一种带平衡机构的圆沉箱以及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种带平衡机构的圆沉箱以及使用方法，包括：圆沉箱箱体，若干固定在所述箱体内壁表面的加强肋条以及若干固定在所述箱体外壁表面的加强管，所述箱体为圆柱形结构，所述箱体一端设有加厚段，所述加厚段与所述箱体常规壁厚段平滑过渡，沿所述圆沉箱内壁圆周上设置有若干轴向加强肋条以及若干环向加强肋条，所述加强管在所述箱体外壁圆周上等间距排布，所述加强管长度方向与所述圆沉箱轴向平行，所述加强管在长度方向贯通，所述圆沉箱箱壁内部设有加强筋，所述加强筋在其自身长度上两次穿入所述圆沉箱箱壁内部，本发明专利技术中的加强结构提高了圆沉箱竖向、水平承载力，保住了圆沉箱的使用安全。

【技术实现步骤摘要】
一种带平衡机构的圆沉箱以及使用方法
本专利技术属于水工中圆形沉箱结构
，特别是涉及一种带加强肋的小型圆沉箱结构。
技术介绍
近几年来，随着我国对外贸易不断发展，我国水运事业快速发展，港口码头工程项目日益增多，建设规模也日益扩大。就目前而言，我国拥有的所有港口码头中，重力式结构码头居多，主要在于重力式码头具有结构坚固耐用、荷载能力大、施工相对简单等优点，不仅自身施工工艺简单，还能承受较大的船舶荷载和地面荷载。其中，在重力式码头结构中，圆形沉箱因其有较好的景观效果，并具有一定的消浪效果，适宜弧形曲折岸线摆放等特点，在我国被广泛的推广使用。但受限于圆沉箱结构自身的受力特点，其整体抗弯矩能力相对较差，不能用于大型码头的设计当中，如通过增加壁厚或增加圆沉箱尺寸等方法进行改进，必然也带来成本及施工难度的增加。因此如何提高圆沉箱结构的受力特性成为制约其通用性、安全性及经济性的重要因素，具有重大的实践意义。本新型专利考虑在圆型沉箱内壁结构中增加沿圆周方向阵列排布的肋状结构，提高沉箱受力的整体性，并根据不同类型码头的受力特点对肋状结构的尺寸、断面进行调整，以达到最佳的安全、经济效果。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种带平衡机构的圆沉箱以及使用方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种带平衡机构的圆沉箱以及使用方法，包括：圆沉箱箱体，若干固定在所述箱体内壁表面的加强肋条以及若干固定在所述箱体外壁表面的加强管，所述箱体为圆柱形结构，所述箱体一端设有加厚段，所述加厚段与所述箱体常规壁厚段平滑过渡，沿所述圆沉箱内壁圆周上设置有若干轴向加强肋条以及若干环向加强肋条，所述加强管在所述箱体外壁圆周上等间距排布，所述加强管长度方向与所述圆沉箱轴向平行，所述加强管在长度方向贯通，所述圆沉箱箱壁内部设有加强筋，所述加强筋在其自身长度上两次穿入所述圆沉箱箱壁内部。本专利技术一个较佳实施例中，所述加厚段厚度为所述圆沉箱箱体壁厚的2～4倍。本专利技术一个较佳实施例中，所述加厚段与所述箱体常规壁厚段之间设有平滑过渡段，所述平滑过渡段坡度范围1:3～1:5。本专利技术一个较佳实施例中，所述加强肋条在所述圆沉箱内壁圆周上等间距布置。本专利技术一个较佳实施例中，所述轴向加强肋条断面为梯形结构，所述梯形结构坡度取1:1～1:3，所述轴向加强肋两端头分别连接所述箱体靠近平滑过渡段一端以及所述箱体另一端底部。本专利技术一个较佳实施例中，所述加强管在所述圆沉箱箱体外壁圆周上密集等间距排布，相邻的两个所述加强管管壁之间间距与单个加强管直径相同。本专利技术一个较佳实施例中，两个所述圆沉箱能够通过各自加强管之间交错卡紧，在径向互为约束。本专利技术一个较佳实施例中，所述加强管一端设有距离传感器。本专利技术一个较佳实施例中，所述距离传感器利用超声波测距。本专利技术一个较佳实施例中，所述距离传感器测量其对应的所述加强管距离水底的距离。本专利技术一个较佳实施例中，所述距离传感器测量其对应的所述加强管距离水面的距离。本专利技术一个较佳实施例中，所述箱体靠近底部位置设有板钩，所述板钩为L型结构，所述L型长边自由端固定在所述圆沉箱箱体外壁上，所述板钩与所述箱体通过扭簧连接，所述扭簧施力方向朝向所述箱体下落方向。本专利技术一个较佳实施例中，所述加强筋在所述圆沉箱箱璧上等间距排布，所述加强筋靠近所述圆沉箱轴线，但与所述圆沉箱轴线不相交，所述加强筋互相之间不干涉。