专利名称：卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构。属于港口工程领域中的建筑结构。
背景技术：
目前，工程中采用的大型码头结构形式有两种，即重力式结构和桩基结构。重力式结构承载力高，耐久性好。常用的重力式码头结构有沉箱、扶壁、方块、圆筒等型式，这些结构型式的重力式码头均需要有良好的地基基础和抛石基床。对于软土地基上的大吨位码头泊位，要建造传统结构型式的重力式码头，则需要进行大断面的基础开挖、地基土置换和建造抛石基床，因为传统重力式码头结构的自重较大，要求地基基础的承载力较高。这样做，一方面土体开挖和回填工程量大，特别是在砂石料缺乏的地区，会大幅度地增加工程造价；另一方面，在深水下建造抛石基床施工困难，如抛石基床的夯实、整平难度大，必然会导致工程造价高。基于上述因素，目前在软土地基上基本均采用高桩码头结构型式，但高桩码头具有耐久性差、承载能力有限、对超载极为敏感、使用期的维护工作量较大等弱点。因此，要在软土海床地基上建造深水大型码头泊位时，特别是重力式码头结构时，需要采用新的码头结构型式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构，该结构型式的码头自重较小，要求地基基础的承载力不高、又具有重力式码头结构的特点，工程造价相对较低。
为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案加以实现的包括由抛石基床、抛石基床上卧放的混凝土圆筒体、圆筒体上铺设的面板和轨道梁构成的卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构，其特征在于，沿着码头岸线方向，轴线垂直于码头岸线的圆筒体卧放排列成一至四层，在圆筒体轴线两端由圆筒体外缘构成的空隙区域设置封堵墙，在两封堵墙之间的空隙区域内填充砂石料。
上述卧放的同一层圆筒体的直径相同，不同层圆筒体的直径可以相同，也可以不相同。
上述圆筒体的直径为2m～30m，壁厚为0.2m～2.0m，单个圆筒体长度为4m～40m。
上述的同一层排放的圆筒体，相邻两个圆筒体之间的外缘间距为0.2～30m；沿圆筒体轴线方向，可以是一个圆筒体，也可以是至少两个等长或不等长的圆筒体串接而成，接口位置与同层的相邻圆筒体的接口位置和上下层的相邻圆筒体的接口位置是错位设置的。
本发明的优越性在于卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构，不仅适合于建造在深水环境中，而且码头自重轻、材料用量少、要求地基基础的承载力不高、具有重力式码头结构的承载力高、耐久性好特点，工程造价相对较低。
下面结合附图对本发明加以说明。
图1为本发明的垂直于圆筒轴线的立面结构示意图。
图2为图1中的A-A剖面示意图。
图中1为混凝土圆筒体，2为小圆筒体，3为面板，4为轨道梁，5为封堵墙，6为抛石基床，7为轨道，8为空隙填充砂石料。
具体实施例方式
本发明一个实施例如下如图1和图2所示的一卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构，其由抛石基床、卧放混凝土圆筒体、空隙填充小圆筒体、空隙间的混凝土封堵墙、空隙填充砂石料、轨道梁、面板和其它码头附属设施组成。抛石基床横断面呈梯形，底宽40m，顶宽46m，厚2m；卧放于抛石基床上的混凝土圆筒体直径26m，壁厚0.5m，单个圆筒体长12m，重11300kN，3个串接构成的筒体长36m(即码头的宽度)，相邻两圆筒体间的外壁间距为0.5m；上下空隙填充的小圆筒体直径6.5m，壁厚0.25m，单个长9m～15m，3个串接长36m；在两端的轨道梁下圆筒体外缘之间的空隙，浇筑2m厚的混凝土封堵墙，中间用砂石料充填；圆筒体和混凝土封堵墙顶部设装卸机械行走的轨道梁，圆筒体和填充料顶部设码头面板。这样构成的码头前沿平均水深22m，可停靠20万吨级的船舶，码头上可安设相应的装卸机械，码头结构可承受码头面上作用300kN/m2的堆货荷载。
