CN112982131A - 一种近海透空式机场跑道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种近海透空式机场跑道，包括：基桩，基桩顶部设置有搁置支座；预制箱梁，预制箱梁设置在搁置支座上，预制箱梁包括依次纵向连接的多个预制箱梁节段，相邻的两预制箱梁节段之间采用胶结材料连接，且通过后张法预应力钢绞线进行预压连接形成整体，相邻的两预制箱梁之间采用现浇连接湿接头连成整体；面层铺装设施，面层铺装设施铺设在预制箱梁顶部；一种近海透空式机场跑道的施工方法。本发明可以大大节约砂石料的利用，降低工程造价，实现资源节约利用，在尽量不改变已有的水流流态的前提下，有利工程场址附近海域的生态环保，有利工程场址附近近岸陆域地表径流的入海的通畅排放，方便实现水体交换，改善近岸海域水体水质。

Description

一种近海透空式机场跑道及其施工方法

技术领域

本发明涉及交通机场的技术领域，尤其涉及一种透空式机场跑道。

背景技术

沿海近岸地区是人类活动重要的空间之一。该地区往往是人口密度特别高，经济高度繁荣，但又土地资源十分稀缺，交通需求土地资源特别大。因此，充分利用近海浅水海域的空间(小于30m水深的海域)进行交通机场跑道的规划建设，可有效缓解沿海地区土地资源不足的困难，对交通出行具有特别重要的战略经济意义。因此，研究近海人工机场跑道建设技术十分必要，可以有效节约陆地资源，避免陆地建设机场跑道对近岸居民的噪音影响，具有重要的开发价值。

在近海岸交通机场建设中，人工填筑岛是一种十分常见的工程结构形式。根据特定的机场建设规划，进行人工岛实体填筑建造是一种十分成熟的工程技术，其主要步骤是根据场地的风、潮位、波浪和水流等自然条件，进行相应的机场跑道总体设计，然后依据相应的地质条件和填筑施工工艺对地基进行加固处理，形成相应的人工岛机场跑道。目前较为成熟的人工岛机场跑道包括澳门国际机场跑道工程、大阪国际机场跑道工程等。

然而近岸的海洋环境又往往是海洋生物的重要栖息、繁衍和活动的主要场所，人工填筑机场跑道对近岸用海占用量特别大，且影响原有海洋水体环境，包括潮流和泥沙条件等，对近岸海洋生物环境可能造成十分严重的影响，需要进行十分细致的环境影响评价。建设人工填筑实体岛可能对环境造成不可逆的环境破坏力，也直接决定了该方案的内在不合理性。

受制于陆域地表径流的发育分布和地区的降雨量等条件，人工岛区域或者其局部区段也可能直接面临来自陆地河流或水道的通行过水，需要严格控制其过水断面，避免引起沿海近岸城市内涝。如果直接人工填筑岛方案可能引起致命的方案缺陷。

此外，进行人工填筑岛建设往往需要大量的填筑砂石料。大量建筑砂石料的需求可能引发其他区域的砂石料的过度开采使用，且近些年砂石填筑料成本价格高，可能引起工程造价的显著增加。

综上，人工填筑岛的优点主要包括：1)节约陆地土地资源，最大化利用近岸空间；2)解决沿海近岸地区交通需求；3)避免环境噪音对陆域周边居民影响。但缺点主要包括：1)对近岸海洋生态环境影响大；2)需要大量的砂石填筑料；3)影响陆域地表径流的发育分布并对海岸岸线造成各种不利冲淤变化，特别是影响雨季地表径流的排洪功能。特定情况下，对布置在正对地表河流、水道的机场跑道，为满足城市防洪要求，城市防洪水利规划严格禁止采用人工填筑岛方案，因此，透空式机场跑道方案的技术经济可行性是显而易见的。

从现场实施的角度，透空式人工机场方案可根据地质条件决定采用钢管桩或灌注桩方案，上部采用箱梁结构采用沿机场跑道纵向节段预制箱梁的拼装施工方案，可采用逐跨节段预制拼装、多跨或整体纵向节段预制拼装施工方案。施工效率高，工期短，工程造价可控，特别是对于改扩建工程还可满足机场附近极其严苛的不停航施工的飞行限高要求，最大化施工作业窗口期。

