CN216919973U - 一种浮式可复位桥梁深水隔震基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁技术领域，涉及一种浮式可复位桥梁深水隔震基础。该隔震基础包括用于加固软土的复合地基，用于承载浮式沉箱的沉箱基础；沉箱基础通过水平受荷桩固定在复合地基上。本实用新型采用的组合沉箱基础，可有效减少波浪力及地震荷载下动水压力对内部浮式沉箱基础的影响，保证浮式基础的稳定性。强震过后，浮式沉箱基础和倒Π沉箱基础有可能产生相对位移，造成基础底部压力分配不均。通过水位调节控制其底部压力，当底部压力降低到一定程度便可以利用千斤顶等设备进行复位纠偏。

Description

一种浮式可复位桥梁深水隔震基础

技术领域

本实用新型属于桥梁技术领域，涉及一种浮式可复位桥梁深水隔震基础。

背景技术

跨越江河湖泊的桥梁基础，因深水、竖向荷载过大等自身条件限制，无法采用常规的橡胶隔震、滑动摩擦隔震等技术进行基础隔震。因此，在一般深水桥梁建设中，将隔震装置设置于墩(台)基础和上部结构之间。但是，跨海大桥基础往往规模及刚度巨大，墩(台)基础和上部结构之间减震装置效果有限；且通常这种隔震技术只能满足上部结构的隔震要求，在强震条件下，基础自重过大、刚度巨大，有时还会发生桥梁下部结构的破坏。

希腊Rion-Antirion大桥(里约-安蒂里奥大桥)、土耳其的Izimit Bay大桥(伊兹米特海湾大桥)等为解决深水桥梁抗震问题，采用了一种新型的桩箱复合隔震基础。这种桩箱复合隔震基础中关键的三部分是沉箱、垫层和桩：沉箱与桥台连接，直接承受从上部传来的竖向及水平向荷载；桩提高地基承载力的同时，还可以有效控制整体沉降；垫层置于桩和沉箱之间，沉箱和桩没有任何刚性接触，垫层既可以有效发挥桩间土的承载力，又可以在地震时消耗地震能量，降低上下部结构之间的剪力，保证桥梁结构及基础的安全可靠。

但是，这种形式的基础具有明显的缺陷。首先，因为沉箱基础直接置于垫层上方，沉箱与垫层及下部基础之间没有任何刚性连接，水平承载力完全依赖于沉箱和垫层之间界面摩擦力，其抵抗水平荷载的能力比较低。在常见的波浪荷载作用下，基础还可能因为重力较大保持稳定，但是在强风以及长期冲刷条件下，基础有可能因为缺少刚性连接发生较大位移。其次，因为沉箱没有限位装置，可以自由发生位移，在强震条件下若沉箱基础与下部桩复合地基之间相对位移较大，沉箱基础错动到桩基加固范围边界以外，将会由地基承载力不均造成整个基础发生倾覆破坏。最重要的是，沉箱上部荷载及自重都非常大，强震条件下竖向的地震力很容易造成桩顶刺入垫层，基础整体发生刺入破坏。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题提供了一种浮式可复位桥梁深水隔震基础。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，包括用于加固软土的复合地基，用于承载浮式沉箱的沉箱基础；沉箱基础通过水平受荷桩固定在复合地基上。

本实用新型所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，所述的沉箱基础的截面成倒Π形，沉箱基础的底座宽度大于承载浮式沉箱的承载部，靠近沉箱基础的底座边缘处设有垂直于复合地基的导向孔，水平受荷桩通过导向孔打入复合地基中。

本实用新型所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，所述的浮式沉箱与沉箱基础的侧壁之间为非接触式，浮式沉箱的底部距离边缘1m内沿外边缘线性布置压力传感器；浮式沉箱的底端与沉箱基础的内底面之间设有隔震层。

本实用新型所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，所述的沿浮式沉箱外侧壁面设有若干个分层均布的可牺牲搭接头，沿沉箱基础的内侧壁均布于浮式沉箱外侧壁面相匹配的可牺牲搭接头，浮式沉箱的可牺牲搭接头与沉箱基础的可牺牲搭接头相互扣搭。

本实用新型所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，所述的复合地基的复合地基由若干根钢管桩组成；复合地基的加固范围超过沉箱基础底部边缘5m以上；若干根钢管均布成正方形或梅花形。

本实用新型所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，所述的沉箱基础的形状为圆柱形或方形或多边形。

本实用新型所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，所述的浮式沉箱与沉箱基础的侧壁之间的空隙为1.0m±0.5m。

本实用新型所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，所述的隔震层由卵石组成，隔震层厚2m±0.5m。

有益效果

本实用新型提供的浮式可复位桥梁深水隔震基础，深水桥梁基础因强风、急流等荷载条件，往往需要承受很大的水平荷载，水平力通过基础向地基传递时须要有较为刚性的竖向连接。传统桥梁桩箱复合基础为减少地震力从下(地基)至上(桥梁)传递，创造性提出在桩和沉箱之间设置柔性垫层的方法，隔断桩和沉箱连接允许地基和沉箱发生相对运动，但是这种做法同时也削弱了基础整体抵抗水平荷载的能力。由此可以看出，水平承载力与隔震能力的有着相互矛盾的地方。本实用新型通过对沉箱基础进性巧妙的组合设计，既保留了基础的隔震性能，又通过在沉箱外边缘插入刚性桩提高了基础的水平承载力，有效地控制基础的水平位移。

本实用新型采用的浮式沉箱基础，利用沉箱体积大的优点，用其浮力对抗部分竖向荷载，减小了地基承受竖向荷载压力，同时因为自重减轻也提高了基础的隔震能力，且采用钢管桩复合地基时，强震条件下不会因为自重过大发生刺入破坏。

