CN218813475U - 深水重力墩栈桥式防波堤 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种深水重力墩栈桥式防波堤，该防波堤由主体结构和接岸导堤组成；主体结构包括抛石基床、下部结构和上部结构；抛石基床沿防波堤轴线设置于海床；下部结构包括椭圆沉箱、盖板、防浪坎和相邻两个椭圆沉箱之间的过流通道，位于抛石基床上；上部结构包括异形板、挡浪板、空心板、挡浪墙、护轮槛和磨耗层，位于防波堤结构的上方；接岸导堤包括抛石高基床、挡墙、回填料、砂垫层和路面，位于岸边的浅水海域，连接防波堤主体结构和海岸。本实用新型用于水深大的工程地点，在满足港内船舶停泊和作业的稳定要求的同时，显著地减少深水防波堤的工程量、降低深水防波堤的工程造价。

Description

深水重力墩栈桥式防波堤

技术领域

本实用新型涉及港口水工结构中的防波堤，尤其涉及一种深水重力墩栈桥式防波堤。

背景技术

世界远洋运输的船舶日益大型化。大型船舶运输货物能够有效降低货物的运输成本，同时由于采用专业化的装卸工艺，装卸效率也得到大大地提高。目前散货船的载重吨发展到40万吨级，油船的载重吨发展到50多万吨级。船舶的大型化对港口的建设提出了新的要求，一方面，码头需要建造在离岸深水区域；另一方面，通常情况下不需要建造深水防波堤。

当工程地点的波浪大，超过大型船舶的抗浪能力时仍需要建设防波堤。例如，广东揭阳港30万吨级原油码头的拟建水域水深、浪大，若建设开敞式码头，则该码头施工时间长，作业天数少；因此，需要建设深水防波堤对30万吨级原油码头起掩护作用。

斜坡堤和直立堤是防波堤常用的两种结构型式。与斜坡堤相比，直立堤材料用量较少，且随水深增大两者差值越大。因此，一般情况下斜坡堤适用于浅水区域，直立堤适用于深水区域。而对于大型深水码头，从减少工程量和降低工程造价的角度出发，亟需一种直立式实体和透空间隔布置的深水重力墩栈桥式防波堤。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有深水防波堤建造技术中存在的问题，本实用新型提出了一种深水重力墩栈桥式防波堤，在确保防波堤消波效果的前提下，减少深水防波堤的工程量，降低深水防波堤的工程造价。

技术方案：本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤由主体结构和接岸导堤组成，主体结构包括抛石基床、下部结构和上部结构；

抛石基床沿防波堤的轴线设置于海床；

下部结构包括椭圆沉箱、盖板、防浪坎和过流通道；椭圆沉箱沿防波堤的轴线分布在抛石基床上；盖板位于椭圆沉箱的顶部；防浪坎位于盖板上；过流通道与椭圆沉箱沿防波堤轴线间隔布置；

上部结构包括异形板、挡浪板、空心板、挡浪墙、护轮槛和磨耗层；异形板跨越相邻的椭圆沉箱之间的过流通道；挡浪板位于异形板的下方，以及两个椭圆沉箱之间；空心板位于盖板和防浪坎的上方；挡浪墙位于异形板和空心板的外侧；护轮槛位于异形板和空心板的内侧；磨耗层位于异形板和空心板上，以及挡浪墙和护轮槛之间；

接岸导堤包括抛石高基床、挡墙、回填料、砂垫层和路面，接岸导堤位于岸边浅水海域，异形板及其它上部结构跨越接岸导堤和临近的椭圆沉箱之间的过流通道；挡墙位于抛石高基床上，在平面上呈U形，挡墙的开口指向海岸；回填料位于挡墙与海岸围成的区域内；砂垫层位于回填料的顶面；路面位于砂垫层的顶面，两端分别与异形板和海岸对接。

