專利名稱：一種可浮運拖航的碼頭模塊及碼頭結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種浮式建筑物，具體的說，是涉及一種碼頭。
背景技術：
在深海和淺海中均有珊瑚礁的存在，其主體由珊瑚蟲組成。珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動物，在生長過程中能吸收海水中的鈣和二氧化碳，然后分泌出石灰石，變為自己生存的外殼。單體珊瑚蟲群聚居在一起，一代代地新陳代謝，生長繁衍，同時不斷分泌出石灰石，并粘合在一起。這些石灰石經過以后的壓實、石化，形成島嶼和礁石，也就是所謂的珊瑚礁。珊瑚礁為許多動植物提供了生活環境，其中包括蠕蟲、軟體動物、海綿、棘皮動物和甲殼動物，此外珊瑚礁還是大洋帶的魚類的幼魚生長地。全球現代珊瑚礁主要分布在南北回歸線之間的熱帶海洋中，我國的珊瑚礁主要分布于北回歸線以南的熱帶海岸和海洋中，散布于南海中的島礁絕大部分是由珊瑚礁構成的。三沙市位于中國南海，是中國地理緯度位置最南端的城市，下轄西沙群島、南沙群島、中沙群島的島礁及其海域。隨著三沙市的成立，為了能夠對島礁相關設施和人員進行補給，亟需一些有效、低成本以及環保的珊瑚島礁建設開發方式，其中首當其沖的是碼頭建設。然而，由于珊瑚島礁的特殊地質條件以及考慮到珊瑚島礁對其周圍物理環境和生態條件的影響，目前還沒有特別理想的珊瑚島礁碼頭建設方式。已有的普通碼頭的建造技術主要是板樁碼頭，由于珊瑚島礁不具備打樁條件，同時島礁上打樁也會對珊瑚島礁的生態造成破壞性的影響，只能在島礁附近打樁，但是因為島礁附近的水深較大，需要深水打樁，因此成本和技術難度都很大。而其他普通碼頭的建設技術，如重力式碼頭、沉箱碼頭等由于島礁的特殊土質和島礁周圍的水深條件也都基本無法米用。因此，目前在珊瑚島礁上建立碼頭一直是困擾建筑業的一個難題。
實用新型內容本實用新型要解決的是目前珊瑚島礁上建立碼頭困難，對珊瑚島礁生態環境影響較大的技術問題，提供一種可浮運拖航的碼頭模塊及碼頭結構，使得珊瑚島礁碼頭建設成為可能，不會對珊瑚島礁的生態環境產生破壞，并且施工速度快，施工難度和施工成本低。為了解決上述技術問題，本實用新型通過以下的技術方案予以實現:一種可浮運拖航的碼頭模塊，包括由基礎頂蓋和基礎側壁構成的箱筒形基礎，所述箱筒形基礎內部設置有多個固定于所述基礎頂蓋的分隔板，所述基礎頂蓋、所述基礎側壁以及所述分隔板構成多個底部開口的分艙結構，所述箱筒形基礎上部固定連接有中空的臥式浮箱，所述臥式浮箱上部對稱地固定連接有兩個中空的立式浮箱，所述箱筒形基礎的每個分艙、所述臥式浮箱均分別設置有管路接頭，兩個所述立式浮箱頂部固定連接有碼頭道路面板。[0010]所述箱筒形基礎、所述臥式浮箱、所述立式浮箱和所述碼頭道路面板均由混凝土或鋼制成。所述箱筒形基礎的直徑或最長跨度為lO-lOOm，高度為l_50m，所述立式浮箱內部設置有貯存區，并配備有艙門。兩個所述立式浮箱分別設置有管路接頭。一種可浮運拖航的碼頭結構，該碼頭結構由所述碼頭模塊通過焊接、錨栓連接或膠性材料粘結的方式組裝而成。本實用新型的有益效果是:本實用新型的碼頭模塊結構簡單，制造方便，環境友好，特別適合于珊瑚島礁的地質條件，避免破壞珊瑚島礁的生態平衡，解決了珊瑚島礁建立碼頭的難題，使珊瑚島礁碼頭建設可行性取得突破性進展；同時該碼頭模塊具有能夠浮運拖航，能夠精細下沉調平，并且沉降可控等優勢，可以有效地將碼頭結構建造在珊瑚島礁，建造施工速度快，建造施工難度低。