发明内容

针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种近海透空式机场跑道及其施工方法，可适用于新建、扩建机场跑道或其局部区段实施工程。该方案采用近岸基桩结构属于典型的透空固定式结构，波浪、潮流和泥沙可在机场跑道面以下自由顺畅通过，不影响陆地水道或地表径流的洪水排泄，对近岸沿海水生生物栖息环境影响最小。该方案可以实现人工填筑岛机场跑道的功能，又可以有效节约陆地资源，实现最大化利用沿海近岸空间，同时避免陆地建设机场跑道对近岸居民的噪音影响。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种近海透空式机场跑道，其建设在沿海近岸地区，包括：基桩，所述基桩顶部设置有搁置支座；预制箱梁，所述预制箱梁设置在所述搁置支座上，所述预制箱梁包括依次沿机场跑道纵向连接的多个预制箱梁节段，相邻的两所述预制箱梁节段之间采用胶结材料连接，且通过后张法预应力钢绞线进行预压连接形成整体，所述预制箱梁的数量有多个，多个所述预制箱梁沿机场跑道横向布置，沿机场跑道横向布置的多个所述预制箱梁之间采用现浇连接湿接头连成整体；面层铺装设施，所述面层铺装设施铺设在所述预制箱梁顶部。

在一种优选实施例中，所述现浇连接湿接头为现浇混凝土，所述现浇连接湿接头的混凝土强度不低于所述预制箱梁，所述现浇连接湿接头内加入微膨胀剂。

在一种优选实施例中，相邻的两所述预制箱梁之间的所述现浇连接湿接头均匀间隔一段距离布置。

在一种优选实施例中，所述基桩的数量有多根，多根所述基桩均采用灌注桩、钢管桩或导管架基础结构。

在一种优选实施例中，所述面层铺装设施采用沥青混凝土或钢筋混凝土面层结构。

在一种优选实施例中，所述搁置支座采用耐候球形钢支座、盆式支座或隔震支座。

在一种优选实施例中，相邻的两所述基桩之间连接有横撑和斜撑。

一种近海透空式机场跑道的施工方法，其中，包括上述中任意一项所述的近海透空式机场跑道，所述施工方法包括如下步骤：

步骤一：采用打桩船或满堂支架平台完成所述基桩施工，并在相邻的两所述基桩之间安装所述横撑和所述斜撑；

步骤二：所述基桩的侧壁上搭设安装支架，所述安装支架上铺设临时施工运输轨道；

步骤三：在预制工厂进行所述预制箱梁节段的预制工作，做好所述预制箱梁节段防腐施工；

步骤四：采用水上浮吊吊运所述预制箱梁节段至运输驳船，并运输至工程场址；

步骤五：采用水上浮吊将所述预制箱梁节段吊运至临时施工运输轨道上，在临时施工运输轨道上进行所述预制箱梁节段的拼装施工，拼装前应在所述预制箱梁节段的连接界面涂抹胶结材料及预应力钢绞线连接波纹管的连接施工；

步骤六：进行所述现浇连接湿接头连接施工，必要时应根据需要做好横向的预应力钢绞线连接波纹管的连接施工；

步骤七：待所述现浇连接湿接头达到设计要求的强度，进行预应力钢绞线的穿孔，进行相应的张拉施工，并完成封锚施工；

步骤八：进行所述基桩、所述现浇连接湿接头的防腐施工，在所述预制箱梁上铺设所述面层铺装设施。

本发明由于采用上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

1、传统技术一般采用填筑人工岛，但会造成大量砂石料的开采利用，严重影响现有资源的粗放利用，对环境破坏影响严重；而采用近海透空式机场跑道方案，可以大大节约砂石料的利用，降低工程造价，实现资源节约集约利用。

2、传统技术填筑人工岛会改变既有海域的水流流态等，造成已建厂址海域的海域生态破坏，可能引起工程场址附近海域的生态环保问题，影响鱼类、海藻类等海洋生物的繁衍、生存，需要进行严格环境保护评价；而采用近海透空式机场跑道方案，可以在尽量不改变已有的水流流态的前提下，有利工程场址附近海域的生态环保。

3、传统技术填筑人工岛选址位于近岸陆域地表径流或水体交换水道的入海端部，可能严重影响近岸水道的水体交换，阻碍近岸陆域地表径流行洪，造成城市内涝等严重问题；而采用近海透空式机场跑道方案，可以有利工程场址附近近岸陆域地表径流的入海的通畅排放，或方便实现水体交换，改善近岸海域水体水质。特定情况下，对布置在正对着地表河流、水道的机场跑道，城市防洪水利规划严格禁止采用人工填筑岛方案，因此，透空式机场跑道方案的技术经济可行性是显而易见的。

4、传统技术填筑人工岛结构尽管可采用预压堆载、强夯等地基处理办法减小工后沉降，但很难避免可能发生工后沉降等问题，特别是不均匀沉降，进而影响飞机跑道面层的使用维护；而采用透空式桩基跑道方案，结构采用质量可靠的桩基础，直接将上部结构和飞机等使用荷载传递至可靠的持力层，结构工后沉降小，后期使用维护方便。

