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沉箱码头

2020-04-09 21:00

采用沉箱作为主体结构的重力式码头或墩式码头。沉箱码头较方块码头整体性好,地基应力小,水上安装的工作量小,但用钢量较多,需要有预制设备和场地。沉箱码头是一种适用于水上工程量大,而要求工期短的码头型式。

沉箱型式

沉箱一般有矩形和圆形两种,矩形沉箱又分对称的和非对称的两种。矩形沉箱,特别是对称矩形沉箱,多用于岸壁式码头。它制作比较简单,浮游稳定性好,对不设抛石棱体的沉箱码头,接头处理较方便。由于非对称矩形沉箱制作和浮运工艺复杂,虽可节省一些混凝土,仍较少采用。圆形沉箱多用于墩式码头。圆形沉箱受力条件较好;对波浪反射、水流流态的影响较小;箱壁内只产生拉、压应力,不产生弯曲应力;由于不需要设内隔墙,所以可节省混凝土,减轻沉箱重量。圆形沉箱特别适宜于在风浪、水流较大地区的开敞式墩式码头,如中国大连港鲇鱼湾的油码头就是采用圆形沉箱。

为了适用于有波浪作用的无掩护海域,可采用开孔沉箱码头,开孔位置应在波能集中处,对直立墙一般设在设计水位附近,根据试验结果,开孔率一般可取30%左右,孔的型式可用矩形。

沉箱构造

①沉箱的外表尺寸。底宽由码头的稳定性和地基强度决定,并应符合浮运时的吃水、干舷高度和浮游稳定性的要求,如不能满足时应尽量从施工上采取措施。为了减少沉箱的宽度,可在底板的一侧或两侧加设悬臂(称为前后趾),为了不影响靠船和配筋不致太多,其悬臂长度不宜大于1.0m。沉箱的高度决定于码头前的水深和胸墙的底部高程。沉箱的长度应结合施工设备能力和码头沉降缝的间距确定。②沉箱设置纵横隔墙以增强沉箱的刚度、减少箱壁和底板的跨度,一般对称布置,其间距为3~5m。为了节省混凝土,减轻沉箱重量和降低重心,改善浮游稳定性,一般在隔墙的上部留孔洞,孔洞下缘至箱底的距离不宜小于1.5倍隔墙间距。③箱内填料一般采用砂和石料。④箱壁和底板的厚度由计算确定。考虑使用的耐久性和施工要求,箱壁厚度不宜小于25cm;底板厚度不宜小于箱壁厚度;隔墙厚度一般采用隔墙间距的1/25,同时不宜小于15cm。⑤墙与底板连接处是应力集中的地方,为防止开裂,应设折角为45°的加强角。图中所示为中国1959年修建的某一沉箱码头。

沉箱码头结构示意图

1—胸墙;2—抛石基床;3—回填砂;4—箱壁;5—箱底;6—纵隔墙;7—隔墙上部孔洞;8—横隔墙;9—前(后)趾;10—内加强角;11—侧壁

沉箱计算

①外壁。计算时考虑的外力有沉箱溜放或漂浮时的动水压力和静水压力;沉箱浮运时的静水压力和波压力;沉箱灌水沉放时的最大水压力;箱格内有抽干水要求时的静水压力;使用时期的箱内填料侧压力;对有冰冻或无掩护地区的港口,还应考虑冰压力或波压力。其计算图式在底板以上1.5L(L为内隔墙间距)区段,按三边固定、一边简支板计算;1.5L以上区段,多于两跨时,按两端固定的连续板计算。②底板。计算时考虑的外力有基床反力,底板自重,箱格内填料垂直压力,与外壁所受静水压力和波压力相应的浮托力。底板一般按四边固定板计算,悬臂部分按悬臂板计算。③沉箱的吃水、干舷高度和浮游稳定性计算。

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