CN103898869A - 一种廊桥浮码头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水运交通港口工程领域，提供一种廊桥浮码头，通过将廊桥浮码头的至少一组承载装置设于岸边，至少一组承载装置浮于水面，两组承载模块之间通过所述桥体连接，并采用定位装置将承载装置定位。该廊桥浮码头改变了传统码头水工结构以地基基础为承载和固定的体系，能有效解决水位变幅大、变动频繁水文条件下的码头生产工艺，消除或减少因地基承载力降低、整体滑动、深层软基等地质风险因素或不确定性导致的码头工程风险，同时廊桥浮码头在期终报废时，全部可回收利用，无任何残留物，不侵占和污染水体资源，湿地水生态环境修复快，实现环境友好和生态文明。

Description

一种廊桥浮码头

技术领域

本发明涉及水运交通港口工程领域，具体涉及一种廊桥浮码头。

背景技术

在我国的中西部地区，随着各大江、河水系梯级水电能源资源的开发，高峡出平湖，形成了许多优良的深水航道和库湖区水体、水面资源。与此同时，湖库区水文、地质条件也发生了根本性变化，水位变幅大、水位变动频繁是主要的水文特征；陆域岸坡成库前暴露于空气中，成库后则长期淹没于水下或处于水位变动区，因地下水位随库区水位的升降而升降，导致地基承载力降低、整体滑动、深层软基等工程地质风险因素或不确定性增加，大面积的山体滑坡时有发生。

综合开发利用库湖区水体、水面资源是沿岸人民或利益相关者脱贫致富奔小康的必然选择，也是中西部地区经济社会实现环境友好、生态文明和可持续发展的必由之路。港口码头等水运交通基础设施是综合开发利用上述深水航道和库湖区水体、水面资源不可或缺的前提和基础；在现有技术条件下，受湖库区复杂水文、地质因素的影响，若采用传统的码头水工结构，需要投入大量的资金进行软基处理、疏浚前沿水域，才能满足码头生产使用要求；但仍无法避免因软基硬化处理造成的对湖区湿地水生态环境建设性、永久破坏，且修复难度极大。

因此，研发一种能适应库湖区复杂水文、地质环境条件，生态环境影响小且易修复的码头结构，显得尤为迫切和必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种廊桥浮码头，克服现有码头水工结构不能适应库湖区复杂水文、地质环境条件且易对生态环境造成永久性破坏的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种廊桥浮码头，包括至少一段桥体、至少两组承载装置以及定位承载装置的定位装置，其中至少一组承载装置设于岸边，至少一组承载装置浮于水面，两组承载装置之间通过所述桥体连接。

本发明的更进一步优选方案是：所述承载装置为涉水基础平台，该涉水基础平台包括至少一个刚浮体框架结构，该刚浮体框架结构内设置有钢浮筒。

本发明的更进一步优选方案是：所述定位装置为定位柱，该定位柱一端固定于水底地基基础另一端伸出水面。

本发明的更进一步优选方案是：所述涉水基础平台套设于所述定位柱外，并随水位的升降沿该定位柱上下浮动。

本发明的更进一步优选方案是：所述桥体为廊桥，该廊桥包括底板、侧壁和圆弧形顶棚，该底板与水平面的夹角小于等于12度。

本发明的更进一步优选方案是：所述廊桥的一端通过固定铰支座与涉水基础平台连接，另一端通过可动铰支座与另一涉水基础平台连接。

本发明的更进一步优选方案是：所述廊桥内设有传送装置。

本发明的更进一步优选方案是：所述廊桥内设有人行道。

本发明的更进一步优选方案是：所述涉水基础平台与所述定位柱之间设有导向装置。

本发明的更进一步优选方案是：所述导向装置包括若干抵靠定位柱的导向轮以及导向轮固定架，该导向轮固定架安装于涉水基础平台上。

本发明的有益效果在于，通过将廊桥浮码头的至少一组承载装置设于岸边，至少一组承载装置浮于水面，两组承载模块之间通过所述桥体连接，并采用定位装置将承载装置定位。该廊桥浮码头改变了传统码头水工结构以地基基础为承载和固定的体系，能有效解决水位变幅大、变动频繁水文条件下的码头生产工艺，消除或减少因地基承载力降低、整体滑动、深层软基等地质风险因素或不确定性导致的码头工程风险，同时廊桥浮码头在期终报废时，全部可回收利用，无任何残留物，不侵占和污染水体资源，湿地水生态环境影响小且修复快，实现环境友好和生态文明。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例一廊桥浮码头正常水位时的平面结构示意图；

