专利名称：新型曲面胸墙沉箱混合堤的制作方法
技术领域：
本发明属港口或航道建设工程中的一种防波堤结构，特别是涉及一种适用于一般
防波堤、护岸和深水、浪大条件的港口防护性建筑物结构的新型曲面胸墙沉箱混合堤。
背景技术：
防波堤是港口和海岸工程中重要的水工建筑物，其主要功能是抵御外海波浪，保 护港口水域设施及船舶安全停靠和作业。防波堤在所有港口设施中，无论从技术难度及造 价方面都占有重要地位。国内外的防波堤的结构型式一般有斜坡式防波堤、直立式防波堤 和混合式防波堤三种。①斜坡式防波堤， 一般由石块或各种形式的混凝土块体抛筑而成；也 有的是堤心抛石，面层护以重量较大的混凝土块体。斜坡式防波堤一般适用于水深较小、地 基较差和石料来源丰富的地方。如果用混凝土块体护面，也适用于水深较大、波浪较大的地 方。②直立式防波堤，用钢筋混凝土沉箱或混凝土方块砌筑而成。 一般适用于地基较好、水 深较大的地方。③混合式防波堤，下部为抛石结构，上部为直墙结构，是斜坡式和直立式相 结合的形式，适用于水深较大的情况，比较经济合理。 抛石斜坡堤是我国、北欧和北美等一些国家常用的型式。如我国沿海人工异形混 凝土块体护面的抛石堤最为常见。然而这种抛石斜坡堤结构在水深增大和波浪条件恶化 后，不仅其异形护面块体的稳定重量将变得很大，而且其断面尺度的增加也很大，约与水深 的平方成正比。因而耗材巨大，工程造价急剧增高。所以这种结构建于深水、浪大地区的工 程实例并不多见。建造适用于深水条件的直立堤和混合堤最多的是日本和意大利。直立堤 墙身多为正砌方块、空心方块或沉箱。当直立堤建于深水、浪大自然条件较为恶劣地区时， 方块墙身由于受其自身型式和施工等各种薄弱环节的制约，工程难以实施。因此，深水直立 堤的主导结构型式是钢筋混凝土沉箱结构或在沉箱结构基础上改进的各种异型和消浪箱 型结构。 近年来，随着港口和海岸工程建设的迅速发展，在浪大、水深、流急的外海水域建 造港工建筑物越来越普遍，因此，采用安全、经济的适用于深水、浪大环境的新型防波堤结 构型式成为一种趋势。
发明内容
为了适应在外海水深、浪大、施工条件差等不良环境条件下建造防波堤的趋势，本 发明的目的是提供一种适应性更强的曲面胸墙沉箱混合堤新结构，能有效抵御深水大浪的 袭击，减少墙前的反射，减少对周围环境的影响；有效地减少水上工作量，为外海施工创造 方便条件；同时具有良好的景观效果，又造价合理。 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种新型曲面胸墙沉箱混合堤， 该防波堤一侧为临海侧，另一侧为临港侧，其中该防波堤结构包括有抛石基床，在抛石基 床上固定有作为堤身主体的堤身沉箱，在堤身沉箱上部固定有弧形曲面胸墙，弧形曲面胸 墙为曲面空心或实心构件，弧形曲面胸墙的断面形状是由底板截面、立板截面及临海一侧
3的弧形曲面截面连接构成。 本发明的效果是该防波堤具有最佳的消浪效果、良好的结构受力状态，且具有良 好的景观效果，比一般的防波堤施工方便，造价合理，特别适用于深水、浪大的恶劣地区。
图1为本发明的前置式曲面胸墙沉箱混合堤断面图； 图2为本发明的后退式曲面胸墙沉箱混合堤断面图； 图3为本发明的下卧式曲面胸墙沉箱混合堤断面图； 图4为本发明的组合式曲面胸墙沉箱混合堤断面图。 图中 1.曲面胸2.堤身沉箱 3.抛石基床4.盖板 5.外边坡 6.内坡 7.消浪泄压孔8.排气孔 9.消能室
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明的新型曲面胸墙沉箱混合堤作进一步说明。
