三角形沉箱制造技术

本发明专利技术属于堤坝工程领域，涉及一种沉箱。技术方案三角形沉箱由侧板、底板、两端的封板整体连接成箱体结构并充填回填料形成，两侧侧板之间按节点构造连接，横断面呈近似三角形，侧板与底板的夹角不大于60°，整体呈近似三角形棱柱体，当堤前波浪较大时，侧板与底板的夹角不大于45°，即侧板坡度不陡于1∶1。技术效果是每延米钢筋混凝土和回填料工程量要明显小于现有技术沉箱，基底压力小且均匀、整体稳定性好，大大提高对软土地基的实用性，抗倾稳定性、抗滑稳定性好。本发明专利技术适用于堤坝工程领域整治建筑物、防波堤、防沙堤等堤坝工程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于堤坝工程领域，涉及一种堤坝的堤身结构，特别是涉及一种沉箱结构。
技术介绍
沉箱属于传统堤坝结构型式，在防沙堤、防波堤、整治建筑物、护岸等堤坝工程中 应用广泛，现有技术的沉箱结构类型有矩形沉箱、圆形沉箱(竖放圆桶状)、削角胸墙沉箱、 梯形沉箱。其共同特点是属于重力式结构，依靠沉箱自重和回填料重量抵御波浪、水压力和 土压力作用，维持结构整体稳定，承受波浪能力强，堤坝自重大，基底压力大，对地基承载力 要求高，通常需要抛石基床，矩形沉箱典型断面见图1。现有技术的沉箱存在以下不足1、矩形沉箱、圆形沉箱在横断面方向均为直立式，顶部设置胸墙，见图1、图2。存 在以下不足1)墙前形成立波，波浪力加大，为维持结构整体稳定，需要很宽的宽度，每延 米钢筋混凝土及回填料用量较大；2)当堤身高度较高时，平均基底压力基本成线形增大， 在波浪作用下，基底压力成梯形分布，局部基底压力进一步加大，因而往往在软土地基上无 法采用，在中等承载力地基上也需要较厚的抛石基床。2、削角胸墙沉箱在矩形沉箱的顶部设置削角胸墙形成。存在以下不足1)削角 胸墙的体积和工程量很大，经济性不佳；2)仅利用削角胸墙减弱立波效应，波浪力仍然很 大，下部沉箱的波浪力仍为水平力，不利于抗倾抗滑稳定，削角胸墙上的波浪力的合力作用 线指向沉箱底板以外，波压力的垂直分力对于抗倾而言仍是倾覆力矩，为维持稳定需要，仍 然需要较宽的沉箱宽度，每延米钢筋混凝土及回填料用量较大；3)当堤身高度较高时，基 底压力仍基本成线形增大，在软土地基上无法采用，在中等承载力地基上也需要较厚的抛 石基床。3、梯形沉箱横断面为梯形，具有一定顶宽。存在以下不足1)较宽的沉箱宽度， 每延米钢筋混凝土及回填料用量较大；2)基底压力基本与堤身高度成线形关系，基底压力 大，在软土地基上无法采用，在中等承载力地基上也需要较厚的抛石基床。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种三角形沉箱，解决现有技术沉箱的不足。本专利技术三角形沉箱的技术方案是三角形沉箱由侧板、底板、两端的封板整体连接 成箱体结构并充填回填料形成，两侧侧板之间按节点构造连接，不设顶板，横断面呈近似三 角形，侧板与底板的夹角不大于60°，整体呈近似三角形棱柱体。当堤前波浪H1%接近于O. 6 O. 78倍水深(破碎波)，所述侧板与底板的夹角大 于等于30。且小于等于45。。通过侧板提高沉箱稳定性的机理由于波浪力作用的方向是与钢筋混凝土侧板垂 直，其垂直分力为对稳定有利的力。当侧板与水平面的夹角小于45°时,其波浪力的合力作 用线始终指向沉箱底板以内，波浪力对沉箱抗倾稳定是有利的，波浪的垂直分力较大，波浪力对沉箱抗滑稳定的有利作用较大，见图7 ;当侧板与水平面的夹角45° 60°时，其波浪 力的合力作用线基本指向沉箱背浪侧趾附近，波浪力对沉箱抗倾稳定的影响很小，波浪的 垂直分力减小，对沉箱抗滑的有利作用减小；当侧板与水平面的夹角大于60°时，其波浪 力的合力作用线指向沉箱底板以外，波浪力对沉箱的抗倾稳定是不利的，波浪的垂直分力 很小，对沉箱抗滑的有利作用很小。侧板与底板夹角的确定方法根据通过侧板提高沉箱稳定性的机理，夹角主要根 据波浪和堤身高度的对比关系，经抗倾、抗滑稳定计算确定，一般当堤前波浪相对于堤高较 小时，侧板与底板夹角可接近于60°，当堤前波浪相对于堤高较大、但H1%小于O. 6倍水深 时，侧板与底板夹角宜接近于45°，当堤前波浪很大、H1%接近于O. 6 O. 78倍水深(破碎 波)时，侧板与底板夹角宜不大于45°。