本专利技术还提供了一种带平衡机构的圆沉箱以及使用方法的使用方法，圆沉箱被制成后需要被运输、安装到指定位置，其特征在于，包括以下步骤：(1)圆沉箱沿轴向浸入水中，入水深度为所述箱体一半轴长，利用外部吊具吊住加厚段调整所述圆沉箱水平方向位置；(2)逐步放松外部吊具，使所述圆沉箱下降，所述加强管内距离传感器分别测量所述箱体圆周上各位置触底距离，在触底距离相对较大位置对于的加强管内注入砂石，最终使所述箱体底部圆周平整触底。本专利技术还提供了一种砂石注入量的自动分配方法，建立一坐标系，坐标系x轴包括箱体底部圆周上按圆周顺序排布的任一位置，坐标系y轴为对应x轴上箱体底部圆周各位置处的触底距离，所述坐标系内各数据连线为一波浪线，首先确定波浪线最高点注入砂石量为s，波浪线最低点注入砂石量为0，设波浪线上任一点距离最高点距离为a，波浪线上任一点距离最低点距离为b，从而得出波浪线上其余位置与最高点和最低点距离的比例为b/(a+b)，最后得出各位置需填充砂石量为s*b/(a+b)。本专利技术一个较佳实施例中多次重复上述自动分配方法直至所述圆沉箱平整触底。本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：(1)沉箱箱体外壁圆周上设有等间距排布的加强管，加强管长度方向与圆沉箱轴向平行，此加强管能够提升圆沉箱的水平承载力，保证沉箱整体抗弯矩能力，确保沉箱的安全使用，加强管在自身长度方向上贯通，一方面在对圆沉箱水平移动时，液面能够在加强管内保持与外部高度一致，减少沉箱水平移动时轴向侧倾，提高了沉箱的安置效率；另一方面，加强管能够使砂石自上而下通过，在沉箱下降的同时将底部填平，减化了沉箱安置工序；相邻的两个加强管相邻管壁之间间距与单个加强管外壁直径相同，能够使相同的若干个圆沉箱互相牢固连接，若干圆沉箱的加强管交错卡紧，使若干圆沉箱之间配合便捷。(2)加强管上的距离传感器能够及时将沉箱圆周上各点的触底距离反馈，及时调整每根加强管通过的砂石量，确保了底部承托层的平整度，本专利技术优选的采用超声波传感器，超声波在水中传播速度极快，提高了此反馈机制的响应速度。(3)箱体一端设有加厚段，加厚段与箱体常规壁厚段平滑过渡，顶端加厚端可以有效承受上部结构带来的荷载加压，避免圆沉箱顶端因荷载原因造成的混凝土破损、脱落的现象，减少顶端钢筋外露钢筋的可能性，有利于承接更大的上部荷载，保障使用过程的安全性，沿圆沉箱内壁圆周上设置有若干轴向加强肋条以及若干环向加强肋条，形成整体受力结构，提高了圆沉箱结构的抗弯特点，尤其是应用于大型码头中，可提高结构竖向承载力、水平受力的抗弯性，提高圆沉箱码头在使用过程中的安全性。(4)圆沉箱箱壁内部设有加强筋，加强筋在其自身长度上两次穿入圆沉箱箱壁内部，加强筋在圆沉箱箱璧上等间距排布，加强筋靠近圆沉箱轴线，但与圆沉箱轴线不相交，加强筋互相之间不干涉，这些加强筋能够对圆沉箱箱璧不同位置进行两两约束加强，密集排布的加强筋似的圆沉箱整体受力能力极大提高，加强筋与所述加强管以及所述加强肋条共同配合，分别对圆沉箱箱壁内、箱体外壁以及箱体内壁起到加强作用，是整个圆沉箱形成一内外结合的整体受力结构。(5)圆沉箱在下落过程中，板钩受到箱体与水相对运动的水流压力背向圆沉箱下落方向折叠，板钩固定在圆沉箱外壁上的长边对圆沉箱的下作起到导流作用，同时板钩短边与圆沉箱下落方向垂直，对圆沉箱下落速度进行限制；圆沉箱触底后，箱体与水无相对流动，板钩与箱体连接处的扭簧将板钩翻转，板钩短边自由端插入基层土质中，综上所述板钩在箱体下落过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带平衡机构的圆沉箱，包括：圆沉箱箱体，若干固定在所述箱体内壁表面的加强肋条以及若干固定在所述箱体外壁表面的加强管，其特征在于，所述箱体为圆柱形结构，所述箱体一端设有加厚段，所述加厚段与所述箱体常规壁厚段平滑过渡，沿所述圆沉箱内壁圆周上设置有若干轴向加强肋条以及若干环向加强肋条，所述加强管在所述箱体外壁圆周上等间距排布，所述加强管长度方向与所述圆沉箱轴向平行，所述加强管在长度方向贯通，所述圆沉箱箱壁内部设有加强筋，所述加强筋在其自身长度上两次穿入所述圆沉箱箱壁内部。/n