本实用新型采用的组合沉箱基础，外侧采用倒Π沉箱基础保护，可有效减少波浪力及地震荷载下动水压力对内部浮式沉箱基础的影响，保证浮式基础的稳定性。强震过后，浮式沉箱基础和倒Π沉箱基础有可能产生相对位移，造成基础底部压力分配不均。本实用新型采用的浮式沉箱基础，可以通过水位调节控制其底部压力，当底部压力降低到一定程度便可以利用千斤顶等设备进行复位纠偏。纠偏完成后，浮式沉箱基础再次注水，重新更换可牺牲搭接头，整个基础便可以继续正常使用。

附图说明

图1为本实用新型一种浮式可复位桥梁深水隔震基础立面示意图；

图2为本实用新型一种浮式可复位桥梁深水隔震基础顶面剖面示意图；

图3为本实用新型一种浮式可复位桥梁深水隔震基础隔震层示意图；

附图标记：复合地基1；沉箱基础2；浮式沉箱3；隔震层4；水平受荷桩5；可牺牲搭接头6；预留导向孔7；砂石垫层8；钢管桩9。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2、图3所示：本实用新型提供了一种浮式可复位桥梁深水隔震基础，该基础为复合地基1、沉箱基础2、浮式沉箱3、隔震层4、水平受荷桩5组成。其中采用复合地基1对海洋软土地基加固，沉箱基础2的截面成倒Π形，

倒Π形的沉箱基础2与浮式沉箱3陆地预制分批浮运至复合地基上方，隔震层4位于沉箱基础和浮式沉箱中间，沉箱基础2边缘预留导向孔7，水平受荷桩5通过预留导向孔7打入，浮式沉箱的底部距离边缘1m内沿外边缘线性布置压力传感器。

本实用新型所述基础首先采用复合地基1对海洋软土地基进行加固，加固方式可采用钢管桩9、挤密砂桩、水泥搅拌旋喷桩等多种形式。

本实用新型所示为钢管桩9加固复合地基，桩径为1.5-2.0m，桩间距为距3-6倍桩径，钢管桩9宜正方形或梅花形布置。加固深度依据软土层深度而定，加固范围为倒Π形的沉箱 2下部，超过倒Π形的沉箱2边缘5m以上。

在复合地基顶部铺设砂石垫层8厚1.5-2m,用以均布倒Π形的沉箱2传递的上部荷载。同时，陆地预制倒Π形的沉箱2与浮式沉箱3。

倒Π形的沉箱2进行浮运、就位、注水下沉，置于复合地基砂石垫层上方。倒Π形的沉箱2两侧Π腿部分应高过最高水位线5米，使得所有波浪荷载都由倒Π形的沉箱2承受。倒Π形的沉箱基础2边缘预留水平受荷桩导向孔7，与浮式沉箱3相近处布有可牺牲搭接头6。

本实用新型所示为可牺牲搭接头6采用非抗震焊接的L型接头，正常情况可传递水平荷载，强震条件下易断裂，且在浮式沉箱3安装反向L型搭接头基础上，搭接头易连接、易更换。在倒Π形的沉箱2内部铺设2m±0.5m的级配卵石组成隔震层，并保证一定的密实度。

对浮式沉箱3浮运、就位、注水下沉，下沉过程中注意可牺牲搭接头连接。完成连接后，浮式沉箱基础3内灌满水加大自重，加快地基沉降稳定。浮式沉箱3底部布有压力传感器，用以调节浮式沉箱内部水量。

随后，浇筑上部承台，进行桥梁上部结构施工。桥梁上部结构施工完成后，经过一段时间沉降稳定，根据浮式沉箱3底部的压力传感器，将箱内水部分抽空，在保持基础稳定的条件下最大利用浮力对抗上部桥梁荷载。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种浮式可复位桥梁深水隔震基础，其特征在于：该隔震基础包括用于加固软土的复合地基，用于承载浮式沉箱的沉箱基础；沉箱基础通过水平受荷桩固定在复合地基上；浮式沉箱与沉箱基础的侧壁之间为非接触式，浮式沉箱的底部设有压力传感器；浮式沉箱的底端与沉箱基础的内底面之间设有隔震层。

2.根据权利要求1所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，其特征在于：所述的沉箱基础的截面成倒Π形，沉箱基础的底座宽度大于承载浮式沉箱的承载部，靠近沉箱基础的底座边缘处设有垂直于复合地基的导向孔，水平受荷桩通过导向孔打入复合地基中。

3.根据权利要求1所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，其特征在于：沿浮式沉箱外侧壁面设有若干个分层均布的可牺牲搭接头，沿沉箱基础的内侧壁均布于浮式沉箱外侧壁面相匹配的可牺牲搭接头，浮式沉箱的可牺牲搭接头与沉箱基础的可牺牲搭接头相互扣搭。

4.根据权利要求1所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，其特征在于：所述的复合地基的复合地基由若干根钢管桩组成；复合地基的加固范围超过沉箱基础底部边缘5m以上；若干根钢管均布成正方形或梅花形。

5.根据权利要求1或2或3所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，其特征在于：所述的沉箱基础的形状为圆柱形或多边形。

6.根据权利要求1或3所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，其特征在于：所述的浮式沉箱与沉箱基础的侧壁之间的空隙为1.0m±0.5m。

7.根据权利要求1所述的浮式可复位桥梁深水隔震基础，其特征在于：所述的隔震层由卵石组，隔震层厚2m±0.5m。

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