一种降低基床应力的装配式定向防船撞墩结构的制作方法

1.本实用新型属于海上工程建设技术领域，尤其涉及一种降低基床应力的装配式定向防船撞墩结构。


背景技术：

2.滨海或近海的大型海上基础设施建设完成后，通常面临来自于海面上船舶的撞击风险。对于地基承载力较低的地区，传统的直立墩式结构为满足自身稳定性要求及地基承载力的要求，通常将结构平面尺寸做大，自重随之增大，该结构导致其迎浪面积大，作用于沉箱上的波浪力大，导致其抗倾覆能力小，不适应水深、浪大、上部工艺使用荷载较大的恶劣情况；同时，上部胸墙采用现浇混凝土结构，对于海上作业机械的种类以及起重量要求高。


技术实现要素：

3.本实用新型针对上述技术问题，提出一种降低基床应力的装配式定向防船撞墩结构，该定向防船撞墩结构结构简单，使用方便，能适应水深、浪大等恶劣情况，且其通过阶梯式沉箱的防船撞墩设计，减少了达到同样防撞效果的墩体自重，减少了基床和地基所需应力，大幅提高了同等重量沉箱的抗倾力矩；同时降低了在浪溅区的受力面积，减少了其所受波浪力，极大地提高了防船撞能力。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
5.提供一种降低基床应力的装配式定向防船撞墩结构，其包括阶梯式沉箱和胸墙；所述阶梯式沉箱包括由外墙、中间隔墙和底板包围形成的若干个沉箱仓格，所述沉箱仓格的高度沿水平方向呈阶梯式变化，所述沉箱仓格包括高仓格和低仓格，所述胸墙安装于所述高仓格的顶端，所述低仓格设置于所述高仓格的两个相邻侧面，所有所述低仓格半围绕于所述高仓格；所述胸墙的相邻两侧面均设置有拉环，所述拉环与所述低仓格对应设置。
6.本技术方案通过阶梯式的沉箱仓格布置，大幅提高了同等重量沉箱的抗倾力矩，减少了防船撞墩结构所受的波浪力，对基床应力和地基承载力的要求比普通墩式结构低，达到经济、高效的防船撞的目的；同时本技术方案中阶梯式沉箱和胸墙均为陆上预制且水上装配式安装，减少了水上施工的机械的种类和起重量要求。
7.本技术其他一些实施例中，所述高仓格的中间隔墙高度低于所述高仓格的外墙高度，所述低仓格的顶高不高于所述墩结构所在海域的极端低水位；该结构使得胸墙安装于高仓格的顶端时不受中间隔墙的影响，便于胸墙的安装。
8.本技术其他一些实施例中，所述高仓格的中间隔墙与其外墙之间的高度差为h，所述胸墙的底部在h范围内的断面四周向内收缩；该结构使得胸墙与阶梯式沉箱的装配更加方便。
9.本技术其他一些实施例中，所述h为1～2m，所述胸墙的底部的单侧向内收缩的尺寸为m n，其中，m为高仓格的外墙壁厚尺寸，n为10～20mm。
10.本技术其他一些实施例中，所述拉环上设置有拦截索，所述拦截索的另一端连接于另一所述墩结构的一拉环或者其他固定结构。
11.本技术方案中，两拉环之间形成被防护区域，拦截索通过拉环与另一所述墩结构的拉环或其他固定结构连接，以此形成整体防船撞系统，当水上船舶与拦截索或防船撞墩结构相撞时，拦截索对防船撞墩结构产生沿拦截索方向的水平拉力。
12.本技术其他一些实施例中，所述胸墙的顶部设置有用以起吊安装的吊环，以便对胸墙进行吊装。
13.本技术其他一些实施例中，所述拉环和所述吊环的平面形状为类矩形或圆形。
14.本技术其他一些实施例中，所述沉箱仓格内回填有压载料。
15.本技术其他一些实施例中，所述阶梯式沉箱放置于海中被防护范围的转角处，且所述底板设置在基床上。
16.本技术其他一些实施例中，所述胸墙的顶部的中心位置安装有警示灯桩，对海面上船舶其警示作用。
17.本技术其他一些实施例中，所述阶梯式沉箱的材质为钢筋混凝土材料。
18.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：
19.1、本实用新型提供的一种降低基床应力的装配式定向防船撞墩结构，其采用阶梯式沉箱仓格布置，大幅提高了同等重量沉箱的抗倾力矩，减少了防船撞墩结构所受的波浪力，对基床应力和地基承载力的要求比普通墩式结构低，达到经济、高效的防船撞的目的；
20.2、本实用新型提供的一种降低基床应力的装配式定向防船撞墩结构采用水上装配式安装施工方式，以阶梯式沉箱和胸墙作为主体结构的墩结构均为陆上预制，不需要水上浇筑混凝土，减少了水上安装的设备种类，同时也降低了水上安装起重机械的最小起重重量，达到了经济、环保的目的。
21.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例防船撞墩结构的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例防船撞墩结构的俯视图；