椭圆沉箱为一端封闭的椭圆筒，椭圆筒内用隔板分隔成若干格仓，格仓内充填块石。

盖板包括多个相互对接的子盖板，子盖板的侧面分别与相对的椭圆筒内表面对接。

防浪坎的断面为上窄下宽的梯形，防浪坎的底面固定在盖板上，防浪坎的顶面低于空心板的底面，防浪坎的端面与相对的异形板对接。

异形板的顶面为水平面，异形板的底面的两端为水平面，底面两端的水平面之间为向上隆起的拱。

异形板包括多个相互对接的子异形板，子异形板的两端搁置在过流通道两侧椭圆沉箱的盖板上。

空心板包括多个相互对接的子空心板，子空心板的两端搁置在子异形板上，子空心板的端面与相对的子异形板对接。

上部结构还包括基础梁，基础梁位于防波堤的堤头的椭圆沉箱的盖板上，以及防波堤转折处的盖板上。

基础梁的断面为矩形或上宽下窄的倒梯形，基础梁的底面与盖板的顶面相接，基础梁的顶面与空心板的底面搭接。

工作原理：本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤中，椭圆沉箱沿防波堤轴线每隔预定的距离设置在抛石基床上，突破了防波堤堤身沿轴线连续布置的理念，显著地减少了深水防波堤的工程量，降低了深水防波堤的工程造价；椭圆沉箱及其上部结构中的防浪坎起防浪作用，椭圆沉箱的椭圆长轴与防波堤轴线一致，增加了防浪范围，上部结构中的挡浪墙减少波浪的越浪量；过流通道的上部设置了挡浪板，有效地阻挡了过流通道内水体的大部分波动能量；相邻两个椭圆沉箱之间、挡浪板以下区域形成过流通道，水体通过此过流通道进出港内，进一步改善了港内水质。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤采用椭圆沉箱与过流通道间隔布置的形式，显著地减少了工程量；

(2)本实用新型的防波堤椭圆沉箱及其上面的防浪坎沿防波堤轴线布置，防浪范围大，上部结构中的挡浪墙减少了波浪的越浪量；

(3)本实用新型的防波堤通过在过流通道上设置挡浪板，阻挡了过流通道内水体的大部分波动能量；

(4)本实用新型的防波堤的水流通过过流通道进出港内，进一步改善了港内水质。

附图说明

图1为本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤的平面布置示意图；

图2为本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤的A-A剖面示意图；

图3为本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤的B-B剖面示意图；

图4为本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤的C-C剖面示意图；

图5为本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤的D-D剖面示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤由主体结构和接岸导堤组成，主体结构包括抛石基床11、下部结构和上部结构。

抛石基床11在海床上沿防波堤的轴线设置，具有设定的宽度和厚度，支撑下部结构，并将作用在上部结构、下部结构的外力，以及自身的荷载扩散到地基，并保护地基免受水流冲刷。

下部结构包括椭圆沉箱7、盖板8、防浪坎9和过流通道10；其中，椭圆沉箱7沿防波堤的轴线每隔设定的距离设置在抛石基床11上，椭圆沉箱7的椭圆长轴与防波堤轴线重合，椭圆沉箱7作为重力墩起支撑上部结构的作用。

盖板8位于椭圆沉箱7中充填块石的顶面，用于封闭椭圆沉箱7内的格仓，防止格仓内的回填料15因波浪冲击而流失。

防浪坎9位于盖板8上，沿防波堤轴线布置，用于防御波浪从上部结构与盖板8上表面之间的间隙进入港内。

过流通道10为相邻两个椭圆沉箱7之间水流进出的通道，过流通道10与椭圆沉箱7沿防波堤轴线间隔布置，港内、港外水体通过此过流通道10进行交换。

上部结构包括异形板1、挡浪板2、空心板3、挡浪墙4、护轮槛5和磨耗层 6。其中，异形板1跨越相邻的椭圆沉箱7之间的过流通道10，并固定挡浪板2、形成防波堤的顶面。挡浪板2位于异形板1的下方，以及两个椭圆沉箱7之间，沿防波堤轴线布置，遮挡波动水体的上层能量。空心板3位于盖板8的上方，空心板3的两端分别搁置在相邻的异形板1的端部，形成防波堤的顶面。挡浪墙4 沿防波堤轴线布置，位于异形板1和空心板3上的港外一侧，减少从挡浪墙4 顶面越过的水量。护轮槛5沿防波堤轴线布置，位于异形板1和空心板3上的港内一侧，阻挡流动机械行驶出防波堤的顶面。磨耗层6设置在异形板1和空心板3的顶面，以及挡浪墙4和护轮槛5之间，保护异形板1和空心板3免受流动机械的磨损。

接岸导堤包括抛石高基床12、挡墙14、回填料15、砂垫层16和路面17，接岸导堤位于岸边浅水海域，异形板1及其它上部结构跨越接岸导堤和临近的椭圆沉箱7之间的过流通道10，连接防波堤主体结构和海岸。挡墙14位于抛石高基床12上，在平面上呈U形，且开口指向海岸。回填料15位于挡墙14与海岸围成的区域内。砂垫层16位于回填料15的顶面。路面17位于砂垫层16的顶面，两端分别与异形板1和海岸对接。

椭圆沉箱7为一端封闭的椭圆筒，椭圆筒内用彼此正交的隔板分隔成若干格仓，隔板与底板正交且隔板的端面、两个侧面分别固定在底板和椭圆筒的内表面，格仓沿椭圆沉箱7的椭圆长轴和短轴均对称布置，每个格仓内均有充填块石。

