三角形沉箱制造技術

本發明專利技術屬于堤壩工程領域，涉及一種沉箱。技術方案三角形沉箱由側板、底板、兩端的封板整體連接成箱體結構并充填回填料形成，兩側側板之間按節點構造連接，橫斷面呈近似三角形，側板與底板的夾角不大于60°，整體呈近似三角形棱柱體，當堤前波浪較大時，側板與底板的夾角不大于45°，即側板坡度不陡于1∶1。技術效果是每延米鋼筋混凝土和回填料工程量要明顯小于現有技術沉箱，基底壓力小且均勻、整體穩定性好，大大提高對軟土地基的實用性，抗傾穩定性、抗滑穩定性好。本發明專利技術適用于堤壩工程領域整治建筑物、防波堤、防沙堤等堤壩工程。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于堤壩工程領域，涉及一種堤壩的堤身結構，特別是涉及一種沉箱結構。
技術介紹
沉箱屬于傳統堤壩結構型式，在防沙堤、防波堤、整治建筑物、護岸等堤壩工程中 應用廣泛，現有技術的沉箱結構類型有矩形沉箱、圓形沉箱(豎放圓桶狀)、削角胸墻沉箱、 梯形沉箱。其共同特點是屬于重力式結構，依靠沉箱自重和回填料重量抵御波浪、水壓力和 土壓力作用，維持結構整體穩定，承受波浪能力強，堤壩自重大，基底壓力大，對地基承載力 要求高，通常需要拋石基床，矩形沉箱典型斷面見圖1。現有技術的沉箱存在以下不足1、矩形沉箱、圓形沉箱在橫斷面方向均為直立式，頂部設置胸墻，見圖1、圖2。存 在以下不足1)墻前形成立波，波浪力加大，為維持結構整體穩定，需要很寬的寬度，每延 米鋼筋混凝土及回填料用量較大；2)當堤身高度較高時，平均基底壓力基本成線形增大， 在波浪作用下，基底壓力成梯形分布，局部基底壓力進一步加大，因而往往在軟土地基上無 法采用，在中等承載力地基上也需要較厚的拋石基床。2、削角胸墻沉箱在矩形沉箱的頂部設置削角胸墻形成。存在以下不足1)削角 胸墻的體積和工程量很大，經濟性不佳；2)僅利用削角胸墻減弱立波效應，波浪力仍然很 大，下部沉箱的波浪力仍為水平力，不利于抗傾抗滑穩定，削角胸墻上的波浪力的合力作用 線指向沉箱底板以外，波壓力的垂直分力對于抗傾而言仍是傾覆力矩，為維持穩定需要，仍 然需要較寬的沉箱寬度，每延米鋼筋混凝土及回填料用量較大；3)當堤身高度較高時，基 底壓力仍基本成線形增大，在軟土地基上無法采用，在中等承載力地基上也需要較厚的拋 石基床。3、梯形沉箱橫斷面為梯形，具有一定頂寬。存在以下不足1)較寬的沉箱寬度， 每延米鋼筋混凝土及回填料用量較大；2)基底壓力基本與堤身高度成線形關系，基底壓力 大，在軟土地基上無法采用，在中等承載力地基上也需要較厚的拋石基床。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種三角形沉箱，解決現有技術沉箱的不足。本專利技術三角形沉箱的技術方案是三角形沉箱由側板、底板、兩端的封板整體連接 成箱體結構并充填回填料形成，兩側側板之間按節點構造連接，不設頂板，橫斷面呈近似三 角形，側板與底板的夾角不大于60°，整體呈近似三角形棱柱體。當堤前波浪H1%接近于O. 6 O. 78倍水深(破碎波)，所述側板與底板的夾角大 于等于30。且小于等于45。。通過側板提高沉箱穩定性的機理由于波浪力作用的方向是與鋼筋混凝土側板垂 直，其垂直分力為對穩定有利的力。當側板與水平面的夾角小于45°時,其波浪力的合力作 用線始終指向沉箱底板以內，波浪力對沉箱抗傾穩定是有利的，波浪的垂直分力較大，波浪力對沉箱抗滑穩定的有利作用較大，見圖7 ;當側板與水平面的夾角45° 60°時，其波浪 力的合力作用線基本指向沉箱背浪側趾附近，波浪力對沉箱抗傾穩定的影響很小，波浪的 垂直分力減小，對沉箱抗滑的有利作用減小；當側板與水平面的夾角大于60°時，其波浪 力的合力作用線指向沉箱底板以外，波浪力對沉箱的抗傾穩定是不利的，波浪的垂直分力 很小，對沉箱抗滑的有利作用很小。側板與底板夾角的確定方法根據通過側板提高沉箱穩定性的機理，夾角主要根 據波浪和堤身高度的對比關系，經抗傾、抗滑穩定計算確定，一般當堤前波浪相對于堤高較 小時，側板與底板夾角可接近于60°，當堤前波浪相對于堤高較大、但H1%小于O. 6倍水深 時，側板與底板夾角宜接近于45°，當堤前波浪很大、H1%接近于O. 6 O. 78倍水深(破碎 波)時，側板與底板夾角宜不大于45°。