專利名稱：新型曲面胸墻沉箱混合堤的制作方法
技術領域：
本發明屬港口或航道建設工程中的一種防波堤結構，特別是涉及一種適用于一般
防波堤、護岸和深水、浪大條件的港口防護性建筑物結構的新型曲面胸墻沉箱混合堤。
背景技術：
防波堤是港口和海岸工程中重要的水工建筑物，其主要功能是抵御外海波浪，保 護港口水域設施及船舶安全停靠和作業。防波堤在所有港口設施中，無論從技術難度及造 價方面都占有重要地位。國內外的防波堤的結構型式一般有斜坡式防波堤、直立式防波堤 和混合式防波堤三種。①斜坡式防波堤， 一般由石塊或各種形式的混凝土塊體拋筑而成；也 有的是堤心拋石，面層護以重量較大的混凝土塊體。斜坡式防波堤一般適用于水深較小、地 基較差和石料來源豐富的地方。如果用混凝土塊體護面，也適用于水深較大、波浪較大的地 方。②直立式防波堤，用鋼筋混凝土沉箱或混凝土方塊砌筑而成。 一般適用于地基較好、水 深較大的地方。③混合式防波堤，下部為拋石結構，上部為直墻結構，是斜坡式和直立式相 結合的形式，適用于水深較大的情況，比較經濟合理。 拋石斜坡堤是我國、北歐和北美等一些國家常用的型式。如我國沿海人工異形混 凝土塊體護面的拋石堤最為常見。然而這種拋石斜坡堤結構在水深增大和波浪條件惡化 后，不僅其異形護面塊體的穩定重量將變得很大，而且其斷面尺度的增加也很大，約與水深 的平方成正比。因而耗材巨大，工程造價急劇增高。所以這種結構建于深水、浪大地區的工 程實例并不多見。建造適用于深水條件的直立堤和混合堤最多的是日本和意大利。直立堤 墻身多為正砌方塊、空心方塊或沉箱。當直立堤建于深水、浪大自然條件較為惡劣地區時， 方塊墻身由于受其自身型式和施工等各種薄弱環節的制約，工程難以實施。因此，深水直立 堤的主導結構型式是鋼筋混凝土沉箱結構或在沉箱結構基礎上改進的各種異型和消浪箱 型結構。 近年來，隨著港口和海岸工程建設的迅速發展，在浪大、水深、流急的外海水域建 造港工建筑物越來越普遍，因此，采用安全、經濟的適用于深水、浪大環境的新型防波堤結 構型式成為一種趨勢。
發明內容
為了適應在外海水深、浪大、施工條件差等不良環境條件下建造防波堤的趨勢，本 發明的目的是提供一種適應性更強的曲面胸墻沉箱混合堤新結構，能有效抵御深水大浪的 襲擊，減少墻前的反射，減少對周圍環境的影響；有效地減少水上工作量，為外海施工創造 方便條件；同時具有良好的景觀效果，又造價合理。 為實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種新型曲面胸墻沉箱混合堤， 該防波堤一側為臨海側，另一側為臨港側，其中該防波堤結構包括有拋石基床，在拋石基 床上固定有作為堤身主體的堤身沉箱，在堤身沉箱上部固定有弧形曲面胸墻，弧形曲面胸 墻為曲面空心或實心構件，弧形曲面胸墻的斷面形狀是由底板截面、立板截面及臨海一側
3的弧形曲面截面連接構成。 本發明的效果是該防波堤具有最佳的消浪效果、良好的結構受力狀態，且具有良 好的景觀效果，比一般的防波堤施工方便，造價合理，特別適用于深水、浪大的惡劣地區。
圖1為本發明的前置式曲面胸墻沉箱混合堤斷面圖； 圖2為本發明的后退式曲面胸墻沉箱混合堤斷面圖； 圖3為本發明的下臥式曲面胸墻沉箱混合堤斷面圖； 圖4為本發明的組合式曲面胸墻沉箱混合堤斷面圖。 圖中 1.曲面胸2.堤身沉箱 3.拋石基床4.蓋板 5.外邊坡 6.內坡 7.消浪泄壓孔8.排氣孔 9.消能室
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明的新型曲面胸墻沉箱混合堤作進一步說明。