该码头施工时，分陆上和水上两个工作区。混凝土圆筒体在陆上预制。在水上施工区，首先开挖基坑，然后建造抛石基床，之后将陆上预制的混凝土圆筒体安放于抛石基床上，再后建封堵墙并将圆筒体间的空隙填充，最后建造轨道梁和码头面板。码头圆筒体在陆上采用立姿预制，采用滑道等方法下水后，通过施工辅助浮筒来实现码头圆筒体的浮运和由立姿变为卧放姿态以及在抛石基床上定位安放。施工辅助浮筒的外径为25.6m，高5m，上下两层舱格各高2.5m，每层沿圆周方向等分成12个扇形舱格，该施工辅助浮筒自重1900kN，可提供24000kN的浮力。码头圆筒体下水前，将施工辅助浮筒吊装置于码头圆筒体内，并将两者连接，码头圆筒体下水后，排出施工辅助浮筒内的水，将码头圆筒体浮起，浮运至安装地点附近的深水域，之后，调整施工辅助浮筒各舱格中的水量，使其与码头圆筒体的一侧下沉，另一侧上升，缓慢地由立姿变成卧放姿态，再浮运至安装地点定位，定位后，向施工辅助浮筒的舱格中注水，使码头圆筒体下沉坐落至抛石基床上，然后放松施工辅助浮筒与码头圆筒体之间的连接，将施工辅助浮筒从码头圆筒体内移出。
卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构，适合于在深水环境中建造大型码头。码头单位长度的混凝土材料用量只与卧放圆筒体的壁厚有关，而与其直径无关。因此，对于深水大型码头，一方面材料用量的增加量很小，另一方面码头结构的自重轻，要求的地基基础的承载力不高，这样抛石基床的厚度可以较小，地基土的力学特性也可差一些，抛石基床不需要大面积地整平。这两方面均会使工程造价相对较低。
卧放圆筒体结构在码头面上的竖向荷载和码头结构自重荷载作用下的受力特性比较好，建造大型码头时其与地基基础的接触宽度和面积比较大，抗水平荷载的能力也很强，因此，该种结构型式的码头完全具有重力式码头的承载力高、耐久性好的特性。另外，该种结构型式的码头具有透空性，波浪对码头的作用荷载比较小。
权利要求
1.一种卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构，由抛石基床、抛石基床上卧放的混凝土圆筒体、圆筒体上铺设的面板和轨道梁构成，其特征在于，沿着码头岸线方向，轴线垂直于码头岸线的圆筒体卧放排列成一至四层，在圆筒体轴线两端由圆筒体外缘构成的空隙区域设置封堵墙，在两封堵墙之间的空隙区域内填充砂石料。
2.根据权利要求1所述的一种卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构，其特征在于同一层圆筒体的直径相同，不同层圆筒体的直径可以相同，也可以不相同。
3.根据权利要求1所述的一种卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构，其特征在于圆筒体的直径为2m～30m，壁厚为0.2m～2.0m，单个圆筒体长度为4m～40m。
4.根据权利要求1所述的一种卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构，其特征在于同一层排放的圆筒体，相邻两个圆筒体之间的外缘间距为0.2～30m；沿圆筒体轴线方向，可以是一个圆筒体，也可以是至少两个等长或不等长的圆筒体串接而成，接口位置与同层的相邻圆筒体的接口位置和上下层的相邻圆筒体的接口位置是错位设置的。
全文摘要
本发明公开了一种卧放于海底基床上的圆筒体大型码头结构。该结构由抛石基床、卧放混凝土圆筒体、面板和轨道梁构成，沿码头岸线方向，轴线垂直于码头岸线的圆筒体卧放排列成一至四层，在圆筒体轴线两端由圆筒体外缘构成的空隙区域设置封堵墙，在两封堵墙之间的空隙区域内填充砂石料，沿圆筒体轴线方向，可以是至少两个等长或不等长的圆筒体串接而成，接口位置与同层的相邻圆筒体和上下层的相邻圆筒体的接口位置是错位的。本发明适用于在深水软土海床地基上建造大型重力式码头，码头自重轻、材料用量少、要求地基基础的承载力不高、具有重力式码头结构的承载力高、耐久性好特点，工程造价相对较低。
文档编号E02B3/06GK1540102SQ20031010689
公开日2004年10月27日 申请日期2003年11月3日 优先权日2003年11月3日
发明者别社安 申请人:天津大学