CN201746815U - 一种三脚架墩式结构 - Google Patents
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Abstract
一种三脚架墩式结构，安装于水上工程，以三脚架结构作为墩式结构的主体。三脚架结构由3条倾斜的支腿、3个支腿底座、3条联系杆、顶部联接结构组成，采用钢材或钢结构焊接形成，将三脚架的支腿锚固在地基上，实现墩台功能。支腿底座在地基内的锚固方式有四种：方式一，在支腿底部设置基础梁板，基础梁板支撑于基床上，并在基础梁板上回填填料压载；方式二，在支腿底部设置基础梁板，基础梁板支撑于基床上承担支腿压力，并在支腿内打设锚杆，将锚杆锚固在支腿和地基内；方式三，直接在支腿内进行嵌岩，采用嵌岩桩直接将支腿锚固在地基上；方式四，在支腿底部设置小沉箱，小沉箱支撑于基床上，在小沉箱内回填填料。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种三脚架墩式结构，尤其是适用于特定条件的墩式码头靠船墩、系缆墩和栈桥墩等水上的墩式结构。
背景技术
许多油气化工码头采用墩式布置，靠船墩和系缆墩是主要承受水平力的结构。靠船墩、系缆墩和栈桥墩常用的结构形式有沉箱墩式结构和高桩墩式结构。在一般情况下，采用打入桩墩式结构是比较经济的，采用沉箱墩式因为结构比较大，造价相对较高。
随着港口建设的发展，靠船墩、系缆墩和栈桥墩面临复杂的地基、水深和波浪等情况，普通高桩墩式结构或沉箱墩式结构不尽适应，需要根据工程特点进行创新。
比如某些地方在比较大的水深下的表层土层是软土，软土下就是坚硬的岩基的情况，普通桩基结构因为需要嵌岩费用高，沉箱墩式结构太大，费用也高。这种情况，就适宜采用三脚架结构直接埋设在换填的地基上，形成靠船墩、系缆墩或栈桥墩。具体结构方案就是先开挖基础软土，抛填碎石或块石形成基床，必要时进行夯实，然后，采用三脚架结构安装在基床上，三脚架支腿设置一块底板，在底板上回填砂或块石压载，由此形成稳定的三脚架结构抵抗水平和垂直荷载。
又如有些地基基岩裸露，上述三脚架结构经过改变其锚碇系统，也有其适应性。具体来说，一种情况就是可以在桩内打锚杆锚固，提供抗拔力，抗压由基础板承担，锚杆施工比嵌岩施工方便，费用节省。
另一种情况可以在桩内嵌岩，桩内嵌岩，可以采用冲击成孔法，也可以采用回旋钻成孔法，斜桩嵌岩施工在国内已经比较成熟，设备容易解决。
还有一种情况可以将锚碇底板替换为小沉箱基础，将填料直接填在小沉箱内，形成抗拔力，这种方法能比较快形成稳定结构，施工期防台的风险小。这些处理方式各有其适应性和优缺点。
三脚架结构具有结构轻型，稳定性良好，受力明确等优点，三个支腿底部与基础接触形成一个平面，基础的平整度等支撑条件容易满足三脚架的安装要求。
与本发明接近的已有专利“嵌岩钢管码头结构及其施工方法”，两者在结构形式、结构主体、受力形式、锚固方式等方面不同。
目前，水运工程起重安装、制造和预制、开挖回填、桩内嵌岩或打设锚杆等方面的能力为结构创新提供有利条件。
发明内容
为了发挥三脚架结构轻型、稳定性良好、受力明确等优点，本实用新型提供一种三脚架墩式结构。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用由钢材或钢结构焊接形成的三脚架结构作为墩式结构的主体，三脚架结构由3条倾斜的支腿、3个支腿底座、3条联系杆、顶部联接结构组成，安装于水上工程，并根据地基和项目特点采用不同方式将三脚架的支腿锚固在地基上，从而实现三脚架抵抗水平荷载和垂直荷载满足稳定要求，在三脚架顶部设置墩台，满足生产、操作和设备布置等要求。