三角形沉箱可以进一步在顶部设置水平截面为矩形或波浪形、矩形槽型、梯形槽 型的挡板，或设置竖向截面为反弧形、挑檐形的挡板。可以在侧板和底板之间按现有技术的 做法设置高度不大于1/2沉箱高度的直墙。三角形沉箱的侧板、底板、封板、挡板为钢筋混凝土结构，中间的回填料采用淤泥、 淤泥质土、粉质粘土、粘土、粉土、粉砂、细沙、中沙、粗砂、碎石的一种或几种混合。侧板厚度及配筋主要根据波浪力作用计算确定，底板厚度及配筋主要根据使用期 波浪力、填土作用和施工期吊装作用计算确定，封板厚度及配筋主要根据挡土作用和构造 需要确定。三角形沉箱一般采用整体预制、驳船装载、吊机安装。本专利技术的技术效果是1、基底压力小且均匀、整体稳定性好1)三角形沉箱基底压力分布宽度大，且封 板与侧板、底板连接形成空间结构，自重作用下基底压力很小且较为均匀，由于波浪力的合 力作用线指向沉箱底板中部附近，波浪作用下的基底压力也很小且较为均匀，比现有技术 沉箱的基底压力显著减小，对于中等承载力的地基，可以减小甚至抛石基床，对于软土地 基，设置一定厚度的抛石基床后就可适应；2)由于基底压力很小且较为均匀，三角形沉箱 的整体稳定性也得到提闻。2、抗倾稳定性、抗滑稳定性好，因此，在同等波浪、水深、水压力条件下，每延米钢 筋混凝土和回填料工程量要明显小于现有技术沉箱1)在波浪作用下，部分波浪水流沿倾 斜的侧板越过堤顶，从而避免了立波效应，大大减小了作用在沉箱上的波浪力；2)当侧板 与水平面的夹角小于45°时，其波浪力的合力作用线始终指向沉箱底板以内，波浪力对沉 箱抗倾稳定是有利的，波浪的垂直分力较大，波浪力对沉箱抗滑稳定的有利作用较大，见图 8;当侧板与水平面的夹角45° 60°时，其波浪力的合力作用线基本指向沉箱背浪侧趾 附近，波浪力对沉箱抗倾稳定的影响很小，波浪的垂直分力减小，对沉箱抗滑的有利作用减 小。因此,三角形沉箱的抗倾稳定性、抗滑稳定性大大提高。本专利技术适用于堤坝工程领域导堤、顺坝、丁坝、齿坝、鱼骨坝、分流堤、潜堤等整治 建筑物、防波堤、防沙堤、护岸等堤坝工程。附图说明图1为现有技术矩形沉箱堤坝实例断面2为现有技术矩形沉箱堤坝实例波压力分布图 图3为本专利技术三角形沉箱断面图(C-C)图4为本专利技术三角形沉箱立面图(A向)图5为本专利技术三角形沉箱侧视图(B向)图6为本专利技术采用三角形沉箱的堤坝实例断面图 图7为本专利技术采用三角形沉箱堤坝实例波压力分布图 图8为本专利技术带矩形挡板的三角形沉箱断面图 图9为本专利技术带矩形挡板的三角形沉箱平面图 图10为本专利技术带波浪形挡板的三角形沉箱平面图 图11为本专利技术带矩形槽型挡板的三角形沉箱平面图 图12为本专利技术带梯形槽型挡板的三角形沉箱平面图 图13为本专利技术带直墙的三角形沉箱断面中1、侧板，2、底板，3、封板，4、回填料，5、节点，6、挡板，7、基床，8、地基，9、护肩具体实施例方式下面结合附图说明本专利技术的实施方式实施例一典型三角形沉箱某导堤长度1km，沿线滩面高程-4. 5m，设计低水位-1. 5m，平均水位O. 8m，波浪H1% =3m，堤顶高程lm，抛石基床7最小厚度O. 5m。当采用现有技术的矩形沉箱时，参见图1、图2，单件长度4m，堤顶高程为lm，堤顶 宽度7m，抛石基床7厚度O. 5m,侧板I厚度O. 35m,底板2厚度O. 6m,两端封板3厚度O. 2m， 中间回填料4采用细沙，回填至顶板底部，顶板10厚度O. 35m。单件混凝土用量为45m3，抛 石基床7和护肩块石10的工程量61m3，中间回填料4工程量85m3，最大基底压力为106kPa。当本专利技术三角形沉箱时，参见图3、图4、图5、图6、图7，由侧板1、底板本文档来自技高网...

【技术保护点】
三角形沉箱，其特征在于：三角形沉箱由侧板、底板、两端的封板整体连接成箱体结构并充填回填料形成，两侧侧板之间按节点构造连接，横断面呈近似三角形，侧板与底板的夹角不大于60°，整体呈近似三角形棱柱体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马兴华，周海，陈喆，徐元，黄东海，顾勇，殷昕，李才志，
申请(专利权)人：中交上海航道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：