如图1、2、3、4所示，本发明的新型曲面胸墙沉箱混合堤，该防波堤一侧为临海侧， 另一侧为临港侧，该防波堤结构包括有抛石基床3，在抛石基床3上固定有作为堤身主体的 堤身沉箱2，在堤身沉箱2上部固定有弧形曲面胸墙l，弧形曲面胸墙1为曲面空心或实心 构件，弧形曲面胸墙1的断面形状是由底板截面、立板截面及临海一侧的弧形曲面截面连 接构成。 所述弧形曲面胸墙1的弧形曲面为向外凸形或向内凹形的曲面，在弧形曲面胸墙 1的弧形曲面上可开设有方形、条形、圆形消浪泄压孔7，也可以不开。所述弧形曲面胸墙1 的底面上开有排气孔8。 所述堤身沉箱2为矩形沉箱或台阶状异型沉箱，其内填充有填石，所述堤身沉箱2 的前舱设消能室9。所述弧形曲面胸墙1和堤身沉箱2可为分体件，也可为连体预制件。
所述抛石基床3为明基床或混合基床，抛石基床3两侧分别设有外边坡5、内坡6， 外边坡5和内坡6上分别设有人工块体护面。 根据弧形曲面胸墙1相对于沉箱的位置，本发明的曲面胸墙沉箱混合堤的断面形 式有前置式、后退式、下卧式和组合式四种。 如图1所示，前置式曲面胸墙沉箱混合堤是将上部为弧形曲面胸墙1置于堤顶海 侧和和盖板4，可与其边线取齐，下部为堤身的钢筋混凝土矩形堤身沉箱2。曲面空心构件 的弧形曲面胸墙1弧面上可开设方孔、圆孔、条孔等消浪泄压孔7，底板上需开排气孔8 ;矩 形的堤身沉箱2宜考虑前舱或部分前后舱设置消能室9，前后舱可用消浪泄压孔7连通。
如图2所示，后退式曲面胸墙沉箱混合堤是将上部弧形曲面胸墙1构件移向港侧 适当位置和盖板4，弧形曲面胸墙1构件和堤身沉箱2的要求和做法同前置式。该种形式的 消浪效果在同等条件下会更好。 如图3所示，下卧式曲面胸墙沉箱混合堤是将上部弧形曲面胸墙1构件下卧于堤 身台阶式异型堤身沉箱2的前舱顶面和盖板4，前舱可不设消能室，后舱可设消能室9。作 为消浪结构的弧形曲面胸墙1构件的底板标高，宜设在设计高水位以下0. 5 1. 0倍设计波高。上部的弧形曲面胸墙1构件可为外凸形曲面空心薄壁构件，也可为内凹形曲面实心 构件。上部的弧形曲面胸墙1构件若为实心构件，曲面上同样可开设方孔、圆孔、条孔等消 浪泄压孔7，在其后壁可开设排气孔8。上部的弧形曲面胸墙1构件和异型的堤身沉箱2可 分体预制，也可整体预制。 如图4所示，组合式曲面胸墙沉箱混合堤是将上部的弧形曲面胸墙1构件作为堤 身主体的一部分，堤身为矩形钢筋混凝土堤身沉箱2，该种形式也可作为护岸的岸壁景观结 构。 如图1所示，下面以前置式曲面胸墙沉箱混合堤为例，对本发明进行详细说明。
抛石基床3为明基床或混合基床，其外边坡5有人工块体护面，内边坡6为人工块 体或大块石护面；抛石基床3的厚度，对岩石地基不宜小于2m，对非岩石地基为5m左右；抛 石基床3的宽度，仍按墙身宽度加上外肩和内肩的宽度，分别按墙身计算宽度的0. 6和0. 4 倍的有关规定；内、外边坡也不变，内边坡的坡度为1 : 1.5，外边坡的坡度为1 : 2。
堤身沉箱2的重量为2000 6000t ;堤身沉箱2宽度由建筑物本身的稳定性和基 床顶面、地基承载能力确定；堤身沉箱2长度应根据施工设备的能力并适当考虑沉箱结构 的刚度，原则上可不受长与宽之比不大于3的限制，但也不能太长；堤身沉箱2高度，其标高 宜定在施工水位以上；堤身沉箱2前、后趾长度可适当加大至1. 5 3. 0m ;堤身沉箱2里面 舱格的尺寸也需适当加大至4 6m ;各墙壁厚，如外壁、内壁、侧壁、隔墙、底板也均比照原 来规定适当加厚。堤身沉箱2内部分填有石或砂。 