圖1是本實用新型所提供的碼頭模塊的結構示意圖；圖2是圖1的主視圖；圖3是圖1的仰視圖。圖中:1，箱筒形基礎；11，基礎頂蓋；12，基礎側壁；13，分隔板；2，臥式浮箱；3，立式浮箱；4，碼頭道路面板。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的實用新型內容、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:如圖1至圖3所示，本實施例披露了一種可浮運拖航的碼頭模塊，主要由箱筒形基礎1、臥式浮箱2、立式浮箱3和碼頭道路面板4構成。箱筒形基礎I頂部設置有臥式浮箱2，臥式浮箱2上部對稱地設置有兩個立式浮箱3，兩個立式浮箱3的頂部設置有碼頭道路面板4。箱筒形基礎I是底部開口的半封閉結構，由混凝土結構的基礎頂蓋11和鋼制基礎側壁12構成寬扁形空腔。該空腔內部設置有多個的鋼制分隔板13，分隔板13頂部伸入到基礎頂蓋11 一定深度，其深度一般為基礎頂蓋11厚度的1/2 3/4，以便與混凝土頂蓋11連接牢固。箱筒形基礎I可以是多邊形或圓形，其內部可以由分隔板13分隔為方格狀或蜂窩狀的分艙。箱筒形基礎I的直徑或最長跨度為IO-1OOm,高度為l-50m，基礎寬度與高度比為 2-10。由此，基礎頂蓋11、基礎側壁12以及若干分隔板13構成多個底部開口的空腔結構，每個空腔結構均配置有管路接頭，管路接頭設置于基礎頂蓋11。管路接頭可以連接注/排水管路、注/排氣管路，這些空腔結構能夠保證碼頭模塊的浮運，同時在箱筒形基礎I下沉過程中通過對各個空腔結構內施加不同的壓力，可以控制基礎水平度，以達到控制沉降安全性和有效性的目的。臥式浮箱2為中空結構，可以由混凝土或鋼制成；臥式浮箱2的底板與箱筒形基礎I的基礎頂蓋11澆筑或者焊接為一體，用于提供浮力和壓載。臥式浮箱2配置有管路接頭，該管路接頭可以連接注/排水管路或者注/排氣管路，其作用是對臥式浮箱2進行注水或注砂的壓載操作，減少結構浮力，以保證結構下沉過程順利開展。兩個立式浮箱3分別為中空結構，可以由混凝土或鋼制成；立式浮箱3的底板與臥式浮箱2的頂板澆筑或者焊接為一體。立式浮箱3主要用于提供浮力，保證碼頭模塊整體的穩性。立式浮箱3內部可以設置為多個不同功能的貯存區，并且配備艙門，以便安裝完畢投入使用后兼具貯存功能，為海上作業儲油以及儲存貨品。兩個立式浮箱3還可以分別配置有管路接頭，該管路接頭可以連接注/排水管路或者注/排氣管路，在需要時對立式浮箱3進行注水或注砂的壓載操作。碼頭道路面板4為板式結構，可以由混凝土或鋼制成，其底面與立式浮箱3的頂板澆筑或者焊接為一體，主要作為運輸通道和卸貨堆放區。利用多個本實用新型的碼頭模塊可以拼裝組成一個完整的碼頭結構，碼頭模塊之間通過焊接、錨栓連接或膠性材料粘結的方式連接成一體。上述可浮運拖航的碼頭模塊的施工方法，具體步驟如下:先在陸上建造箱筒形基礎I，然后利用吊機設備將箱筒形基礎I吊入水中，利用箱筒形基礎I自身的浮力，使其充當碼頭模塊其他結構建造的施工平臺。在水中以箱筒形基礎I的基礎頂蓋11為底部模板，以澆筑或者焊接的方式依次建造臥式浮箱2、立式浮箱3和碼頭道路面板4，形成一個完整的碼頭模塊。建造過程中隨著結構重量的增長，依次由臥式浮箱2和立式浮箱3提供浮力，避免在碼頭或者船塢上進行施工，從而節省預制的空間和成本。箱筒形基礎1、臥式浮箱2、立式浮箱3在建造的過程中，分別將各自的連接注/排水管路或者注/排氣管路連接好。整體碼頭模塊建造完成后，通過拖輪進行碼頭模塊的浮運拖航。當浮運拖航到施工地點后，先打開箱筒形基礎I上所連接的排氣管路。