如圖1、2、3、4所示，本發明的新型曲面胸墻沉箱混合堤，該防波堤一側為臨海側， 另一側為臨港側，該防波堤結構包括有拋石基床3，在拋石基床3上固定有作為堤身主體的 堤身沉箱2，在堤身沉箱2上部固定有弧形曲面胸墻l，弧形曲面胸墻1為曲面空心或實心 構件，弧形曲面胸墻1的斷面形狀是由底板截面、立板截面及臨海一側的弧形曲面截面連 接構成。 所述弧形曲面胸墻1的弧形曲面為向外凸形或向內凹形的曲面，在弧形曲面胸墻 1的弧形曲面上可開設有方形、條形、圓形消浪泄壓孔7，也可以不開。所述弧形曲面胸墻1 的底面上開有排氣孔8。 所述堤身沉箱2為矩形沉箱或臺階狀異型沉箱，其內填充有填石，所述堤身沉箱2 的前艙設消能室9。所述弧形曲面胸墻1和堤身沉箱2可為分體件，也可為連體預制件。
所述拋石基床3為明基床或混合基床，拋石基床3兩側分別設有外邊坡5、內坡6， 外邊坡5和內坡6上分別設有人工塊體護面。 根據弧形曲面胸墻1相對于沉箱的位置，本發明的曲面胸墻沉箱混合堤的斷面形 式有前置式、后退式、下臥式和組合式四種。 如圖1所示，前置式曲面胸墻沉箱混合堤是將上部為弧形曲面胸墻1置于堤頂海 側和和蓋板4，可與其邊線取齊，下部為堤身的鋼筋混凝土矩形堤身沉箱2。曲面空心構件 的弧形曲面胸墻1弧面上可開設方孔、圓孔、條孔等消浪泄壓孔7，底板上需開排氣孔8 ;矩 形的堤身沉箱2宜考慮前艙或部分前后艙設置消能室9，前后艙可用消浪泄壓孔7連通。
如圖2所示，后退式曲面胸墻沉箱混合堤是將上部弧形曲面胸墻1構件移向港側 適當位置和蓋板4，弧形曲面胸墻1構件和堤身沉箱2的要求和做法同前置式。該種形式的 消浪效果在同等條件下會更好。 如圖3所示，下臥式曲面胸墻沉箱混合堤是將上部弧形曲面胸墻1構件下臥于堤 身臺階式異型堤身沉箱2的前艙頂面和蓋板4，前艙可不設消能室，后艙可設消能室9。作 為消浪結構的弧形曲面胸墻1構件的底板標高，宜設在設計高水位以下0. 5 1. 0倍設計波高。上部的弧形曲面胸墻1構件可為外凸形曲面空心薄壁構件，也可為內凹形曲面實心 構件。上部的弧形曲面胸墻1構件若為實心構件，曲面上同樣可開設方孔、圓孔、條孔等消 浪泄壓孔7，在其后壁可開設排氣孔8。上部的弧形曲面胸墻1構件和異型的堤身沉箱2可 分體預制，也可整體預制。 如圖4所示，組合式曲面胸墻沉箱混合堤是將上部的弧形曲面胸墻1構件作為堤 身主體的一部分，堤身為矩形鋼筋混凝土堤身沉箱2，該種形式也可作為護岸的岸壁景觀結 構。 如圖1所示，下面以前置式曲面胸墻沉箱混合堤為例，對本發明進行詳細說明。
拋石基床3為明基床或混合基床，其外邊坡5有人工塊體護面，內邊坡6為人工塊 體或大塊石護面；拋石基床3的厚度，對巖石地基不宜小于2m，對非巖石地基為5m左右；拋 石基床3的寬度，仍按墻身寬度加上外肩和內肩的寬度，分別按墻身計算寬度的0. 6和0. 4 倍的有關規定；內、外邊坡也不變，內邊坡的坡度為1 : 1.5，外邊坡的坡度為1 : 2。
堤身沉箱2的重量為2000 6000t ;堤身沉箱2寬度由建筑物本身的穩定性和基 床頂面、地基承載能力確定；堤身沉箱2長度應根據施工設備的能力并適當考慮沉箱結構 的剛度，原則上可不受長與寬之比不大于3的限制，但也不能太長；堤身沉箱2高度，其標高 宜定在施工水位以上；堤身沉箱2前、后趾長度可適當加大至1. 5 3. 0m ;堤身沉箱2里面 艙格的尺寸也需適當加大至4 6m ;各墻壁厚，如外壁、內壁、側壁、隔墻、底板也均比照原 來規定適當加厚。堤身沉箱2內部分填有石或砂。 上部結構的弧形曲面胸墻1空心薄壁構件，曲面朝向臨海一側，外形為弧形或四 分之一圓，曲面上可開設方形、圓形或長條形消浪泄壓孔7，也可以不開孔；曲面厚度通過 受力計算確定，構造上不宜太薄；整個曲面上部構件(含底板)分段重量宜小于500t。