CN110080163A - 一种衡重卸荷式扶壁结构 - Google Patents
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Abstract
一种衡重卸荷式扶壁结构，该结构包括有立板、趾板、衡重式肋板、踵板、斜盖板、卸荷盖板和耳板。有益效果是将扶壁结构、衡重式结构、带卸荷板的重力式结构的优势进行整合，形成重量轻易吊装、立板结构受力小、基地应力分布均匀的新型衡重卸荷式扶壁结构，同时，该结构增加了耳板，可与立板、衡重式肋板可形成填筑倒滤料的空腔；在相同的条件下，能减小基槽开挖断面约45％、立板承载能力、结构整体稳定性均能得到提高，节约工程投资约15％左右；同时，对于水上施工的码头水工结构，可根据施工安装偏差，分不同粒径组合倒滤料填充2个倒滤井，结构防漏性能显著增强。
Description
技术领域
本发明属于工程结构领域，是港口工程、围海造陆工程、人工岛工程类水工建筑物及边坡支护挡墙中的一种新型结构——衡重卸荷式扶壁结构，适用于港口直立式码头、围海造陆护岸、人工岛岛壁和岸坡挡土墙等靠泊及挡土作用的防护性建筑物，尤其适用于岩面较高、水下炸礁工程量较大沿中型海港码头工程，具有承载能力强、工程费用少的特点。
背景技术
重力式码头是使用较多的一种码头结构形式。按墙身结构分为整体砌筑式、方块砌筑式、圆筒式、沉箱式和扶壁式。扶壁式码头具有结构简单,施工速度快、施工工艺成熟等优点,对于中小型码头与其他重力式码头相比,工程投资较省，但是当墙高较大时，立板和底板受力较大，钢材用量急剧增加，其经济性能较差。
衡重式结构利用衡重台上部填土的重力而墙体重心后移以抵抗土体侧压力的挡土墙，其最大优点是可利用衡重平台上的填土重、迫使墙身整体重心后移，使基底应力趋于均衡，增加了墙身的稳定性、这样可适当提高挡土的高度，但从另一方面来讲，衡重式挡墙的构造形式又限制了其基底不可能做得很大。其缺点是结构所需石料或混凝土较多，结构重量大，不适于预制安装。
带卸荷板的重力式结构既可以利用卸荷板上的填土重来迫使墙整体重心后移使基底压力趋于均衡，又在很大程度上减小了土体对挡墙的主动土压力，如能科学地、合理地使用，可大大地提升挡墙的高度，因此在工程中此种挡土墙得到广泛的应用。但其缺点也是结构所需石料或混凝土较多，结构重量大，不适于预制安装；或采用分块安装时对后方回填的倒滤结构要求较高。
本发明提出了一种新型的挡墙结构——衡重卸荷式扶壁结构，该结构将扶壁结构、衡重式结构、带卸荷板的重力式结构的优势进行整合，具重量轻易吊装、立板结构受力小、基地应力分布均匀，结构底面宽度小，工程投资小等优点。
发明内容
针对已有的扶壁式、衡重式、带卸荷板的重力式等挡墙结构各自存在缺陷，本发明的目的是提供一种适用于港口直立式码头、围海造陆护岸、人工岛岛壁和岸坡挡土墙等工程的衡重卸荷式扶壁结构，以利于既可以减小结构重量、均衡结构基地应力、减小结构底面宽度和基坑开挖宽度、提升扶壁结构对高度的适应性、防漏性能强，又具有易于预制安装并显著降低工程费用。成为一种集扶壁式、衡重式、带卸荷板的重力式等挡墙结构优点为一体、综合性能更优越的新型挡墙结构。
为实现上述目的，本发明的技术方案是将将普通扶壁结构的肋板设置成衡重式样式并适当向后挑出，在衡重式肋板的俯斜面设置斜盖板，在衡重式肋板顶部水平面上设卸荷板，形成一种新型衡重卸荷式扶壁结构，该结构包括有临水(临空)侧立板、趾板、踵板、衡重式肋板、斜盖板、卸荷盖板和耳板。其中，扶壁将立板和踵板连接起来，起加劲的作用，以改善立壁和墙踵板的受力条件，提高结构的刚度和整体性，减小立壁的变形；趾板起扩散地基应力作用；斜盖板和卸荷盖板起卸荷作用，以利于减小结构整体土压力和立板结构受力；耳板与衡重式肋板、立板和踵板组成倒滤井，以便分层回填倒滤料，增强提高结构防漏性能。