5、采用近海透空式机场跑道，结构可通过进行耐久性专门设计，主要技术措施包括增加混凝土保护层厚度、设置牺牲阳极、预留壁厚腐蚀、外部涂刷防腐涂料、浪溅区和水位变动区采用包覆材料、或其他主动防腐技术措施，完全可以解决近海透空式机场跑道方案的耐久性问题。

6、采用预制箱梁节段的移动安装施工方法对船机设备要求低，进行逐跨移动安装，方便实现流水作业，施工效率高，船机设备摊销费用低，特别是对于改扩建工程还可满足机场附近极其严苛的不停航施工的飞行限高要求，最大化施工作业窗口期。

附图说明

图1是本发明的近海透空式机场跑道的剖面示意图；

图2是本发明的近海透空式机场跑道的施工安装流程图一；

图3是本发明的近海透空式机场跑道的施工安装流程图二。

附图标记：1、基桩；2、搁置支座；3、预制箱梁；3a、预制箱梁节段；4、现浇连接湿接头；5、面层铺装设施；6、胶结材料；7、横撑；8、临时支撑系统；9、水上浮吊；10、运输驳船。

具体实施方式

本发明提供一种近海透空式机场跑道及其施工方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

请参阅图1所示，本发明提供的一种近海透空式机场跑道，建设在沿海近岸地区，其平面尺度长约为4000m，宽约为300m，包括：基桩1、预制箱梁3和面层铺装设施5，基桩1用于将上部荷载传递至地基上，基桩1顶部设置有搁置支座2，用于搁置安装预制箱梁3。

预制箱梁3设置在搁置支座2上，预制箱梁3包括依次纵向连接的多个预制箱梁节段3a，且多个预制箱梁节段3a沿机场跑道纵向设置，预制箱梁节段3a内有若干个箱室并行排列并通过腹板将上下翼缘板连接而成，相邻的两预制箱梁节段3a之间采用胶结材料6连接，且通过后张法预应力钢绞线进行预压连接形成整体，预制箱梁3的数量有多个，多个预制箱梁3沿机场跑道横向布置，相邻的两预制箱梁3之间采用现浇连接湿接头4连成整体，待现浇连接湿接头4达到设计强度时，可根据实际受力需要采用后张法进行横向预应力施加，面层铺装设施5铺设在预制箱梁3顶部，作为飞机的起降跑道。

进一步地，现浇连接湿接头4为现浇混凝土，现浇连接湿接头4的混凝土强度不低于预制箱梁3，现浇连接湿接头4内加入微膨胀剂。

进一步优化上述实施例，相邻的两预制箱梁3之间的现浇连接湿接头4均匀间隔一段距离布置。

还有，基桩1的数量有多根，多根基桩1根据场地地质条件采用灌注桩、钢管桩或导管架基础结构。

进一步地，预制箱梁3采用多个预制箱梁节段3a分段预制施工，然后通过后张法预应力钢绞线进行预压连接，在施工安装时预制箱梁节段3a之间采用特定的胶结材料6连接，后张法预应力法可采用体内、体外或同时体内体外预应力法施工，面层铺装设施5采用沥青混凝土或钢筋混凝土面层结构。

另外，相邻的两基桩1之间连接有横撑7和斜撑(图中未示出)，对基桩1进行横向刚度加强，基桩1顶部可以设置盖梁(图中未示出)进行基桩1和预制箱梁3的过渡转换。

进一步优化上述实施例，横撑7和斜撑可以一体化加工成管架，然后在管架中进行基桩1施工，然后在管架和基桩1之间灌浆连接。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

进一步的，示出了一种较佳实施例的近海透空式机场跑道的施工方法，请继续参见图2和图3所示。

在一个更优选的实施例中，包括上述的近海透空式机场跑道，施工方法包括如下步骤：

步骤一：采用打桩船或满堂支架平台完成基桩1的沉桩施工，并在相邻的两基桩1之间安装横撑7和斜撑；

步骤二：基桩1的侧壁上搭设安装支架，安装支架上铺设临时施工运输轨道，形成临时支撑系统8的连接施工；

步骤三：在周边指定专业化预制工厂进行预制箱梁节段3a的预制工作，做好预制箱梁节段3a防腐施工；

步骤四：采用水上浮吊9或汽车吊将预制箱梁节段3a吊运至运输驳船10上，并通过运输驳船10运输至工程场址；

步骤五：采用水上浮吊9将预制箱梁节段3a吊运至临时施工运输轨道上，在临时施工运输轨道上进行预制箱梁节段3a的拼装施工，拼装前应在预制箱梁节段3a的连接界面涂抹胶结材料6及预应力钢绞线连接波纹管的连接施工；