弧 形曲面胸墻1空心薄壁構件和堤身沉箱2連為整體，也可以分別預制，施工時在現澆接頭部 位連成整體。 該曲面胸墻沉箱混合堤堤身主體結構采用大型化矩形堤身沉箱結構，比較適應深 水、浪大的惡劣工況；具有直墻形墻身加外凸或內凹的弧形上部結構的"復合型"斷面，不 僅具有最佳的消浪效果、良好的結構受力狀態，而且頗具景觀效果；堤身_大型沉箱和上部 弧形結構，施工水位以上都為預制構件，上下僅有少量的現澆接頭，有效的減少了水上工作 量，為施工創造了方便條件。由此可見，本發明提出的"曲面胸墻沉箱混合堤"結構型式新 穎，有良好的景觀效果；受力合理，施工方便，造價適中，是一種具有良好發展前景的深水防 波堤結構型式。
權利要求
一種新型曲面胸墻沉箱混合堤，該防波堤一側為臨海側，另一側為臨港側，其特征是該防波堤結構包括有拋石基床(3)，在拋石基床(3)上固定有作為堤身主體的堤身沉箱(2)，在堤身沉箱(2)上部固定有弧形曲面胸墻(1)，弧形曲面胸墻(1)為曲面空心或實心構件，弧形曲面胸墻(1)的斷面形狀是由底板截面、立板截面及臨海一側的弧形曲面截面連接構成。
2. 根據權利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墻(1)的弧形曲面為向外凸形或向內凹形的曲面。
3. 根據權利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墻(1)的弧形曲面上開設有方形、條形、圓形消浪泄壓孔(7)。
4. 根據權利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墻(1) 的底面上開有排氣孔(8)。
5. 根據權利要求1所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述堤身沉箱(2)為矩形沉箱或臺階狀異型沉箱，其內填充有填石，所述堤身沉箱(2)的前艙設消能室(9)。
6. 根據權利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述拋石基床(3)為明基床或混合基床，拋石基床(3)兩側分別設有外邊坡(5)、內坡(6)，外邊坡(5)和內坡 (6)上分別設有人工塊體護面。
7. 根據權利要求l所述的新型曲面胸墻沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墻(1)和堤身沉箱(2)為連體或分體預制件。
全文摘要
本發明提供一種新型曲面胸墻沉箱混合堤，該防波堤一側為臨海側，另一側為臨港側，該防波堤結構包括有拋石基床，在拋石基床上固定有作為堤身主體的堤身沉箱，在堤身沉箱上部固定有弧形曲面胸墻，弧形曲面胸墻為曲面空心或實心構件，弧形曲面胸墻的斷面形狀是由底板截面、立板截面及臨海一側的弧形曲面截面連接構成。本發明的效果是該防波堤具有最佳的消浪效果、良好的結構受力狀態，且具有良好的景觀效果，比一般的防波堤施工方便，造價合理，特別適用于深水、浪大的惡劣地區。
文檔編號E02B3/06GK101713181SQ200910228770
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月26日 優先權日2009年11月26日
發明者佟德勝, 劉德進, 吳進, 李元音, 李承鋼, 王玉紅, 王美茹, 舒寧, 謝世楞, 謝善文 申請人:中交第一航務工程勘察設計院有限公司