【技术特征摘要】
1.一种带平衡机构的圆沉箱，包括：圆沉箱箱体，若干固定在所述箱体内壁表面的加强肋条以及若干固定在所述箱体外壁表面的加强管，其特征在于，所述箱体为圆柱形结构，所述箱体一端设有加厚段，所述加厚段与所述箱体常规壁厚段平滑过渡，沿所述圆沉箱内壁圆周上设置有若干轴向加强肋条以及若干环向加强肋条，所述加强管在所述箱体外壁圆周上等间距排布，所述加强管长度方向与所述圆沉箱轴向平行，所述加强管在长度方向贯通，所述圆沉箱箱壁内部设有加强筋，所述加强筋在其自身长度上两次穿入所述圆沉箱箱壁内部。


2.根据权利要求1所述的一种带平衡机构的圆沉箱，其特征在于：所述加强管在所述圆沉箱箱体外壁圆周上等间距排布，相邻的两个所述加强管管壁之间间距与单个加强管直径相同。


3.根据权利要求1所述的一种带平衡机构的圆沉箱，其特征在于：所述加强管一端设有距离传感器。


4.根据权利要求1所述的一种带平衡机构的圆沉箱，其特征在于：所述箱体靠近底部位置设有板钩，所述板钩与所述箱体通过扭簧连接，所述扭簧施力方向朝向所述箱体下落方向。


5.根据权利要求1所述的一种带平衡机构的圆沉箱，其特征在于：所述板钩为L型结构，所述L型长边自由端固定在所述圆沉箱箱体外壁上。


6.根据权利要求1所述的一种带平衡机构的圆沉箱，其特征在于：所述加厚段厚度为所述圆沉箱箱体壁厚的2～4倍，所述加厚段与所述箱体常规壁厚段之间设有平滑过渡段，所述平滑过渡段坡度范围1:3～1:5。


7.根据权利要求1所述的一种带平衡机构的圆沉箱，其特征在于：所述轴向加强肋条断面为梯形结构，所述梯形结构坡度取1:1～1:3，所述轴向加强肋两端头分别连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家华，杨彪，梁庆，廖晨彦，
申请(专利权)人：中交第四航务工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44