专利名称：可移动钢混箱筒型基础直立弧形连续墙防波堤结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可移动的、由钢材和混凝土材料制成的、以箱筒型结构为基础、上部为直立弧形连续墙的防波堤结构。属于港口和海岸工程领域中的建筑结构。
背景技术：
目前在港口和海岸工程中，软土地基上的防波堤结构以抛石斜坡堤为主，另外还有一些抛石基床组合结构。在深水区的软土地基上建造抛石斜坡堤或抛石基床组合堤时，结构断面大，施工期长，特别是在一些砂石料缺乏的地区，该类结构的工程造价也高。
“可移动轻型箱体基础挡土挡水隔波结构”(专利号01209390.4)和“可移动圆筒基础防波堤结构”(专利号02253146.7)提出了两种适用于软土地基上的新型防波堤结构，其具有上部挡浪结构形式多样化、水上施工量小、安装简便、施工期短的特点。前者的箱型基础结构的受力状态不如圆筒型基础好，后者是前者的改进结构形式。后者是一种较合理的防波堤结构形式，但在结构的材料组成、上部挡浪结构的形式方面还需要优化和改进。如如果结构完全采用混凝土材料建造时，则结构自重大，浮运所需水深大、浮稳性也差，不适用于浅水区域或施工受潮水的影响大，从而影响工期，另外混凝土圆筒体下沉安装时，筒壁会挤出大量的泥土进入筒内，使筒内泥面升高，从而使圆筒体的入泥深度减小，抗波浪能力减弱；如果完全采用钢材料建造时，结构的刚性差，变形量大，且上部位于海水中的结构部分还需要做防腐蚀和防锈蚀处理，后期维护工作量大；此外上部挡浪结构在形式上还可以改进，使得作用于其上的波浪荷载尽可能地小。
本专利提出了一种改进的箱筒型基础防波堤结构。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种改进的箱筒型基础防波堤结构，即可移动钢混箱筒型基础直立弧形连续墙防波堤结构，以便结构的适应性和抗波浪能力更强、结构断面更优。
为达到上述目的，本实用新型是通过下述技术方案加以实现的可移动钢混箱筒型基础直立墙防波堤结构，由插入到海床土中的箱筒型基础和坐落其上与其连接成整体的上部挡浪墙构成，所述的箱筒型基础，包括四个由等直径、等高度、无底的、筒壁内侧或外侧设置垂直于筒壁的竖向肋板的钢制圆筒体，通过设在圆筒体两两之间的连接板连接构成的矩形体，在该四圆筒矩形体上端面铺设的整块混凝土材料圆角矩形盖板，在每个圆筒体和四个圆筒体与圆筒体之间的连接板围成的中间腔体的顶部盖板上开设的可开关的通孔，在这样的箱筒型基础的上部连接的挡浪墙，其特征在于，挡浪墙是由至少二段等直径、等弧长的直立圆弧形混凝土材料墙段连接成连续的“S”型墙体。
上述的直立圆弧形混凝土材料墙段的直径为4～40m，每一弧段对应的圆心角为30～180°，墙壁厚度为0.2～1.0m，高度为4～15m。
上述的四个圆筒体，每个圆筒体的直径为6m至16m，高度为4m至15m，相邻两个圆筒体之间的排列间距为1.0～8.0m。
上述圆筒体筒壁内侧或外侧设置的竖向肋板，其沿圆筒圆周方向的间距为1.0～3.0m，沿垂直于筒壁方向的宽度为0.2～1.0m，高度与圆筒体的高度相同。
本实用新型的优越性在于适用于软土海床地基，结构可以在陆地上整体预制，在水上可以气浮运输，现场安装方便，建造速度快，重复利用性好，结构受力合理，作用于结构上的总波浪荷载较小，对水深的适应性强，安装入土深度大，抗波浪能力强，工程费用相对较低。
以下结合附图对本实用新型加以说明。
图1为本实用新型的断面结构示意图。
图2为
图1的俯视图。
图3为
图1的仰视图。
图中1为箱筒型基础的圆筒体，2为筒壁上的竖向肋板，3为筒顶盖板，4为上部直立圆弧形挡浪墙，5为筒顶盖板上的通孔，6为圆筒体间的连接板。
具体实施方式
本实用新型一个实施例如下如
图1、图2和图3所示的可移动钢混箱筒型基础直立弧形连续墙防波堤结构，由插入到海床土中的箱筒型基础和坐落其上与其连接成整体的由直立圆弧形墙段4连接成连续的“S”型挡浪墙构成，箱筒型基础由四个无底的圆筒体1呈矩形排列、通过圆筒体侧面之间的连接板6和圆筒体顶部的整块顶盖板3连接而成，在四个圆筒体的顶盖板上和四个圆筒体与连接板围成的中间区域的顶盖板上均开设有可开关的通孔5，在圆筒体的外侧设有与筒壁垂直的竖向肋板2。