本发明的效果是将扶壁式、衡重式、带卸荷板的重力式等挡墙结构的优势进行整合，在相同的水深(地形)、地质条件下建设相同泊位等级的码头或高度相同的挡土墙，衡重卸荷式扶壁结构通过设置斜盖板和卸荷板的卸荷作用，减小基槽开挖断面约45％、提高立板承载能力、提高结构整体稳定性，整体降低工程投资约15％左右；同时，对于水上施工的码头水工结构，通过在衡重式肋板两侧设置耳板形成的倒滤井，可根据施工安装偏差，分不同粒径组合倒滤料填充2个倒滤井，以增强结构防漏性能。该结构特别适用于岩面较高、对后方保土性能要求较高的沿海中型海港码头工程。
附图说明
图1是本实用的衡重卸荷式扶壁结构立体图；
图2是本发明的多个衡重卸荷式扶壁结构组合立体图；
图3是本发明的衡重卸荷式扶壁码头(挡土墙)结构立体图；
图4是本发明的多个衡重卸荷式扶壁码头(挡土墙)结构立体图；
图5是本发明的衡重卸荷式壁结构平面图；
图6是本发明的衡重卸荷式壁结构侧视图；
图7是本发明的衡重卸荷式壁结构后视图；
图8是本发明的多个衡重卸荷式壁结构平面图；
图9是本发明的衡重卸荷式壁结构的斜盖板和卸荷板卸荷后的土压力分布示意图；
图中：
1、立板 2、趾板 3、踵板 4、衡重式肋板 5、卸荷板
6、斜盖板 7、耳板 8、倒滤井 9、抛石基床 10、倒滤料
具体实施方式
结合附图对本发明的衡重卸荷式扶壁结构作进一步说明。
本发明的衡重卸荷式扶壁结构，该结构包括临水(临空)侧立板、趾板、踵板、衡重式肋板、斜盖板、卸荷盖板和耳板。其中，衡重式肋板将立板和踵板连接起来，起加劲的作用；趾板起扩散地基应力作用；斜盖板和卸荷盖板起卸荷作用；耳板与衡重式肋板、立板组成倒滤井。
所述衡重卸荷式扶壁结构包括立板1、趾板2、踵板3、衡重式肋板4、卸荷板5、斜盖板6、耳板7。
所述立板1位于衡重卸荷式扶壁结构的临水(临空)侧，用于靠泊船舶或形成直立式岸壁并挡土；所述趾板2位于立板底部前侧，用于降低和均衡基地应力；所述踵板3位于底部，连接立板1、衡重式肋板4和耳板7，主要用于传递结构荷载至地基；所述衡重式肋板4位于立板后侧踵板上方，除具有一般扶壁式结构所具有的功能(与立板一起承受土压力产生的弯矩和剪力)外，还具有支撑卸荷板(5)和斜盖板(6)的作用；所述卸荷板5，用于减小结构整体土压力和立板结构受力；所述斜盖板6，用于承担其上部土重，防止其上土重的侧压力传递给结构整体及立板1；所述耳板7与衡重式肋板4、立板1及踵板3组成倒滤井，用于提高结构防漏性能。
如图1、图2所示，本发明的衡重卸荷式扶壁结构的立板1位于临水(临空)侧，用于靠泊船舶或形成直立空间和挡土；衡重卸荷式扶壁结构的趾板2位于立板底部前侧，起降低和均衡基地应力作用；衡重卸荷式扶壁结构的踵板3位于底部并连接立板1、衡重式肋板4和耳板7，主要用于传递结构荷载至地基；衡重卸荷式扶壁结构的衡重式肋板4连接立板1和踵板3，支撑卸荷板5和斜盖板6，即与立板1一起承受土压力产生的弯矩和剪力,又能够传递卸荷板5和斜盖板6上的土重；衡重卸荷式扶壁结构的卸荷板5和斜盖板6位于衡重式肋板4上方，用于承担其上部土重，起减小结构整体土压力和立板结构受力的作用(见图9)；衡重卸荷式扶壁结构的耳板7位于衡重式肋板4外侧，与衡重式肋板4、立板1及踵板3组成倒滤井，用于提高结构防漏性能。
