專利名稱：可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續墻防波堤結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可移動的、由鋼材和混凝土材料制成的、以箱筒型結構為基礎、上部為直立弧形連續墻的防波堤結構。屬于港口和海岸工程領域中的建筑結構。
背景技術：
目前在港口和海岸工程中，軟土地基上的防波堤結構以拋石斜坡堤為主，另外還有一些拋石基床組合結構。在深水區的軟土地基上建造拋石斜坡堤或拋石基床組合堤時，結構斷面大，施工期長，特別是在一些砂石料缺乏的地區，該類結構的工程造價也高。
“可移動輕型箱體基礎擋土擋水隔波結構”(專利號01209390.4)和“可移動圓筒基礎防波堤結構”(專利號02253146.7)提出了兩種適用于軟土地基上的新型防波堤結構，其具有上部擋浪結構形式多樣化、水上施工量小、安裝簡便、施工期短的特點。前者的箱型基礎結構的受力狀態不如圓筒型基礎好，后者是前者的改進結構形式。后者是一種較合理的防波堤結構形式，但在結構的材料組成、上部擋浪結構的形式方面還需要優化和改進。如如果結構完全采用混凝土材料建造時，則結構自重大，浮運所需水深大、浮穩性也差，不適用于淺水區域或施工受潮水的影響大，從而影響工期，另外混凝土圓筒體下沉安裝時，筒壁會擠出大量的泥土進入筒內，使筒內泥面升高，從而使圓筒體的入泥深度減小，抗波浪能力減弱；如果完全采用鋼材料建造時，結構的剛性差，變形量大，且上部位于海水中的結構部分還需要做防腐蝕和防銹蝕處理，后期維護工作量大；此外上部擋浪結構在形式上還可以改進，使得作用于其上的波浪荷載盡可能地小。
本專利提出了一種改進的箱筒型基礎防波堤結構。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種改進的箱筒型基礎防波堤結構，即可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續墻防波堤結構，以便結構的適應性和抗波浪能力更強、結構斷面更優。
為達到上述目的，本實用新型是通過下述技術方案加以實現的可移動鋼混箱筒型基礎直立墻防波堤結構，由插入到海床土中的箱筒型基礎和坐落其上與其連接成整體的上部擋浪墻構成，所述的箱筒型基礎，包括四個由等直徑、等高度、無底的、筒壁內側或外側設置垂直于筒壁的豎向肋板的鋼制圓筒體，通過設在圓筒體兩兩之間的連接板連接構成的矩形體，在該四圓筒矩形體上端面鋪設的整塊混凝土材料圓角矩形蓋板，在每個圓筒體和四個圓筒體與圓筒體之間的連接板圍成的中間腔體的頂部蓋板上開設的可開關的通孔，在這樣的箱筒型基礎的上部連接的擋浪墻，其特征在于，擋浪墻是由至少二段等直徑、等弧長的直立圓弧形混凝土材料墻段連接成連續的“S”型墻體。
上述的直立圓弧形混凝土材料墻段的直徑為4～40m，每一弧段對應的圓心角為30～180°，墻壁厚度為0.2～1.0m，高度為4～15m。
上述的四個圓筒體，每個圓筒體的直徑為6m至16m，高度為4m至15m，相鄰兩個圓筒體之間的排列間距為1.0～8.0m。
上述圓筒體筒壁內側或外側設置的豎向肋板，其沿圓筒圓周方向的間距為1.0～3.0m，沿垂直于筒壁方向的寬度為0.2～1.0m，高度與圓筒體的高度相同。
本實用新型的優越性在于適用于軟土海床地基，結構可以在陸地上整體預制，在水上可以氣浮運輸，現場安裝方便，建造速度快，重復利用性好，結構受力合理，作用于結構上的總波浪荷載較小，對水深的適應性強，安裝入土深度大，抗波浪能力強，工程費用相對較低。
以下結合附圖對本實用新型加以說明。
圖1為本實用新型的斷面結構示意圖。
圖2為
圖1的俯視圖。
圖3為
圖1的仰視圖。
圖中1為箱筒型基礎的圓筒體，2為筒壁上的豎向肋板，3為筒頂蓋板，4為上部直立圓弧形擋浪墻，5為筒頂蓋板上的通孔，6為圓筒體間的連接板。
具體實施方式
本實用新型一個實施例如下如
圖1、圖2和圖3所示的可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續墻防波堤結構，由插入到海床土中的箱筒型基礎和坐落其上與其連接成整體的由直立圓弧形墻段4連接成連續的“S”型擋浪墻構成，箱筒型基礎由四個無底的圓筒體1呈矩形排列、通過圓筒體側面之間的連接板6和圓筒體頂部的整塊頂蓋板3連接而成，在四個圓筒體的頂蓋板上和四個圓筒體與連接板圍成的中間區域的頂蓋板上均開設有可開關的通孔5，在圓筒體的外側設有與筒壁垂直的豎向肋板2。
四個圓筒體均為直徑10.5m，高8m，壁厚12mm的鋼圓筒，豎向肋板沿圓筒體圓周方向的間距為2.0m，沿垂直于筒壁方向的寬度為0.4m。相鄰兩個圓筒體的筒壁間距1.5m，相鄰兩個圓筒體用兩塊連接板連接，連接板與圓筒體高度相同。邊長22.5m的正方形圓角混凝土頂蓋板厚0.50m。頂蓋板上3個外徑7.5m、壁厚0.3m、高7m的直立半圓弧形混凝土墻呈連續“S”型連接成擋浪墻，擋浪墻與箱筒型基礎的頂蓋板通過現澆混凝土剛性連接。多個這樣的結構縱向排成一排就構成了一條防波堤，這樣尺度的結構建成的防波堤適用于軟土地基上具有5～6m水深的情況。當水深增大時，適當地增大圓筒體的直徑和高度，以及上部半圓弧形擋浪墻的直徑，就可滿足要求。