三脚架的3条支腿在平面的分布，对于系缆墩和栈桥墩，可以采用均等分布，2条支腿之间的平面夹角120°，也可以根据外力在不同方向的大小等情况，选择不同的平面夹角。对于靠船墩，一般沿着码头前沿线布置2条支腿，在垂直码头前沿线方向布置1条支腿。码头前沿线方向上的2条支腿的斜度可以比垂直码头前沿线的支腿陡一些。为了提高抗力并与船舶离开足够空间，在保障结构施工期稳定的前提下，可以将平行码头前沿线的2条支腿向码头内侧偏移，使其支腿基础远离码头前沿线。
三脚架的联系杆有3条，设置在三脚架的底部一个平面内。
三脚架支腿在地基上的锚固方式有4种，叙述如下。
支腿锚固方式一：在支腿底部设置基础梁板，基础梁板支撑于基床上承担支腿压力，并在基础梁板上回填填料压载，由填料的自重力提供抗拔作用，从而将支腿锚固。这种形式适应地基表层有软土需要开挖、软土下土层坚硬、当地填料丰富等情况。
支腿锚固方式二：在支腿底部设置基础梁板，基础梁板支撑于基床上承担支腿压力，并在支腿内打设锚杆抵抗上拔力，将锚杆锚固在支腿和地基内，必要时，基床可以在打设锚杆前进行预压或灌浆处理，由此实现支腿锚固。这种情况，适应基岩比较浅等情况。
支腿锚固方式三：直接在支腿内进行嵌岩，采用嵌岩桩直接将支腿锚固在地基上，承担压力、拉力和弯矩，从而实现支腿锚固。这种形式，对地质条件的适应性比较好，结构沉降和位移小。
支腿锚固方式四：在支腿底部设置小沉箱，小沉箱支撑于基床上承担支腿压力，在小沉箱内回填填料，由填料的自重力提供抗拔作用，从而将支腿锚固，这种方式适应坚硬土层埋藏比较浅等情况。
本实用新型的有益效果，在适用的条件下，三脚架结构抗力性能好，结构轻型，材料用量少，具有节约材料、节省工程费用等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是三脚架墩式结构典型立面示意图(锚固方式一)；
图2是三脚架墩式结构典型平面示意图(锚固方式一)；
图3是三脚架墩式结构靠船墩立面示意图(锚固方式一)；
图4是三脚架墩式结构靠船墩平面示意图(锚固方式一)；
图5是支腿锚固方式一断面图；
图6是支腿锚固方式一平面示意图；
图7是三脚架顶部连接结构立面示意图；
图8是三脚架顶部连接结构平面示意图；
图9是三脚架墩式结构典型立面示意图(锚固方式二)；
图10是支腿锚固方式二断面图；
图11是三脚架墩式结构典型立面示意图(锚固方式三)；
图12是支腿锚固方式三断面图；
图13是三脚架墩式结构典型立面示意图(锚固方式四)；
图14是支腿锚固方式四断面图。
图中：1.三角架主体，2.支腿底座，3.地基基础，4.支腿，5.联系杆，6.顶部连接结构，7.过渡杆，8.斜杆，9.主梁，10.底板，11.墩台，12.基床，13.填料，14.开挖线，15.泥面线，16.护底结构，17.码头前沿线，18.三脚架结构(18)，19.锚杆，20.嵌岩桩，21.小沉箱，22.密封圈。
具体实施方式
图1和图2，表示三脚架墩式典型结构情况(锚固方式一)。三脚架墩式结构由三角架主体(1)、支腿底座(2)、地基基础(3)、墩台(11)组成。三角架主体(1)由支腿(4)、联系杆(5)、顶部连接结构(6)组成，3条支腿在平面的分布基本均匀。三脚架的联系杆(5)有3条，设置在三脚架的底部接近支腿底座(2)的一个平面内。支腿底座(2)由过渡杆(7)、斜杆(8)、主梁(9)、底板(10)组成。地基基础(3)由基床(12)、填料(13)、护底结构(16)组成。主要施工顺序是采用钢管或钢管混凝土制作支腿(4)、联系杆(5)、顶部连接结构(6)，并通过焊接形成三角架主体(1)。采用钢管、钢板或型钢制作过渡杆(7)、斜杆(8)、主梁(9)、底板(10)，并焊接形成支腿底座(2)，接着与三角架主体(1)焊接形成三脚架结构(18)，可以吊运到现场安装。开挖基槽后，回填块石、碎石或砂经过整平后形成基床(12)，必要时可以对基床(12)进行密实处理，比如打夯或振冲处理。采用起重船安装三脚架结构(18)后，抛填填料(13)，设置护底结构(16)，浇注墩台(11)就完成了三脚架墩式典型结构(锚固方式一)的实施。