图2是；本发明实施例一廊桥浮码头变动水位时的平面结构示意图

图3是本发明实施例一廊桥浮码头低水位时的平面结构示意图；

图4是本发明实施例一廊桥浮码头的端面平面结构示意图；

图5是本发明的图1中A位置局部放大示意图；

图6是本发明的图1中B位置局部放大示意图；

图7是本发明廊桥浮码头的导向装置结构示意图；

图8是本发明的廊桥浮码头的定位柱实施方式一结构示意图；

图9是本发明的廊桥浮码头的定位柱实施方式二结构示意图；

图10是本发明的耳郭状导向轮固定架结构示意图；

图11是本发明的耳郭状导向轮固定架结构示意图；

图12是本发明实施例二廊桥浮码头高水位时的平面结构示意图；

图13是本发明实施例二廊桥浮码头水位变动时的平面结构示意图；

图14是本发明实施例二廊桥浮码头低水位时的平面结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1-4所示，为本发明实施例一的廊桥浮码廊桥浮码头包括一段桥体1、两组承载装置2以及用于定位承载装置2的定位装置3。所述两组承载装置2之间通过所述桥体1连接，其中一组承载装置2设于岸边，另一组承载装置2浮于水面。传统的码头建设需在岸边建立相应的配套工程，而采用本发明的廊桥浮码头时，可直接将承载装置2置于岸边，无需另造配套工程，节约了建造成本，同时在廊桥浮码头在期终报废时，可全部回收利用实现环境友好和生态文明。进一步地，设于岸边的承载装置2与桥体1通过固定铰支座连接，浮于水面的承载装置通过可动铰支座或辊轴支座与桥体1连接。所述定位装置3一端固定于水底地基基础4，另一端伸出水面。所述承载装置2套设于定位装置3的伸出水面端，并随水位的升降沿定位装置上下浮动。

如图1为廊桥处于水平状态，即廊桥底板与水平面的夹角a=0°，左端、右端承载装置2均浮于水中，承载装置2通过自身浮力构成桥体1的支撑和固定体系。

如图2为廊桥处于倾斜状态，即廊桥底板与水平面的夹角0°＜a＜12°，左端承载装置2设于岸边并搁置于地基基础4之上，承载装置2与地基基础4构成桥体1的支撑和固定体系；右端承载装置2浮于水中，承载装置2通过自身浮力构成桥体1的支撑和固定体系。

如图3为廊桥处于极限倾斜状态，即廊桥底板与水平面的夹角a=12°，左端、右端承载装置2均搁置于地基基础4之上，承载装置2与地基基础4构成桥体1的支撑和固定体系。

该廊桥浮码头改变了传统码头水工结构以地基为承载和固定的体系，能有效解决水位变幅大、变动频繁水文条件下的码头生产工艺，消除或减少因地基承载力降低、整体滑动、深层软基等地质风险因素或不确定性导致的码头工程风险，同时廊桥浮码头在期终报废时，可全部回收利用，无任何残留物，不侵占和污染水体资源，湿地水生态环境修复快，实现环境友好和生态文明。

本发明采用中国申请CN103332270A公开的涉水基础平台作为承载装置2，该涉水基础平台包括至少一个刚浮体框架结构，该刚浮体框架结构内设置有钢浮筒。所述的钢浮筒内密封设置有密度小于水的填充材料，该填充材料是具有蜂窝状闭合气泡结构的硬质氨酯泡沫塑料。该涉水基础平台通过定位装置3进行平面定位，防止其在水平面上移动，并采用常规的缆索、缆桩或锚系统系留，此处不再赘述。

如图4所示，桥体1为廊桥，该廊桥包括底板11、侧壁12和圆弧形顶棚13。进一步地，底板11采用整体钢结构或桁架钢结构，侧壁12和圆弧形顶棚13均采用薄壁轻钢结构和透光节能材料制作。侧壁12和圆弧形顶棚13均采用薄壁轻钢结构和透光节能材料制作，有利于透光并遮挡风雨，在雨天作业时也可以确保货物及工作人员不被淋湿；同时，在夏天或冬天作业时，可以向该廊桥内通入冷气或暖气，营造出更加舒适的工作环境。为提高该廊桥浮码头的机械化程度，在该廊桥内设有传送装置，如带式输送机、链式输送机、滚筒输送机等输送设备；在该廊桥内还设有人行道，用于行人通过。