步骤六：进行现浇连接湿接头4连接施工，必要时应根据需要做好横向的预应力钢绞线连接波纹管的连接施工；

步骤七：待现浇连接湿接头4达到设计要求的强度，进行预应力钢绞线的穿孔，进行相应的张拉施工，并完成封锚施工；

步骤八：进行基桩1、现浇连接湿接头4的防腐施工，在预制箱梁3上铺设面层铺装设施5。

本申请的近海透空式机场跑道应根据实际海洋腐蚀环境进行相应的耐久性设计，主要措施包括增加混凝土保护层厚度、设置牺牲阳极、预留壁厚腐蚀、外部涂刷防腐涂料、浪溅区和水位变动区采用包覆材料、或其他主动防腐技术。搁置支座2可根据实际腐蚀环境类别、地震设防要求等进行支座选型，可采用耐候球形钢支座、盆式支座或隔震支座，并进行隔离防护措施。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种近海透空式机场跑道，其建设在沿海近岸地区，其特征在于，包括：

基桩(1)，所述基桩(1)顶部设置有搁置支座(2)；

预制箱梁(3)，所述预制箱梁(3)设置在所述搁置支座(2)上，所述预制箱梁(3)包括依次沿机场跑道纵向连接的多个预制箱梁节段(3a)，相邻的两所述预制箱梁节段(3a)之间采用胶结材料(6)连接，且通过后张法预应力钢绞线进行预压连接形成整体，所述预制箱梁(3)的数量有多个，多个所述预制箱梁(3)沿机场跑道横向布置，沿机场跑道横向布置的多个所述预制箱梁(3)之间采用现浇连接湿接头(4)连成整体；

面层铺装设施(5)，所述面层铺装设施(5)铺设在所述预制箱梁(3)顶部。

2.根据权利要求1所述的近海透空式机场跑道，其特征在于，所述现浇连接湿接头(4)为现浇混凝土，所述现浇连接湿接头(4)的混凝土强度不低于所述预制箱梁(3)，所述现浇连接湿接头(4)内加入微膨胀剂。

3.根据权利要求2所述的近海透空式机场跑道，其特征在于，相邻的两所述预制箱梁(3)之间的所述现浇连接湿接头(4)均匀间隔一段距离布置。

4.根据权利要求1所述的近海透空式机场跑道，其特征在于，所述基桩(1)的数量有多根，多根所述基桩(1)均采用灌注桩、钢管桩或导管架基础结构。

5.根据权利要求1所述的近海透空式机场跑道，其特征在于，所述面层铺装设施(5)采用沥青混凝土或钢筋混凝土面层结构。

6.根据权利要求1所述的近海透空式机场跑道，其特征在于，所述搁置支座(2)采用耐候球形钢支座、盆式支座或隔震支座。

7.根据权利要求4所述的近海透空式机场跑道，其特征在于，相邻的两所述基桩(1)之间连接有横撑(7)和斜撑。

8.一种近海透空式机场跑道的施工方法，包括权利要求1至7中任意一项所述的近海透空式机场跑道，所述施工方法包括如下步骤：

步骤一：采用打桩船或满堂支架平台完成所述基桩(1)施工，并在相邻的两所述基桩(1)之间安装横撑(7)和斜撑；

步骤二：所述基桩(1)的侧壁上搭设安装支架，所述安装支架上铺设临时施工运输轨道；

步骤三：在预制工厂进行所述预制箱梁节段(3a)的预制工作，做好所述预制箱梁节段(3a)防腐施工；

步骤四：采用水上浮吊(9)吊运所述预制箱梁节段(3a)至运输驳船(10)，并运输至工程场址；

步骤五：采用水上浮吊(9)将所述预制箱梁节段(3a)吊运至临时施工运输轨道上，在临时施工运输轨道上进行所述预制箱梁节段(3a)的拼装施工，拼装前应在所述预制箱梁节段(3a)的连接界面涂抹胶结材料(6)及预应力钢绞线连接波纹管的连接施工；

步骤六：进行所述现浇连接湿接头(4)连接施工，必要时应根据需要做好横向的预应力钢绞线连接波纹管的连接施工；

步骤七：待所述现浇连接湿接头(4)达到设计要求的强度，进行预应力钢绞线的穿孔，进行相应的张拉施工，并完成封锚施工；

步骤八：进行所述基桩(1)、所述现浇连接湿接头(4)的防腐施工，在所述预制箱梁(3)上铺设所述面层铺装设施(5)。

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