三角形沉箱可以進一步在頂部設置水平截面為矩形或波浪形、矩形槽型、梯形槽 型的擋板，或設置豎向截面為反弧形、挑檐形的擋板。可以在側板和底板之間按現有技術的 做法設置高度不大于1/2沉箱高度的直墻。三角形沉箱的側板、底板、封板、擋板為鋼筋混凝土結構，中間的回填料采用淤泥、 淤泥質土、粉質粘土、粘土、粉土、粉砂、細沙、中沙、粗砂、碎石的一種或幾種混合。側板厚度及配筋主要根據波浪力作用計算確定，底板厚度及配筋主要根據使用期 波浪力、填土作用和施工期吊裝作用計算確定，封板厚度及配筋主要根據擋土作用和構造 需要確定。三角形沉箱一般采用整體預制、駁船裝載、吊機安裝。本專利技術的技術效果是1、基底壓力小且均勻、整體穩定性好1)三角形沉箱基底壓力分布寬度大，且封 板與側板、底板連接形成空間結構，自重作用下基底壓力很小且較為均勻，由于波浪力的合 力作用線指向沉箱底板中部附近，波浪作用下的基底壓力也很小且較為均勻，比現有技術 沉箱的基底壓力顯著減小，對于中等承載力的地基，可以減小甚至拋石基床，對于軟土地 基，設置一定厚度的拋石基床后就可適應；2)由于基底壓力很小且較為均勻，三角形沉箱 的整體穩定性也得到提聞。2、抗傾穩定性、抗滑穩定性好，因此，在同等波浪、水深、水壓力條件下，每延米鋼 筋混凝土和回填料工程量要明顯小于現有技術沉箱1)在波浪作用下，部分波浪水流沿傾 斜的側板越過堤頂，從而避免了立波效應，大大減小了作用在沉箱上的波浪力；2)當側板 與水平面的夾角小于45°時，其波浪力的合力作用線始終指向沉箱底板以內，波浪力對沉 箱抗傾穩定是有利的，波浪的垂直分力較大，波浪力對沉箱抗滑穩定的有利作用較大，見圖 8;當側板與水平面的夾角45° 60°時，其波浪力的合力作用線基本指向沉箱背浪側趾 附近，波浪力對沉箱抗傾穩定的影響很小，波浪的垂直分力減小，對沉箱抗滑的有利作用減 小。因此,三角形沉箱的抗傾穩定性、抗滑穩定性大大提高。本專利技術適用于堤壩工程領域導堤、順壩、丁壩、齒壩、魚骨壩、分流堤、潛堤等整治 建筑物、防波堤、防沙堤、護岸等堤壩工程。附圖說明圖1為現有技術矩形沉箱堤壩實例斷面2為現有技術矩形沉箱堤壩實例波壓力分布圖 圖3為本專利技術三角形沉箱斷面圖(C-C)圖4為本專利技術三角形沉箱立面圖(A向)圖5為本專利技術三角形沉箱側視圖(B向)圖6為本專利技術采用三角形沉箱的堤壩實例斷面圖 圖7為本專利技術采用三角形沉箱堤壩實例波壓力分布圖 圖8為本專利技術帶矩形擋板的三角形沉箱斷面圖 圖9為本專利技術帶矩形擋板的三角形沉箱平面圖 圖10為本專利技術帶波浪形擋板的三角形沉箱平面圖 圖11為本專利技術帶矩形槽型擋板的三角形沉箱平面圖 圖12為本專利技術帶梯形槽型擋板的三角形沉箱平面圖 圖13為本專利技術帶直墻的三角形沉箱斷面中1、側板，2、底板，3、封板，4、回填料，5、節點，6、擋板，7、基床，8、地基，9、護肩具體實施例方式下面結合附圖說明本專利技術的實施方式實施例一典型三角形沉箱某導堤長度1km，沿線灘面高程-4. 5m，設計低水位-1. 5m，平均水位O. 8m，波浪H1% =3m，堤頂高程lm，拋石基床7最小厚度O. 5m。當采用現有技術的矩形沉箱時，參見圖1、圖2，單件長度4m，堤頂高程為lm，堤頂 寬度7m，拋石基床7厚度O. 5m,側板I厚度O. 35m,底板2厚度O. 6m,兩端封板3厚度O. 2m， 中間回填料4采用細沙，回填至頂板底部，頂板10厚度O. 35m。單件混凝土用量為45m3，拋 石基床7和護肩塊石10的工程量61m3，中間回填料4工程量85m3，最大基底壓力為106kPa。當本專利技術三角形沉箱時，參見圖3、圖4、圖5、圖6、圖7，由側板1、底板本文檔來自技高網...

【技術保護點】
三角形沉箱，其特征在于：三角形沉箱由側板、底板、兩端的封板整體連接成箱體結構并充填回填料形成，兩側側板之間按節點構造連接，橫斷面呈近似三角形，側板與底板的夾角不大于60°，整體呈近似三角形棱柱體。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬興華，周海，陳喆，徐元，黃東海，顧勇，殷昕，李才志，
申請(專利權)人：中交上海航道勘察設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：