部的内壁钢板(1)垂直并固定连接，将箱体分成若干单元，每个单元内固定有一个或多个环向横隔板(4)，所述环向横隔板(4)与纵向隔板(3)垂直，将箱体内部分为多个舱室。2.根据权利要求1所述的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，其特征在于，所述内壁钢板(1)为耐腐蚀钢板，其内表面设置“U”型、“T”型或“I”型的加劲肋(6)，其外表面通过连接件(7)与所述外层UHPC超高性能钢筋混凝土板(2)进行连接。3.根据权利要求2所述的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，其特征在于，所述内壁钢板(1)为耐腐蚀钢板，厚度为8mm～16mm，所述连接件(7)的直径为13mm～22mm，高度为40mm～120mm。4.根据权利要求1所述的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，其特征在于，所述外层UHPC超高性能钢筋混凝土板(2)为配置钢筋网(8)的超高性能钢筋混凝土结构；所述钢筋网(8)为环氧树脂涂层钢筋；UHPC超高性能混凝土的抗压强度≥150MPa、抗拉强度≥10MPa，塌落度≥180mm。5.根据权利要求4所述的内壁钢板与超高性能混凝土组合的浮箱，其特征在于，所述外层UHPC超高性能钢筋混凝土板(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘高，张喜刚，李冲，刘天成，陈上有，程潜，
申请(专利权)人：中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11