图3、图4中的8为倒滤井，可根据需要设置1-3个，起分隔不同级配倒滤料作用，用于提高结构的防漏性能。
图3、图4中的9为衡重卸荷式扶壁结构的基床，可根据具体的地质条件和施工方法采用抛石基床、素混凝土垫层、碎石垫层、干砌片石等结构形式。
图3、图4中的10为倒滤料，可根据具体使用条件，选用不同粒径级配组合的块石、碎石、砂等。
图5-图7为单个衡重卸荷式扶壁结构的平面图、侧视图、后视图和多个衡重卸荷式扶壁结构的平面图；
图9为衡重卸荷式壁结构码头的斜盖板和卸荷板卸荷后的土压力分布示意图。
本发明的衡重卸荷式扶壁结构是这样实现的：
1.衡重卸荷式扶壁结构的设计
本发明的衡重卸荷式扶壁结构为钢筋混凝土结构，即可现场浇筑，也可以预制场预制后采用驳船运输至预定为主吊装。结构整体尺度、各板的厚度、趾板尺度均需根据荷载条件、回填材料和地基条件计算确定。
2.用于水上施工的直立式岸壁的主要施工工序为：
下卧岩土基础处理—抛石基床/块石、碎石或现浇素混凝土垫层—衡重卸荷式扶壁结构预制—起吊驳船运输—起吊沉放安装—倒滤井分层填筑倒滤料(石、碎石、砂)—立板后回填(碎石、砂、土)—现浇或预制安装上部结构。
3.用于干地施工的直立式岸壁的主要施工工序为：
下卧岩土基础处理—片石、碎石或现浇素混凝土垫层—现场浇筑衡重卸荷式扶壁结构—倒滤井分层填筑倒滤料(石、碎石、砂)—立板后回填(碎石、砂、土)—现浇或预制安装上部结构。
衡重卸荷式扶壁结构施工工序为：
模板制作—钢筋绑扎—混凝土浇筑—拆模养护。
Claims (8)
1.一种衡重卸荷式扶壁结构，该结构包括有临水(临空)侧立板、趾板、踵板、扶壁、斜盖板、卸荷盖板和耳板。其特征是：将普通扶壁结构的肋板设置成衡重式样式并适当向后挑出，在衡重式肋板的俯斜面设置斜盖板，在衡重式肋板顶部水平面上设卸荷板，与立板、趾板、踵板和耳板共同形成衡重卸荷式扶壁结构；所述衡重卸荷式扶壁结构包括立板(1)、趾板(2)、踵板(3)、衡重式肋板(4)、卸荷板(5)、斜盖板(6)、耳板(7)。
2.根据权利要求1所述的衡重卸荷式扶壁结构，其特征是：所述立板(1)位于衡重卸荷式扶壁结构的临水(临空)侧，用于靠泊船舶或形成直立式岸壁并挡土。
3.根据权利要求1所述的衡重卸荷式扶壁结构，其特征是：所述立板(2)位于立板底部前侧，用于降低和均衡基地应力。
4.根据权利要求1所述的衡重卸荷式扶壁结构，其特征是：所述踵板(3)位于底部，连接立板(1)、衡重式肋板(4)和耳板(7)，主要用于传递结构荷载至地基。
5.根据权利要求1所述的衡重卸荷式扶壁结构，其特征是：所述衡重式肋板(4)位于立板(1)后侧、踵板(3)上方，除具有一般扶壁式结构所具有的功能(与立板一起承受土压力产生的弯矩和剪力)外，还具有支撑卸荷板(5)和斜盖板(6)的作用。
6.根据权利要求1所述的衡重卸荷式扶壁结构，其特征是：所述卸荷板(5)位于衡重式肋板(4)水平段上方，除具有一般扶壁式结构所具有的功能(与立板一起承受土压力产生的弯矩和剪力)外，还具有支撑卸荷板(5)和斜盖板(6)的作用。
7.根据权利要求1所述的衡重卸荷式扶壁结构，其特征是：所述斜盖板(6)位于衡重式肋板(4)俯斜段上方，用于承担其上部土重，以防其上土重的侧压力传递至结构整体及立板(1)。
8.根据权利要求1所述的衡重卸荷式扶壁结构，其特征是：所述耳板(7)位于衡重式肋板(4)外侧，与衡重式肋板4、立板1及踵板3组成倒滤井，用于提高结构防漏性能。
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