24.图3为本实用新型实施例防船撞墩结构的爆炸图。
25.以上各图中：防船撞墩结构100；阶梯式沉箱1；外墙11；中间隔墙12；底板13；高仓格14；低仓格15；胸墙2；拉环21；吊环22；压载料3；拦截索4；警示灯桩5；基床6；海面7；撞击区域8；被防护区域9。
具体实施方式
26.下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化
描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
29.为了更好地理解上述技术方案，下面结合附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
30.参考图1～图3，在本实用新型一种降低基床应力的装配式定向防船撞墩结构100的一个示意性实施例中，该防船撞墩结构100为应用于水下基础持力层埋深较浅或基床持力层承载力较低，且受海面7上船舶撞击力较大的水中结构防护装置，其包括阶梯式沉箱1和胸墙2。
31.具体地说，参考图1、图2，阶梯式沉箱1包括由外墙11、中间隔墙12和底板13包围形成的若干个沉箱仓格，沉箱仓格的高度沿水平方向呈阶梯式变化且其内部回填有压载料3，沉箱仓格包括高仓格14和低仓格15，胸墙2安装于高仓格14的顶端，低仓格15设置于高仓格14的两个相邻侧面，且所有低仓格 15半围绕于高仓格14；胸墙2的相邻两侧面均设置有拉环21，拉环21与低仓格15对应设置。
32.本实施例中，拉环21上设置有拦截索4，拦截索4的另一端连接于另一所述防船撞墩结构100的一拉环21上或者其他固定结构。进一步的，胸墙2的顶部设置有用以起吊安装的吊环22，胸墙2的顶部的中心位置安装有警示灯桩5，对海面7上船舶其警示作用。优选地，阶梯式沉箱1放置于海中被防护范围的转角处，其底板13设置在基床6上；吊环22优选设置有四个，且吊环22满足安全起吊胸墙2的要求；拉环21和吊环22的平面形状优选为类矩形或圆形。
33.更具体地说，上述实施例中，阶梯式沉箱1的材质为钢筋混凝土材料，其在沉箱预制场预制、流放，浮运至现场，灌水后下沉至基床6上，阶梯式沉箱1 内的各个沉箱仓格内在水上回填压载料3，回填压载料3的高度可应根据具体计算确定。
34.高仓格14顶端的胸墙2为预制混凝土胸墙，其在预制场预制，胸墙2的顶部设置吊装用的吊环22，通过方驳运至安装位置由船舶吊机装配式安装于高仓格14的顶端。胸墙2的两相邻侧面在被防护区域9方向设置拉环21，吊环22 与拉环21均于预制场与胸墙2同时制作，防船撞墩结构100的四周除被防护区域9外的其余区域为撞击区域8。
35.胸墙2安装完成后，在其上方安装有警示灯桩5，在侧方的拉环21上安装拦截索4，拦截索4与其他固定结构或其他防船撞墩结构100的拉环21相连，形成整体防撞系统。当水上船舶与拦截索4或防船撞墩结构100相撞时，拦截索4对防船撞墩结构100产生沿拦截索4方向的水平拉力。整个防船撞墩结构 100通过阶梯式沉箱1、回填的压载料3以及胸墙2的自重提供稳定重量。
36.上述实施例提供的防船撞墩结构100，通过阶梯式的沉箱仓格布置，大幅提高了同等重量沉箱的抗倾力矩，保证了沉箱的整体稳定性能的同时，减少了防船撞墩结构100上部所受的波浪力，降低了沉箱重量满足施工能量的限制，且其对基床6应力和地基承载力的要求比普通直立墩式结构低，达到经济、高效的防船撞的目的；同时本实施例中，阶梯式沉箱1和胸墙2均为陆上预制且水上装配式安装，减少了水上施工的机械的种类和起重量要求，降
低施工难度和成本。
37.进一步的，以阶梯式沉箱1为主体结构的防船撞墩结构100，通过减少沉箱上部的面积，降低沉箱结构自重，解决了施工能力与沉箱稳定性要求相冲突的问题。
38.继续参考图3，为了完成胸墙2的水上装配式安装，本实施例中，高仓格 14的中间隔墙12高度低于高仓格14的外墙11高度，且其高度差为h，胸墙2 的底部在h范围内的断面四周向内收缩，低仓格15的顶高不高于墩结构所在海域的极端低水位。该结构下的得胸墙2与阶梯式沉箱1装配更加方便，且胸墙2 装配式安装时，不受高仓格14的中间隔墙12的影响，降低了施工难度。本实施例中，h优选为1～2m，胸墙2的底部的单侧向内收缩的尺寸为m n，其中， m为高仓格14的外墙11壁厚尺寸，n优选为10～20mm。
39.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。