盖板8为平面形状呈椭圆的实心板，该盖板8包括各个子盖板20，各子盖板20的侧面分别与相对的椭圆筒内表面对接，各子盖板20的相邻侧面相互对接，各子盖板20的顶面、底面分别共面。

防浪坎9的断面为上窄下宽的梯形，防浪坎9的底面固定在盖板8上，顶面低于空心板3的底面，两侧端面分别与防浪坎9所面向的异形板1对接。

如图2所示，异形板1为变厚度的水平板，异形板1的顶面为水平面，异形板1的底面的两端各有一段水平面，两水平面之间为向上隆起的单向拱形多折平面，与拱方向一致的异形板1两端均为三折阶梯形折面，与拱方向垂直的两个侧面为竖直平面。

异形板1包括多个子异形板18，各个子异形板18两端分别搁置在过流通道 10两侧椭圆沉箱的盖板8上，各个子异形板18相邻侧面相互对接，各子异形板 18的顶面、底面分别共面。

空心板3包括各个子空心板19，各子空心板19两端分别搁置在相对的子异形板18的第一级台阶上，子空心板19的两侧端面分别与相对的子异形板18对接，各个子空心板19相邻侧面相互对接，各子空心板19的顶面、底面分别共面。

挡墙14的断面为上窄下宽的梯形，挡墙14的外立面倾斜，内立面垂直，与防波堤轴线方向一致的两侧挡墙14同高，与防波堤轴线垂直的端部挡墙14顶面高度低于两侧挡墙14顶面高度。

上部结构还包括基础梁13，该基础梁13在防波堤的堤头的椭圆沉箱的盖板 8上沿与防波堤轴线垂直的方向布置，在防波堤转折处的盖板8上沿防波堤轴线转角的角平分线布置。基础梁13的断面为矩形或上宽下窄的倒梯形，底面与盖板8的顶面相接触，顶面与空心板3的底面相接触，两个端面各自伸出空心板3 相应侧面设定长度。

本实用新型深水重力墩栈桥式防波堤的施工过程如下：

首先预制椭圆沉箱7、带防浪坎的盖板8、异形板1、带挡浪板的异形板1、空心板3和基础梁13，并在上述构件上设置吊环方便吊运，在异形板1和空心板3相应位置预埋挡浪墙4和护轮槛5的钢筋。

结合如图1和图3所示，采用平板驳船装运块石在目标位置底部海床表面进行抛填至设计高程，在抛石达到设计高程后采用起重设备起吊重锤对抛石基床 11进行夯实施工，再抛填二片石进行粗平，直到抛石基床11顶面达到设计顶标高。在完成上述抛石基床11抛填后，用测量船定点测量，并根据测量资料再采用民船找平抛石基床11顶面并整理边坡成型。

在椭圆沉箱7达到设计强度要求后在椭圆沉箱7底部放置超高压胶囊，胶囊充气后将椭圆沉箱7顶起，取出活动底模和工字钢，采用卷扬机牵引使椭圆沉箱 7水平移动到码头对接的半潜驳上。椭圆沉箱7上驳后，在椭圆沉箱7底部用方木垫稳并抽出气囊，由拖轮将半潜驳拖到现场。半潜驳在到达指定位置后下潜使椭圆沉箱7漂浮在水中，采用起重船将椭圆沉箱7吊移出半潜驳，打开椭圆沉箱 7的进水阀门，使椭圆沉箱7内注水达到浮游稳定，利用定位船粗定位并用起重机将椭圆沉箱7拖带至安装点，椭圆沉箱7内继续注水并下沉，通过调整锚缆和滑轮组控制起重船使椭圆沉箱7平稳、准确地落在抛石基床11上。

如图1所示，椭圆沉箱7沿防波堤轴线布置，且椭圆沉箱7的椭圆长轴与防波堤轴线重合，相邻椭圆沉箱7之间间隔预定距离。

在码头将块石装到方驳上后运至椭圆沉箱7旁并下锚定位，方驳船舷设轮胎防护，以免碰撞椭圆沉箱7。采用方驳搭载挖掘机在椭圆沉箱7内部的格仓中填块石到指定高度。待格仓中的块石密实后用方驳将带防浪坎的盖板8装运到椭圆沉箱7旁并下锚定位，方驳船舷设轮胎防护，以免碰撞椭圆沉箱7。使用船上的起重机吊运带防浪坎的盖板8至格仓内块石的顶面，其中盖板8上的防浪坎9 的走向与防波堤轴线方向一致。