图3和图4表示三脚架墩式靠船墩情况(锚固方式一)，总体与图1和图2相同，不同之处在于支腿的布置。在码头前沿线(17)方向上布置2条支腿(4)，2条支腿(4)的三脚架底座(2)向码头内侧偏 移，使支腿(4)和三脚架底座(2)远离码头前沿线(17)。第三条支腿(4)布置在垂直码头前沿线(17)的方向上。上述三脚架墩式典型结构和三脚架墩式靠船墩在其他锚固方式上的差别与锚固方式一的差别基本相似，故其他锚固方式的图仅仅绘制三脚架墩式典型结构的立面图，三脚架靠船墩结构的图略去。
图6表示支腿锚固方式一的支腿底座(2)平面情况，每条支腿(4)有4根斜杆(8)，斜杆(8)一端与主梁(9)焊接，另一端与支腿(4)焊接。主梁(9)纵横布置并焊接，其下布置底板(10)并与主梁(9)焊接。
图7和图8表示三脚架主体(1)的顶部连接结构(6)情况，每2根支腿(4)之间，设置上层和下层的平行杆件各1根，并布置1根斜向杆件，形成空间稳定结构。
图9表示三脚架墩式典型结构情况(锚固方式二)，结构情况与锚固方式一基本相同，不同之处在于锚固结构。锚固方式二的支腿(4)直接深入到底板(10)并与之焊接，支腿(4)内部空腔对应处的底板(10)切除，便于在支腿(4)内部打设锚杆(19)。三脚架结构(18)吊运到现场安装后，进行必要的基础处理，例如对基床(12)进行灌浆或夯实处理，就可以进行锚杆(19)施工，浇注墩台(11)就实现三脚架墩式结构的实施。
图11表示三脚架墩式典型结构情况(锚固方式三)。三角架主体(1)和三脚架结构(18)都是由支腿(4)、联系杆(5)、顶部连接结构(6)组成，可以吊运到现场安装，然后在支腿(4)内进行嵌岩桩(20)施工，浇注墩台(11)就实现三脚架墩式结构的实施。
图13表示三脚架墩式典型结构情况(锚固方式四)。结构情况与锚固方式一基本相同，不同之处在于锚固结构。联系杆(5)在穿过小沉箱(21)处设置密封圈(22)，防止漏料。小沉箱(21)由主梁焊接形成骨架，骨架四周外侧面和底面焊接底板(10)。三脚架结构(18)形成并吊运到现场安装后，在小沉箱(21)内回填填料(13)，浇注墩台(11)就实现三脚架墩式结构的实施。
Claims (2)
1.一种三脚架墩式结构，以三脚架结构作为墩式结构的主体，其特征在于：三脚架结构由3条倾斜的支腿、3个支腿底座、3条联系杆、顶部联接结构组成，采用钢材或钢结构焊接形成，安装于水上工程，将三脚架的支腿锚固在地基上。
2.根据权利要求1所述的三脚架墩式结构，三脚架支腿在地基上的锚固方式有4种，其特征在于：支腿锚固方式一，在支腿底部设置基础梁板，基础梁板支撑于基床上承担支腿压力，并在基础梁板上回填填料压载；支腿锚固方式二，在支腿底部设置基础梁板，基础梁板支撑于基床上承担支腿压力，并在支腿内打设锚杆抵抗上拔力，将锚杆锚固在支腿和地基内；支腿锚固方式三，直接在支腿内进行嵌岩，采用嵌岩桩直接将支腿锚固在地基上；支腿锚固方式四，在支腿底部设置小沉箱，小沉箱支撑于基床上承担支腿压力，在小沉箱内回填填料。
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| CN105089070A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-11-25 | 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 | 一种消减波浪荷载的桥梁深水基础 |
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