如图5、图6所示，廊桥的一端通过的固定铰支座与涉水基础平台连接，另一端通过可动铰支座与另一涉水基础平台连接。进一步地，廊桥与设于岸边的涉水基础平台通过固定铰支座连接，与浮于水面的涉水基础平台通过可动铰支座或辊轴支座连接。当水位下降时，廊桥绕固定支座的铰轴转动，使廊桥由水平状态变为近岸端高、远岸端低的斜桥；廊桥不仅绕移动铰支座或辊轴支座铰轴转动，实现前述功能，而且使廊桥在支承面上作纵向移动，调整或克服因廊桥由水平状态变为倾斜状态或由倾斜状态变为水平状态产生的长度增量。

如图7-11所示，定位装置3为定位柱，该定位柱一端固定于水底地基基础4另一端伸出水面。固定于水底地基基础4时，可进一步采用混凝土进行加固。所述涉水基础平台与所述定位柱之间设有导向装置6，导向装置6包括若干抵靠定位柱的导向轮61以及导向轮固定架62，该导向轮固定架62安装于涉水基础平台上。所述定位柱包括多种实施方式：实施方式一，优选为截面呈矩形的定位柱；实施方式二，优选为截面呈圆形的定位柱；其它实施方式，可为工字钢或其它截面形状的定位柱，该定位柱可设置于涉水基础平台内部，此时导向轮固定架62优选采用如图8、图9所示的方形固定架，该固定架安装于涉水基础平台的刚浮体上；进一步地，所述定位柱也可设置于涉水基础平台的侧面或端面，当设置于涉水基础平台的侧面或端面时，导向轮固定架62优选采用图10、图11所示的耳郭状固定架。

如图12-14所示，本发明实施例二的廊桥浮码头，在码头前沿直线或折线布置由段廊桥及多组涉水基础平台组成的廊桥浮码，满足水位差特别大的码头生产工艺要求，有利于集约、节约使用港口岸线资源和水、陆域资源。直线平面布置的组合廊桥浮码头，适用于港址岸线顺直，水、陆域相对狭窄的库湖区码头；折线平面布置的组合廊桥浮码头，适用于港址岸线弯曲，前沿滩涂湿地长、水深不足的库湖区码头。

本发明实施例二的廊桥浮码的运行特点是：当该廊桥浮码头在高水位运行时，码头前沿水深均大于支承各段廊桥的涉水基础平台的吃水，涉水基础平台浮于港池的水中，以其自身强度和持久或永久浮力构成廊桥的支撑和固定体系，廊桥浮码头均处于水平状态（图12）运行，即各段廊桥的坡度或倾斜角a＝0°；随着水位的下降，当码头前沿水深逐渐小于支承各段廊桥的涉水基础平台的吃水，涉水基础平台依次搁置于港池的地基基础4之上或浮于港池的水中，构成廊桥的支撑和固定体系，从近岸端起段廊桥依次变为倾斜状态（图13）运行，各段廊桥的坡度或倾斜俯角0°≤a≤12°；廊桥浮码头在低水位运行时，码头前沿水深均小于支承各段廊桥的涉水基础平台的吃水，涉水基础平台搁置于港池的地基基础4之上，以其自身强度和地基承载力构成廊桥的支撑和固定体系，组合廊桥浮码头处于极限倾斜状态（图14）运行，各段廊桥的坡度或倾斜俯角为amax≤12。

廊桥浮码头在高坝库区的应用：在建设高坝水电站形成的人造库区，库区水域宽阔；库区水位受枢纽下泄流量的调控，通常在汛限水位与设计高位之间运行；其水文特征为：水位变幅大、变动频繁。其中在库头河段年水位变幅大，日水位变幅则较小，年水位变幅为数米或数十米不等；库尾河段则近似于天然山区河流，年水位变幅大，日水位变幅也大，受枢纽下泄流量调控的影响，水位福大、变动频繁，日水位变幅可达数米。受山区河流V型河谷地形限制，库区陆域狭窄，岸坡山高坡陡；陆域岸坡成库前暴露于空气中，成库后则长期淹没于水下或处于水位变动区，其工程地质条件发生了根本性变化，地下水位随库区水位的升降而升降，导致地基承载力降低、整体滑动等风险因素或不确定性增加，大面积的山体滑坡时有发生。