四个圆筒体均为直径10.5m，高8m，壁厚12mm的钢圆筒，竖向肋板沿圆筒体圆周方向的间距为2.0m，沿垂直于筒壁方向的宽度为0.4m。相邻两个圆筒体的筒壁间距1.5m，相邻两个圆筒体用两块连接板连接，连接板与圆筒体高度相同。边长22.5m的正方形圆角混凝土顶盖板厚0.50m。顶盖板上3个外径7.5m、壁厚0.3m、高7m的直立半圆弧形混凝土墙呈连续“S”型连接成挡浪墙，挡浪墙与箱筒型基础的顶盖板通过现浇混凝土刚性连接。多个这样的结构纵向排成一排就构成了一条防波堤，这样尺度的结构建成的防波堤适用于软土地基上具有5～6m水深的情况。当水深增大时，适当地增大圆筒体的直径和高度，以及上部半圆弧形挡浪墙的直径，就可满足要求。
本实用新型在陆地上预制好后，将其移于水中，向倒扣放置的圆筒体中充气，将结构气浮漂运到安装现场，定位后抽出圆筒体中的气体，使圆筒体底部着于泥面，然后通过通孔抽出圆筒体中的气体和水，利用真空压力和筒内外水压力差将圆筒体插入到土中至筒顶盖板的下侧着于泥面，最后封好通孔，一个结构件安装完毕。多个结构件安装后，相邻结构件之间做连接处理，就够成了一条防波堤。如果需将结构从土中拔出移走，则可打开圆筒体盖板上的通孔，向圆筒体内注入高压水，将圆筒体从土中顶出，然后再利用充气浮运方法移运。
本实施例中的单个结构体系重约9000kN，入水2.3m时结构就可以气浮拖运，安装时筒壁挤出的泥土使筒内泥面升高约0.05m，即圆筒体可插入到海床土中7.95m，而对应的全混凝土结构重约16000kN，入水4.0m时结构才可以气浮拖运，安装时筒壁挤出的泥土使筒内泥面升高约0.95m，即圆筒体可插入到海床土中7.05m，由于入土深度减少，结构的抗波浪能力将降低。
由于波浪荷载在时空上有相位差，其作用过程近似于正弦(或余弦)曲线过程，因此上部挡浪墙呈“S”型时，作用于挡浪墙上的波浪力在防波堤轴线的各位置处不会同时达到最大值，这样，同时作用于一组结构上的总波浪荷载就降低了。当连续的“S”型挡浪墙的圆弧半径大于1/4作用波浪的波长，小于1/2波长时，理论上总波浪荷载可降低50％以上，效果是非常明显的。波浪荷载减小后，防波堤断面结构尺度就可以小一些，从而节省工程造价。
可见，该改进的可移动钢混箱筒型基础直立弧形连续墙防波堤结构不仅具有适用于软土海床地基，结构可以在陆地上整体预制，在水上可以气浮运输，现场安装方便，建造速度快，重复利用性好，结构受力合理的特点，而且还具有作用于结构上的总波浪荷载较小，对水深的适应性强，安装入土深度大，抗波浪能力强的优越性。
权利要求1.一种可移动钢混箱筒型基础直立弧形连续墙防波堤结构，由插入到海床土中的箱筒型基础和坐落其上与其连接成整体的上部挡浪墙构成，所述的箱筒型基础，包括由四个等直径、等高度、无底的、筒壁内侧或外侧设置垂直于筒壁的竖向肋板的钢制圆筒体，通过设在圆筒体两两之间的连接板连接构成的矩形体，在该四圆筒矩形体上端面铺设的整块混凝土材料圆角矩形盖板，在每个圆筒体和四个圆筒体与圆筒体之间的连接板围成的中间腔体的顶部盖板上开设的可开关的通孔，在这样的箱筒型基础的上部连接的挡浪墙，其特征在于，挡浪墙是由至少二段等直径、等弧长的直立圆弧形混凝土材料墙段连接成连续的“S”型墙体。
2.按照权利要求1所述的可移动钢混箱筒型基础直立弧形连续墙防波堤结构，其特征在于所述的直立圆弧形混凝土材料墙段的直径为4～40m，每一弧段对应的圆心角为30～180°，墙壁厚度为0.2～1.0m，高度为4～15m。
3.按照权利要求1所述的可移动钢混箱筒型基础直立弧形连续墙防波堤结构，其特征在于所述的四个圆筒体，每个圆筒体的直径为6m至16m，高度为4m至15m，相邻两个圆筒体之间的排列间距为1.0～8.0m。
4.按照权利要求1所述的可移动钢混箱筒型基础直立弧形连续墙防波堤结构，其特征在于所述的圆筒体筒壁内侧或外侧设置的竖向肋板，其沿圆筒体圆周方向的间距为1.0～3.0m，沿垂直于筒壁方向的宽度为0.2～1.0m，高度与圆筒体的高度相同。
专利摘要本实用新型公开了一种可移动钢混箱筒型基础直立弧形连续墙防波堤结构，其由插入到海床土中的箱筒型基础和坐落其上与其连接成整体的上部挡浪墙构成；箱筒型基础包括由四个等直径、等高度、无底的、筒壁内侧或外侧设置竖向肋板的钢制圆筒体，通过设在圆筒体两两之间的连接板连接构成的矩形体；在该四圆筒矩形体上端面铺设的整块混凝土材料盖板；在每个圆筒体和四个圆筒体围成的中间腔体的顶部盖板上开设的可开关的通孔；挡浪墙是由至少二段等直径、等弧长的直立圆弧形混凝土材料墙段连接成连续的“S”型墙体。本实用新型适用于软土海床地基，结构水上施工量小、安装简便、对水深的适应性和抗波浪能力强，工程费用相对较低。
文档编号E02B3/06GK2714623SQ20042002946
公开日2005年8月3日 申请日期2004年8月5日 优先权日2004年8月5日
发明者李伟 申请人:天津港务局