上部结构的弧形曲面胸墙1空心薄壁构件，曲面朝向临海一侧，外形为弧形或四 分之一圆，曲面上可开设方形、圆形或长条形消浪泄压孔7，也可以不开孔；曲面厚度通过 受力计算确定，构造上不宜太薄；整个曲面上部构件(含底板)分段重量宜小于500t。弧 形曲面胸墙1空心薄壁构件和堤身沉箱2连为整体，也可以分别预制，施工时在现浇接头部 位连成整体。 该曲面胸墙沉箱混合堤堤身主体结构采用大型化矩形堤身沉箱结构，比较适应深 水、浪大的恶劣工况；具有直墙形墙身加外凸或内凹的弧形上部结构的"复合型"断面，不 仅具有最佳的消浪效果、良好的结构受力状态，而且颇具景观效果；堤身_大型沉箱和上部 弧形结构，施工水位以上都为预制构件，上下仅有少量的现浇接头，有效的减少了水上工作 量，为施工创造了方便条件。由此可见，本发明提出的"曲面胸墙沉箱混合堤"结构型式新 颖，有良好的景观效果；受力合理，施工方便，造价适中，是一种具有良好发展前景的深水防 波堤结构型式。
权利要求
一种新型曲面胸墙沉箱混合堤，该防波堤一侧为临海侧，另一侧为临港侧，其特征是该防波堤结构包括有抛石基床(3)，在抛石基床(3)上固定有作为堤身主体的堤身沉箱(2)，在堤身沉箱(2)上部固定有弧形曲面胸墙(1)，弧形曲面胸墙(1)为曲面空心或实心构件，弧形曲面胸墙(1)的断面形状是由底板截面、立板截面及临海一侧的弧形曲面截面连接构成。
2. 根据权利要求l所述的新型曲面胸墙沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墙(1)的弧形曲面为向外凸形或向内凹形的曲面。
3. 根据权利要求l所述的新型曲面胸墙沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墙(1)的弧形曲面上开设有方形、条形、圆形消浪泄压孔(7)。
4. 根据权利要求l所述的新型曲面胸墙沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墙(1) 的底面上开有排气孔(8)。
5. 根据权利要求1所述的新型曲面胸墙沉箱混合堤，其特征是所述堤身沉箱(2)为矩形沉箱或台阶状异型沉箱，其内填充有填石，所述堤身沉箱(2)的前舱设消能室(9)。
6. 根据权利要求l所述的新型曲面胸墙沉箱混合堤，其特征是所述抛石基床(3)为明基床或混合基床，抛石基床(3)两侧分别设有外边坡(5)、内坡(6)，外边坡(5)和内坡 (6)上分别设有人工块体护面。
7. 根据权利要求l所述的新型曲面胸墙沉箱混合堤，其特征是所述弧形曲面胸墙(1)和堤身沉箱(2)为连体或分体预制件。
全文摘要
本发明提供一种新型曲面胸墙沉箱混合堤，该防波堤一侧为临海侧，另一侧为临港侧，该防波堤结构包括有抛石基床，在抛石基床上固定有作为堤身主体的堤身沉箱，在堤身沉箱上部固定有弧形曲面胸墙，弧形曲面胸墙为曲面空心或实心构件，弧形曲面胸墙的断面形状是由底板截面、立板截面及临海一侧的弧形曲面截面连接构成。本发明的效果是该防波堤具有最佳的消浪效果、良好的结构受力状态，且具有良好的景观效果，比一般的防波堤施工方便，造价合理，特别适用于深水、浪大的恶劣地区。
文档编号E02B3/06GK101713181SQ200910228770
公开日2010年5月26日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者佟德胜, 刘德进, 吴进, 李元音, 李承钢, 王玉红, 王美茹, 舒宁, 谢世楞, 谢善文 申请人:中交第一航务工程勘察设计院有限公司