在盖板8的安装完成后，用方驳将异形板1、带挡浪板的异形板1和空心板 3装运到椭圆沉箱7旁并下锚定位，方驳船舷设轮胎防护，以免碰撞椭圆沉箱7。使用船上的起重机吊运异形板1、带挡浪板的异形板1和空心板3至指定位置。结合如图1和图2所示，异形板1和带挡浪板的异形板1在拱方向两端的水平底面分别搁置在过流通道10两侧椭圆沉箱的盖板8顶面上，空心板3沿防波堤轴线方向的两端分别搁置在过流通道10两侧异形板1的台阶上，且异形板1和空心板3的走向与防波堤轴线方向一致。

将砂、石料运至施工现场，拌和砂浆在抛石高基床12上砌筑挡墙14。结合如图1所示，挡墙14在平面上呈U形布置，其开口指向岸线。挡墙14断面为上窄下宽的梯形，其外立面倾斜，内立面垂直。从陆域往挡墙14围成区域内回填砂、石料并逐渐向接岸导堤的端部推进，待砂、石料密实后在其顶面铺设预定厚度的砂垫层16，然后再在砂垫层16顶面浇筑预定厚度的路面17。路面17沿防波堤轴线方向每隔预定的距离设置变形缝，变形缝中充填沥青。

混凝土由陆域通过接岸导堤运至防波堤的顶面，由堤根向堤头分别浇筑挡浪墙4和护轮槛5，在挡浪墙4和护轮槛5浇筑完成后由堤头向堤根铺设预定厚度的磨耗层6。

Claims (9)

1.一种深水重力墩栈桥式防波堤，其特征在于：该防波堤由主体结构和接岸导堤组成，主体结构包括抛石基床(11)、下部结构和上部结构；

所述抛石基床(11)沿防波堤的轴线设置于海床；

所述下部结构包括椭圆沉箱(7)、盖板(8)、防浪坎(9)和过流通道(10)；所述椭圆沉箱(7)沿防波堤的轴线分布在抛石基床(11)上；所述盖板(8)位于椭圆沉箱(7)的顶部；所述防浪坎(9)位于盖板(8)上；所述过流通道(10)与椭圆沉箱(7)沿防波堤轴线间隔布置；

所述上部结构包括异形板(1)、挡浪板(2)、空心板(3)、挡浪墙(4)、护轮槛(5)和磨耗层(6)；所述异形板(1)跨越相邻的椭圆沉箱(7)之间的过流通道(10)；所述挡浪板(2)位于异形板(1)的下方，以及两个椭圆沉箱(7)之间；所述空心板(3)位于盖板(8)和防浪坎(9)的上方；所述挡浪墙(4)位于异形板(1)和空心板(3)的外侧；所述护轮槛(5)位于异形板(1)和空心板(3)的内侧；所述磨耗层(6)位于异形板(1)和空心板(3)上，以及挡浪墙(4)和护轮槛(5)之间。

2.根据权利要求1所述的深水重力墩栈桥式防波堤，其特征在于：所述椭圆沉箱(7)为一端封闭的椭圆筒，所述椭圆筒内用隔板分隔成若干格仓，所述格仓内充填块石。

3.根据权利要求2所述的深水重力墩栈桥式防波堤，其特征在于：所述盖板(8)包括多个相互对接的子盖板(20)，所述子盖板(20)的侧面分别与相对的椭圆筒内表面对接。

4.根据权利要求1所述的深水重力墩栈桥式防波堤，其特征在于：所述防浪坎(9)的底面固定在盖板(8)上，所述防浪坎(9)的顶面低于空心板(3)的底面，所述防浪坎(9)的端面与相对的异形板(1)对接。

5.根据权利要求1所述的深水重力墩栈桥式防波堤，其特征在于：所述异形板(1)的顶面为水平面，所述异形板(1)的底面的两端为水平面，底面两端的水平面之间为向上隆起的拱。

6.根据权利要求1所述的深水重力墩栈桥式防波堤，其特征在于：所述异形板(1)包括多个相互对接的子异形板(18)，所述子异形板(18)的两端搁置在过流通道(10)两侧椭圆沉箱的盖板(8)上。

7.根据权利要求1所述的深水重力墩栈桥式防波堤，其特征在于：所述空心板(3)包括多个相互对接的子空心板(19)，所述子空心板(19)的两端搁置在子异形板(18)上，所述子空心板(19)的端面与相对的子异形板(18)对接。

8.根据权利要求1所述的深水重力墩栈桥式防波堤，其特征在于：所述上部结构还包括基础梁(13)，所述基础梁(13)位于防波堤的堤头的椭圆沉箱的盖板(8)上，以及防波堤转折处的盖板(8)上。

9.根据权利要求8所述的深水重力墩栈桥式防波堤，其特征在于：所述基础梁(13)的底面与盖板(8)的顶面相接，所述基础梁(13)的顶面与空心板(3)的底面搭接。

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