在高坝电站库区修建港口码头设施，上述特殊的水文、地质条件的影响是两大难题。采用传统的码头水工结构，不仅工程投资大、建设周期长、工程规模极其难以匹配；而且无法避免因复杂水文、地质因素导致的工程风险。本发明提供的廊桥浮码头，改变了传统水工结构以地基基础为支撑和固定的体系，以直线或折线平面布置的组合廊桥浮码头，满足水位变幅大、变动频繁水文条件下的码头生产艺要求；以涉水基础平台依次搁置于港池的地基基础之上或浮于港池的水中，构成廊桥的支撑和固定体系，有效消除或减少了库湖区因地基承载力降低、整体滑动、深层软基等地质风险因素或不确定性导致的码头工程风险。

廊桥浮码头在天然湖泊的应用：在具有自然气候调节作用的天然湖泊，湖区水域宽广；湖区水位受地方性法规保护，通常在法定最低运行水位和最高防洪限制水位之间运行，水位变幅不大。湖区陆域地形平缓，岸坡多为U型或台阶形的滩涂湿地，前沿边滩较长、水深不足，岸坡场地土为深层软基、承载力低，湖区范围内受严格的水生态环境保护。

在天然湖泊修建港口码头设施，地基承载力低、水深不足、水生态环境保护是三大难题。采用传统的码头水工结构，需要投入大量的资金进行软基处理、疏浚前沿水域，才能满足码头生产使用要求；但无法避免因软基硬化处理造成的对湖区湿地水生态环境建设性、永久破坏，且修复难度极大。本发明提供的廊桥浮码头，改变了传统水工结构以地基基础为支撑和固定的体系，以直线或折线平面布置的组合廊桥浮码头，跨越前沿边滩水域，节省前沿水域疏浚工程投资，消除或减少对湖区湿地水生态环境的影响；以涉水基础平台依次搁置于港池的地基基础之上或浮于港池的水中，构成廊桥的支撑和固定体系，不受湖区深层软基承载力低的限制和影响，节省软基处理工程投资。尤为突出的是：廊桥浮码头在期终报废时，全部可回收利用，无任何残留物，不侵占和污染水体资源，湿地水生态环境修复快，实现环境友好和生态文明。

本发明所涉及的涉水基础平台、廊桥及定位柱，均可在工厂进行模块化、批量化生产，在码头建设时，各部件运送到现场进行现场组装。廊桥浮码头使用过程中，在某些零部件损坏时，进行局部的零部件更换即可继续使用。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种廊桥浮码头，包括至少一段桥体，其特征在于：还包括至少两组承载装置以及定位承载装置的定位装置，其中至少一组承载装置设于岸边，至少一组承载装置浮于水面，两组承载装置之间通过所述桥体连接。

2.根据权利要求以1所述的廊桥浮码头，其特征在于：所述承载装置为涉水基础平台，该涉水基础平台包括至少一个刚浮体框架结构，该刚浮体框架结构内设置有钢浮筒。

3.根据权利要求以2所述的廊桥浮码头，其特征在于：所述定位装置为定位柱，该定位柱一端固定于水底地基基础，另一端伸出水面。

4.根据权利要求以3所述的廊桥浮码头，其特征在于：所述涉水基础平台套设于所述定位柱外，并随水位的升降沿该定位柱上下浮动。

5.根据权利要求以4所述的廊桥浮码头，其特征在于：所述桥体为廊桥，该廊桥包括底板、侧壁和圆弧形顶棚，该底板与水平面的夹角小于等于12度。

6.根据权利要求以5所述的廊桥浮码头，其特征在于：所述廊桥的一端通过固定铰支座与涉水基础平台连接，另一端通过可动铰支座与另一涉水基础平台连接。

7.根据权利要求以5所述的廊桥浮码头，其特征在于：所述廊桥内设有传送装置。

8.根据权利要求以6或7所述的廊桥浮码头，其特征在于：所述廊桥内设有人行道。

9.根据权利要求以4所述的廊桥浮码头，其特征在于：所述涉水基础平台与所述定位柱之间设有导向装置。

10.根据权利要求以9所述的廊桥浮码头，其特征在于：所述导向装置包括若干抵靠定位柱的导向轮以及导向轮固定架，该导向轮固定架安装于涉水基础平台上。

Images