本實用新型在陸地上預制好后，將其移于水中，向倒扣放置的圓筒體中充氣，將結構氣浮漂運到安裝現場，定位后抽出圓筒體中的氣體，使圓筒體底部著于泥面，然后通過通孔抽出圓筒體中的氣體和水，利用真空壓力和筒內外水壓力差將圓筒體插入到土中至筒頂蓋板的下側著于泥面，最后封好通孔，一個結構件安裝完畢。多個結構件安裝后，相鄰結構件之間做連接處理，就夠成了一條防波堤。如果需將結構從土中拔出移走，則可打開圓筒體蓋板上的通孔，向圓筒體內注入高壓水，將圓筒體從土中頂出，然后再利用充氣浮運方法移運。
本實施例中的單個結構體系重約9000kN，入水2.3m時結構就可以氣浮拖運，安裝時筒壁擠出的泥土使筒內泥面升高約0.05m，即圓筒體可插入到海床土中7.95m，而對應的全混凝土結構重約16000kN，入水4.0m時結構才可以氣浮拖運，安裝時筒壁擠出的泥土使筒內泥面升高約0.95m，即圓筒體可插入到海床土中7.05m，由于入土深度減少，結構的抗波浪能力將降低。
由于波浪荷載在時空上有相位差，其作用過程近似于正弦(或余弦)曲線過程，因此上部擋浪墻呈“S”型時，作用于擋浪墻上的波浪力在防波堤軸線的各位置處不會同時達到最大值，這樣，同時作用于一組結構上的總波浪荷載就降低了。當連續的“S”型擋浪墻的圓弧半徑大于1/4作用波浪的波長，小于1/2波長時，理論上總波浪荷載可降低50％以上，效果是非常明顯的。波浪荷載減小后，防波堤斷面結構尺度就可以小一些，從而節省工程造價。
可見，該改進的可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續墻防波堤結構不僅具有適用于軟土海床地基，結構可以在陸地上整體預制，在水上可以氣浮運輸，現場安裝方便，建造速度快，重復利用性好，結構受力合理的特點，而且還具有作用于結構上的總波浪荷載較小，對水深的適應性強，安裝入土深度大，抗波浪能力強的優越性。
權利要求1.一種可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續墻防波堤結構，由插入到海床土中的箱筒型基礎和坐落其上與其連接成整體的上部擋浪墻構成，所述的箱筒型基礎，包括由四個等直徑、等高度、無底的、筒壁內側或外側設置垂直于筒壁的豎向肋板的鋼制圓筒體，通過設在圓筒體兩兩之間的連接板連接構成的矩形體，在該四圓筒矩形體上端面鋪設的整塊混凝土材料圓角矩形蓋板，在每個圓筒體和四個圓筒體與圓筒體之間的連接板圍成的中間腔體的頂部蓋板上開設的可開關的通孔，在這樣的箱筒型基礎的上部連接的擋浪墻，其特征在于，擋浪墻是由至少二段等直徑、等弧長的直立圓弧形混凝土材料墻段連接成連續的“S”型墻體。
2.按照權利要求1所述的可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續墻防波堤結構，其特征在于所述的直立圓弧形混凝土材料墻段的直徑為4～40m，每一弧段對應的圓心角為30～180°，墻壁厚度為0.2～1.0m，高度為4～15m。
3.按照權利要求1所述的可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續墻防波堤結構，其特征在于所述的四個圓筒體，每個圓筒體的直徑為6m至16m，高度為4m至15m，相鄰兩個圓筒體之間的排列間距為1.0～8.0m。
4.按照權利要求1所述的可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續墻防波堤結構，其特征在于所述的圓筒體筒壁內側或外側設置的豎向肋板，其沿圓筒體圓周方向的間距為1.0～3.0m，沿垂直于筒壁方向的寬度為0.2～1.0m，高度與圓筒體的高度相同。
專利摘要本實用新型公開了一種可移動鋼混箱筒型基礎直立弧形連續墻防波堤結構，其由插入到海床土中的箱筒型基礎和坐落其上與其連接成整體的上部擋浪墻構成；箱筒型基礎包括由四個等直徑、等高度、無底的、筒壁內側或外側設置豎向肋板的鋼制圓筒體，通過設在圓筒體兩兩之間的連接板連接構成的矩形體；在該四圓筒矩形體上端面鋪設的整塊混凝土材料蓋板；在每個圓筒體和四個圓筒體圍成的中間腔體的頂部蓋板上開設的可開關的通孔；擋浪墻是由至少二段等直徑、等弧長的直立圓弧形混凝土材料墻段連接成連續的“S”型墻體。本實用新型適用于軟土海床地基，結構水上施工量小、安裝簡便、對水深的適應性和抗波浪能力強，工程費用相對較低。
文檔編號E02B3/06GK2714623SQ20042002946
公開日2005年8月3日 申請日期2004年8月5日 優先權日2004年8月5日
發明者李偉 申請人:天津港務局