CN107190701A - 一种靠船建筑物及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种靠船建筑物，包括从下至上依次堆叠的第一本体、弹性垫块和第二本体，所述第一本体和第二本体之间通过若干穿过弹性垫块的预应力张拉构件连接。本发明的靠船建筑物抗冲击能力强，将传统的刚性的靠船建筑物设计成具有一定弹性变形能力的靠船建筑物，从而有效提高靠船建筑物的抗冲击能力；本发明的靠船建筑物系统整体结构承受载荷能力强，通过系梁和过渡墙的设置，将各个靠船建筑物连成一个整体结构，单个靠船建筑物受冲击时，载荷由整体结构来承受，单个靠船建筑物的抗冲击能力也得到提高；另外，靠船建筑物使用耐久度提高，不容易因被撞击而被破坏，大大降低了维修频率，从而降低运行成本。
Description
技术领域
本发明属于水运领域，具体涉及一种抗冲击的靠船建筑物及系统。
背景技术
船舶停靠港口、码头或船闸时，需要靠船建筑物满足停靠要求。停泊过程中船舶速度减小的同时会给靠船建筑物施加撞击力。船舶对建筑物形成的撞击力与船舶质量、行船速度、水流情况、风力情况、停泊过程有关，荷载的范围很难确定，各个国家规范计算标准也有差异。结构物破坏的原因很难分析清楚，以船队为例，一条拖船拖带数条驳船停靠时，经常发生前面的船舶撞击结构物后，后面的船舶又撞击已经静止的船舶。对结构物而言，发生二次碰撞，甚至多次碰撞，后续撞击产生的振动（波）与之前撞击产生的振动叠加，会加大对结构物的冲击荷载。后续船舶撞击力产生的冲击波如与结构物的振动频率相同产生共振，是结构物最不利的受力情况。
船舶自身质量与船舶吨位、是否装载货物等有关，是变量；水流、风浪、船舶形状、大小都对船舶的停靠过程产生影响，停靠过程的加速度是一个变量，可表示为：
其中，a-加速度，V0-船舶初速度（停靠前的），Vt-船舶停靠的末速度。
速度变化过程中船舶施加给结构物的撞击力，可用下述公式表达：
其中，F为撞击力，a为加速度，w为船舶的质量。
用特殊荷载情况作为设计值，将导致停泊建筑物设计极不经济。现有结构型式的结构物有时难以满足受力需要，可能受到破坏，导致维修频繁，增加运行维护成本。
因此，急需经优化的可增强抗冲击能力的靠船建筑物。
船舶通过船闸或停靠港口、码头时，水流条件变化较大，靠船建筑物由于受到船舶系缆力、船舶撞击力、风浪压力等外部荷载长期作用，常见的浆砌块石靠船结构物（墩、墙）结构容易受到破坏，（靠船建筑物大多采用重力式基础，或沉井、桩基础，材料用混凝土或砌石结构）需要定期进行维修养护，增加了运行成本，也降低了船只运行效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种抗冲击能力强的靠船建筑物，提高靠船建筑物的使用耐久度；本发明的目的之二在于提供一种靠船建筑物系统，采用抗冲击能力强的靠船建筑物组合成某种整体结构的系统，进一步提高靠船建筑物的抗冲击能力。
本发明的技术方案如下：一种靠船建筑物，包括从下至上依次堆叠的第一本体、弹性垫块和第二本体，所述第一本体和第二本体之间通过若干穿过弹性垫块的预应力张拉构件连接。
采用这样的结构设计，预应力张拉构件将第一本体、弹性垫块和第二本体紧紧拉紧在一起；靠船建筑物处于使用状态时，第一本体固定于地面上，船以一定速度向靠船建筑物停靠，撞击到第二本体上，对第二本体产生冲击力，第二本体受力后向冲击力方向偏转，同时压迫弹性垫块，弹性垫块产生变形，缓冲消除大部分冲击能，也降低了下部的第一本体受力破坏的可能。
优选地，所述预应力张拉构件为竖向布置的预应力钢绞线，对第二本体施以竖向拉力。
优选地，所述预应力钢绞线的一端通过锚固体锚固于第一本体内，所述预应力钢绞线的另一端通过锚固体锚固于第二本体内，这样，预应力钢绞线通过预先的张拉形变，将第一本体、弹性垫块和第二本体紧紧地拉紧在一起。
优选地，所述预应力钢绞线外包有套管，优选地，该套管为塑胶套管或橡胶套管，进一步优选地，为塑胶套管。通过套管的设置，一方面可以保护预应力钢绞线免受水体中无机盐的侵蚀和空气氧化，另一方面，设置套管后，预应力钢绞线不再直接与第一本体或第二本体的浇注料（如混凝土）接触，预应力钢绞线可以对第一本体、第二本体及弹性垫块进行一定程度的压缩，提升其抗变形能力。
进一步地，所述第一本体和第二本体内分别设有若干钢筋骨架，在第一本体和第二本体内设置单独的钢筋骨架，提高第一本体、第二本体自身的强度和抗弯折能力。
进一步地，所述第一本体和/或第二本体为墙体或柱体，优选地，所述第一本体和第二本体均为连续的墙体。
进一步地，所述弹性垫块为橡胶垫块或塑胶垫块，优选为择抗剪能力强的氯丁橡胶，进一步优选为塑胶垫块。弹性垫块的设置可以延长船舶停靠靠船建筑物过程的时间，在延长靠船建筑物受力时间的同时降低瞬时的撞击受力（极值）；同时，弹性垫块的可恢复性弹性变形能有效保护建筑物结构安全。
