CN100393946C - 带翼筒状结构 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的带翼筒状结构用于构筑深水防波堤，包括薄壁无底的筒体和设置在筒体外侧并向外伸展的翼。筒体和翼可由钢或钢筋混凝土制成。翼与筒体筒壁垂直或形成交角。翼由翼连接体、横梁、纵梁、斜梁和翼板构成。翼连接体套在筒体的外侧。翼的横梁、纵梁和斜梁相互连接，与翼板叠合一起形成翼向外伸展的平面。翼通过翼连接体与筒体固定连接，筒体与翼连接体的连接部位设置筒壁加厚的筒体加强段。翼的上部或下部设置支撑梁或支撑板。带翼筒状结构可以在软弱土层较厚地区构筑抗风浪能力高和稳固性强的防波堤中具有广阔的应用前景。

Description

带翼筒状结构

技术领域

本发明涉及防波堤，特别是涉及深水防波堤的构筑件。

背景技术

在现代社会的经济发展中，海上运输显示出重要作用，因此，港口建设进一步受到重视。为了适应港口吞吐量需求的不断增长以及集装箱和散货运输船型的日趋大型化，建设和扩大深水泊位港区成为现代港口建设的重要方面。为了改善深水泊位的泊稳条件，提高作业效率，减少港口淤积，需要设置深水防波堤。

防波堤设置不仅对港口建设是重要的，而且在临港工业区的围海造陆中先行建设围埝或护岸也是必需的。

特别是，淤泥质海岸条件下，进行深水港区的扩建、吹填造陆围埝、海岸和河口整治工程，设置防波堤更是必要的。防波堤的设置可以有效防止波浪、潮汐对海岸的冲刷，防止泥沙搬运产生的港口淤积。

传统防波堤结构主要有斜坡式、直立式。

斜坡式防波堤结构如图1所示，由抛石或充填袋1从海底2斜坡式堆垒出海面3构成。斜坡式防波堤结构主要缺点是材料用量大。充填袋斜坡堤结构耐久性较差，不适用深水情况。

直立式防波堤结构如图2所示，结构下部为抛石基床4，结构上部为安置在抛石基床4上的钢筋混凝土或钢构件5，构件5露出海面3。直立式防波堤结构主要缺点是对地基承载力要求高，对地基不均匀沉降敏感，在软土地基上构筑较难，通常需要加固软基。

对于地基软弱、水深较深、波浪较大，并且缺乏建设所需石料的沿海地区，无论采取上述何种传统结构，造价、地基适应性以及施工速度问题上均不能较好的满足港口和围海造陆建设的需要。为此，现有海岸工程中曾试用插入式大圆筒结构防波堤，由直接沉入地基土体中的无底圆筒构成。

图3显示构成防波提的现有技术的插入式大圆筒结构。如图3所示，插入式大圆筒结构由钢筋混凝土或钢制成的无底圆筒6构成，圆筒6底部直接沉入海底2的地基土体中，圆筒6顶部露出海面3。接近海底面的圆筒6周围有抛石护底7，圆筒6顶端设置筒顶消浪块体8，筒顶消浪块体8的倾斜面朝向外海。一线排开的插入式大圆筒结构构成防波堤。

上述插入式大圆筒结构在防波堤工程的实际应用中，可以适应软弱地基条件，部分地降低工程造价、加快施工速度，但是，在波浪等动力荷载作用下，地基土产生弱化对结构稳定性有较大影响，要求将筒体沉入到有一定承载力的地基土层中，下沉深度较大，给工程的施工增加了困难，另外，在表层地基土体指标较差时，结构的防冲刷措施较难得到保证。

发明内容

针对上述现有技术的防波堤结构所存在的问题，本发明推出了带翼筒状结构，沉入海底地基土体中构成防波堤，筒体向外伸展的翼增加防波堤结构的稳定性，降低为保障承载力而在地基土层中的下沉深度。

本发明所涉及的带翼筒状结构包括薄壁无底的筒体和设置在筒体外侧并向外伸展的翼。

筒体和翼可由钢或钢筋混凝土制成。筒体的横截面可以是圆形，也可以是多边形。翼设置在筒体与海底泥面接触部位，筒体从翼中部穿过，翼与筒体筒壁垂直或形成交角。翼由翼连接体、横梁、纵梁、斜梁和翼板构成，或者由翼连接体、横梁、纵梁和斜梁构成。翼连接体置于翼的中部，呈中空的短筒状。筒体置于短筒状翼连接体的中空内，翼连接体套在筒体的外侧。翼的横梁、纵梁和斜梁相互连接，与翼板叠合一起形成翼向外伸展的平面。翼的平面形状可以成抹角矩形，也可以是外缘呈弧形或其他的形状。翼的横梁、斜梁和翼板与翼连接体固定连接，翼连接体与横梁、斜梁和翼板连接处设置加强角。翼通过翼连接体与筒体固定连接，筒体与翼连接体的连接部位设置筒壁加厚的筒体加强段。翼的上部或下部设置支撑梁或支撑板。支撑板的一边与翼连接体固定连接，一边与横梁或斜梁固定连接，支撑板与水平面垂直。支撑梁由竖支撑梁和斜支撑梁构成并形成与水平面垂直的支撑面，竖支撑梁一端与斜支撑梁固定连接，另一端与横梁或斜梁固定连接。斜支撑梁的一端与翼连接体固定连接，一端与横梁或斜梁固定连接。