待碼頭模塊整體重量與結構浮力相等而不再下沉時，打開臥式浮箱2所連接的注水管路，通過壓載注水或注砂減少碼頭模塊整體結構浮力，使碼頭模塊整體結構的重量增加而進一步下沉。當箱筒形基礎I分隔板接觸到珊瑚島礁巖體表面后，還可以通過箱筒形基礎I所連接的的排水管路或排氣管路進行抽水操作以及抽氣操作，使箱筒形基礎I的依靠吸力下沉，輔助壓載下沉過程，直到碼頭模塊下沉到設計深度。在此過程中立式浮箱3的浮力可提供碼頭模塊整體下沉的浮穩性，保證結構下沉過程中不會出現大的傾斜角或傾倒。必要時，如水深較大，依靠箱筒形基礎I和臥式浮箱2的壓載仍然無法下沉到位時，還需繼續對立式浮箱3進行壓載注水或注砂使碼頭模塊進一步下沉。下沉到位后，通過箱筒形基礎I所連接的注/排水管路對箱筒形基礎I中的各個分艙注水或抽水，從而提供不同的艙內壓力，進行基礎調平工作。待調平達到設計精度后，再次對臥式浮箱2進行壓載注水或注砂直到達到設計壓載值，進一步增強碼頭模塊的結構穩定性，最終安裝完畢。本實用新型碼頭模塊的拖航速度一般可達到5節以上，整個安裝過程約在5小時內完成。單個碼頭模塊施工完畢之后，根據設計再依次進行其他碼頭模塊的施工，并通過焊接、錨栓連接或膠性材料粘結的方式將碼頭模塊之間連接牢固，逐漸組裝成為完整的碼頭結構。盡管上面結合附圖對本實用新型的優選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種可浮運拖航的碼頭模塊，其特征在于，包括由基礎頂蓋和基礎側壁構成的箱筒形基礎，所述箱筒形基礎內部設置有多個固定于所述基礎頂蓋的分隔板，所述基礎頂蓋、所述基礎側壁以及所述分隔板構成多個底部開口的分艙結構，所述箱筒形基礎上部固定連接有中空的臥式浮箱，所述臥式浮箱上部對稱地固定連接有兩個中空的立式浮箱，所述箱筒形基礎的每個分艙、所述臥式浮箱均分別設置有管路接頭，兩個所述立式浮箱頂部固定連接有碼頭道路面板。
2.根據權利要求1所述的一種可浮運拖航的碼頭模塊，其特征在于，所述箱筒形基礎、所述臥式浮箱、所述立式浮箱和所述碼頭道路面板均由混凝土或鋼制成。
3.根據權利要求1所述的一種可浮運拖航的碼頭模塊，其特征在于，所述箱筒形基礎的直徑或最長跨度為lO-lOOm，高度為l-50m。
4.根據權利要求1所述的一種可浮運拖航的碼頭模塊，其特征在于，所述立式浮箱內部設置有貯存區，并配備有艙門。
5.根據權利要求1所述的一種可浮運拖航的碼頭模塊，其特征在于，兩個所述立式浮箱分別設置有管路接頭。
6.一種可浮運拖航的碼頭結構，其特征在于，該碼頭結構由如權利要求1-5中任一項所述碼頭模塊通過焊接、錨栓連接或膠性材料粘結的方式組裝而成。
專利摘要本實用新型公開了一種可浮運拖航的碼頭模塊及碼頭結構，包括由基礎頂蓋和基礎側壁構成的箱筒形基礎，箱筒形基礎內部設置有多個固定于基礎頂蓋的分隔板，基礎頂蓋、基礎側壁以及分艙板構成多個底部開口的分艙結構，箱筒形基礎上部固定連接有中空的臥式浮箱，臥式浮箱上部對稱地固定連接有兩個中空的立式浮箱，兩個立式浮箱頂部固定連接有碼頭道路面板。本實用新型結構簡單，制造方便，環境友好，特別適合于珊瑚島礁的地質條件，避免破壞珊瑚島礁的生態平衡，使珊瑚島礁碼頭建設可行性取得突破性進展；同時該碼頭模塊具有能夠浮運拖航，能夠精細下沉調平，并且沉降可控等優勢，建造施工速度快，建造施工難度低。
文檔編號E02D15/08GK202936761SQ20122059897
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者丁紅巖, 張浦陽 申請人:天津大學