优选地，所述弹性垫块的厚度为5~50cm，进一步优选为10~30cm。进一步优选地，所述弹性垫块内设置有多层钢板，优选为3~8层，以增加垫块的弹性模量。
优选地，所述第二本体的侧面设有系船钩，第二本体的顶部设有系船柱，方便船停靠稳后，将船固定到靠船建筑物上。
本发明还提供一种靠船建筑物系统，至少包括两个上述的靠船建筑物。
进一步地，各个所述靠船建筑物排成相互平行的多列，相邻两列靠船建筑物的第二本体之间设置有若干系梁，将各个靠船建筑物连接以组成靠船建筑物系统，提高其整体性能，最终提高抗冲击能力。
优选地，所述相邻两列靠船建筑物的一端通过U型过渡墙连接，进一步提高靠船建筑物系统的整体抗冲击能力，增强了靠船建筑物的整体受力能力，相比单个设立的靠船设施承受荷载能力显著增强。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）抗冲击能力强，通过第一本体、弹性垫块、第二本体和预应力张拉构件的配合作用，使得传统的刚性的靠船建筑物变成了具有一定弹性变形能力的靠船建筑物，从而有效提高靠船建筑物的抗冲击能力；
（2）本发明的靠船建筑物系统整体结构承受载荷能力强，通过系梁和过渡墙的设置，将各个靠船建筑物连成一个整体结构，靠船建筑物系统的抗冲击能力显著提高；
（3）使用耐久度提高，不易因撞击而被破坏，大大降低了维修频率，从而降低运行成本。
附图说明
图1是本发明第一种实施方式的靠船建筑物系统的正视图。
图2是本发明第一种实施方式的靠船建筑物系统的俯视图。
图3是本发明第一种实施方式的靠船建筑物的剖面结构示意图。
图4是本发明中弹性垫块的应力、应变情况示意图。
具体实施方式
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
一种靠船建筑物，包括从下至上依次堆叠的第一本体1、弹性垫块3和第二本体2（见图1），所述第一本体1和第二本体2之间通过若干穿过弹性垫块3的预应力张拉构件4连接。
其中，预应力张拉构件4为竖向布置的预应力钢绞线，预应力钢绞线的一端通过锚固体6锚固于第一本体1内，所述预应力钢绞线的另一端通过锚固体6锚固于第二本体2内（见图3），预应力钢绞线外包有塑胶套管（图中未示出）。
第一本体1和第二本体2均为连续的墙体，第一本体1和第二本体2内分别设有若干与本体匹配的钢筋骨架5。第一本体1埋入地面下的深度可根据埋入地地质条件及设计要求确定。
第二本体2的侧面设有多个系船钩7，第二本体2的顶部设有多个系船柱9，具体数量和位置可以根据需要设置。
图4是本发明中弹性垫块的应力、应变情况示意图。靠船建筑物受到撞击时，弹性垫块远离撞击侧的一侧的压应力增加，弹性垫块靠近撞击侧的一侧的压应力减少。
一种靠船建筑物系统，包括两个上述的靠船建筑物，该两个靠船建筑物排成相互平行的两列，两列靠船建筑物的第二本体2之间设置有若干系梁8，两列靠船建筑物的一端通过U型过渡墙10连接（见图2）。
相应地，本发明的靠船建筑物系统并不限于此，例如可以通过将多个靠船建筑物砌筑成多边形，这样也可以提高各个靠船建筑物的抗冲击能力。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (10)
1.一种靠船建筑物，其特征在于，包括从下至上依次堆叠的第一本体（1）、弹性垫块（3）和第二本体（2），所述第一本体（1）和第二本体（2）之间通过若干穿过弹性垫块（3）的预应力张拉构件（4）连接。
2.根据权利要求1所述的靠船建筑物，其特征在于，所述预应力张拉构件（4）为竖向布置的预应力钢绞线。
3.根据权利要求2所述的靠船建筑物，其特征在于，所述预应力钢绞线的一端通过锚固体（6）锚固于第一本体（1）内，所述预应力钢绞线的另一端通过锚固体（6）锚固于第二本体（2）内。
4.根据权利要求2所述的靠船建筑物，其特征在于，所述预应力钢绞线外包有套管。
5.根据权利要求1所述的靠船建筑物，其特征在于，所述第一本体（1）和第二本体（2）内分别设有若干钢筋骨架（5）。
6.根据权利要求1所述的靠船建筑物，其特征在于，所述第一本体（1）和/或第二本体（2）为墙体或柱体。
7.根据权利要求1所述的靠船建筑物，其特征在于，所述弹性垫块（3）为橡胶垫块或塑胶垫块。
8.一种靠船建筑物系统，其特征在于，至少包括两个如权利要求1~7任一项所述的靠船建筑物。
9.根据权利要求8所述的靠船建筑物系统，其特征在于，各个所述靠船建筑物排成相互平行的多列，相邻两列靠船建筑物的第二本体（2）之间设置有若干系梁（8）。
10.根据权利要求9所述的靠船建筑物系统，其特征在于，所述相邻两列靠船建筑物的一端通过U型过渡墙（10）连接。
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