本发明所涉及的带翼筒状结构用于构筑防波堤时，沉入海底地基土体中并一线排开形成防波堤，翼沉入海底泥面以下。通过带翼筒状结构与原状地基土体的相互作用共同承受外荷载，水平外荷载主要由筒体插入地基部分与地基土体间水平方向相互作用、筒体底部原状地基土抗剪、翼与地基土间的黏滞力及摩擦力承担；竖向荷载主要由筒壁与筒内外地基土体相互作用、翼上承受地基反力共同承担；结构体系上作用弯矩由上述抗力共同构成稳定力矩承担。共同承担外荷载，可以增加结构稳定性，大大减少筒体沉入深度，解决了下沉施工困难问题。并避免了结构在承受波浪动力荷载时地基土体弱化造成结构失稳的风险，同时，由于翼对原状地基土体的掩护，也可起到防冲刷作用，尤其联合进行护底设计会达到更好的效果。

带翼筒状结构可以在软弱土层较厚地区构建，筒体向外伸展的翼增加结构的稳定性，降低为保障承载力而在地基土层中的下沉深度，便于下沉施工，施工难度小，安全程度增高，节省用料，节约投资，在构筑抗风浪能力高和稳固性强的防波堤中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为斜坡式防波堤结构图。

图2为直立式防波堤结构图。

图3为插入式大圆筒结构图。

图4为带翼筒状结构海中设置示意图。

图5为带翼筒状结构断面图。

图6为带翼筒状结构平面图。

附图中标记说明：

1、抛石或充填袋        2、海底

3、海面                4、抛石基床

5、钢筋混凝土或钢构件  6、无底圆筒

7、抛石护底        8、筒顶消浪块体

9、筒体            10、翼

11、筒体加强段     12、翼连接体

13、加强角         14、横梁

15、纵梁           16、斜梁

17、翼板           18、支撑板

19、竖支撑梁       20、斜支撑梁

具体实施方式

现结合附图对本发明的具体实施方式予以说明。图4显示带翼筒状结构海中的设置状况；图5和图6分别为带翼筒状结构的断面图和平面图。如图所示，本发明所涉及的带翼筒状结构包括薄壁无底的筒体9和设置在筒体9的外侧并向外伸展的翼10。筒体9的横截面可以是圆形，也可以是多边形。翼10与筒体9的筒壁垂直或形成交角。翼10由翼连接体12、横梁14、纵梁15、斜梁16和翼板17构成，或者由翼连接体12、横梁14、纵梁15和斜梁16构成。翼连接体12置于翼10的中部，呈中空的短筒状。筒体9置于短筒状翼连接体12的中空内，翼连接体12套在筒体9的外侧。翼的横梁14、纵梁15和斜梁16相互连接，与翼板17叠合一起形成翼10向外伸展的平面。翼的横梁14、斜梁16和翼板17与翼连接体12固定连接，翼连接体12与横梁14、斜梁16和翼板17连接处设置加强角13。筒体9与翼连接体12的连接部位设置筒壁加厚的筒体加强段11。支撑板18的一边与翼连接体12固定连接，一边与横梁14或斜梁16固定连接，支撑板18与水平面垂直。支撑梁由竖支撑梁19和斜支撑梁20构成并形成与水平面垂直的支撑面，竖支撑梁19一端与斜支撑梁20固定连接，另一端与横梁14或斜梁16固定连接。斜支撑梁20的一端与翼连接体12固定连接，一端与横梁14或斜梁16固定连接。

Claims (10)

1.一种带翼筒状结构，包括薄壁无底的筒体，沉入海底地基土体中，其特征在于：还包括设置在筒体外侧并向外伸展的翼，筒体从翼中部穿过，翼设置在筒体与海底泥面接触部位。

2.根据权利要求1所述的带翼筒状结构，其特征在于，翼与筒体筒壁垂直或形成交角。

3.根据权利要求1所述的带翼筒状结构，其特征在于，筒体和翼由钢或钢筋混凝土制成。

4.根据权利要求1所述的带翼筒状结构，其特征在于，翼由翼连接体、横梁、纵梁、斜梁和翼板构成，翼连接体置于翼的中部，呈中空的短筒状；翼的横梁、斜梁和翼板与翼连接体固定连接；翼的横梁、纵梁和斜梁相互连接，与翼板叠合一起形成翼向外伸展的平面。

5.根据权利要求4所述的带翼筒状结构，其特征在于，翼板平面形状为抹角矩形。

6.根据权利要求4所述的带翼筒状结构，其特征在于，翼板平面的外缘呈弧形。

7.根据权利要求4所述的带翼筒状结构，其特征在于，翼连接体与横梁、斜梁和翼板连接处设置加强角。

8.根据权利要求4所述的带翼筒状结构，其特征在于，翼通过翼连接体与筒体固定连接，筒体与翼连接体的连接部位设置筒壁加厚的筒体加强段。

9.根据权利要求4所述的带翼筒状结构，其特征在于，翼的上部或下部设置支撑板，支撑板的一边与翼连接体固定连接，一边与横梁或斜梁固定连接，支撑板与水平面垂直。

10.根据权利要求4所述的带翼筒状结构，其特征在于，翼的上部或下部设置支撑梁，支撑梁由竖支撑梁和斜支撑梁构成并形成与水平面垂直的支撑面，竖支撑梁一端与斜支撑梁固定连接，另一端与横梁或斜梁固定连接；斜支撑梁的一端与翼连接体固定连接，一端与横梁或斜梁固定连接。

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