專利名稱：一種四腳架墩式結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種四腳架墩式結(jié)構(gòu)，尤其是適用于特定條件的墩式碼頭靠船 墩、系纜墩和棧橋墩等水上的墩式結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
許多油氣化工碼頭采用墩式布置，靠船墩和系纜墩是主要承受水平力的結(jié)構(gòu)?？?船墩、系纜墩和棧橋墩最常用的結(jié)構(gòu)形式是沉箱墩式結(jié)構(gòu)和高樁墩式結(jié)構(gòu)。在一般情況下， 采用打入樁墩式結(jié)構(gòu)是比較經(jīng)濟的，采用沉箱墩式因為結(jié)構(gòu)比較大，造價相對較高。隨著港口建設(shè)的發(fā)展，靠船墩、系纜墩和棧橋墩面臨復(fù)雜的地基、水深和波浪等情 況，普通高樁墩式結(jié)構(gòu)或沉箱墩式結(jié)構(gòu)，需要根據(jù)工程特點進行創(chuàng)新。比如某些地方在比較大的水深下的表層土層是軟土，軟土下就是堅硬的巖基的情 況，普通樁基結(jié)構(gòu)因為需要嵌巖費用高，沉箱墩式結(jié)構(gòu)太大，費用也高。這種情況，就適宜采 用四腳架結(jié)構(gòu)直接埋設(shè)在換填的地基上，形成靠船墩、系纜墩或棧橋墩。具體結(jié)構(gòu)就是先開 挖基礎(chǔ)軟土，拋填碎石或塊石形成基床，必要時可以夯實，然后，采用四腳架結(jié)構(gòu)安裝在基 床上，四腳架支腿設(shè)置一塊底板，在底板上回填砂或塊石壓載，由此形成穩(wěn)定的四腳架結(jié)構(gòu) 抵抗水平和垂直荷載。又如有些地基基巖裸露，上述四腳架結(jié)構(gòu)經(jīng)過改變其錨碇系統(tǒng)，也有其適應(yīng)性。具 體來說，一種情況就是可以在樁內(nèi)打錨桿錨固，提供抗拔力，抗壓由基礎(chǔ)板承擔，錨桿施工 比嵌巖施工方便，費用節(jié)省。另一種情況可以在樁內(nèi)嵌巖，樁內(nèi)嵌巖可以采用沖擊成孔法，也可以采用回旋鉆 成孔法，斜樁嵌巖施工在國內(nèi)已經(jīng)比較成熟，設(shè)備容易解決。還有一種情況可以將錨碇底板替換為小沉箱基礎(chǔ)，將填料直接填在小沉箱內(nèi)，形 成抗拔力，這種方法能比較快形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，施工期防臺的風險小。這些處理方式各有其適 應(yīng)性和優(yōu)缺點。四腳架結(jié)構(gòu)可以根據(jù)項目需要進行擴大設(shè)計，支腿數(shù)量可以根據(jù)需要增加，實現(xiàn) 一個多支腿的結(jié)構(gòu)是成熟技術(shù)。四腳架結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)輕型，穩(wěn)定性良好，抵抗能力強，形成墩臺比較大等優(yōu)點。四 腳架的板式基礎(chǔ)或沉箱基礎(chǔ)，必要時可以在安裝后進行灌漿處理滿足結(jié)構(gòu)受力等要求。目前，水運工程起重安裝、制造和預(yù)制、開挖回填、樁內(nèi)嵌巖或打設(shè)錨桿等方面的 能力為結(jié)構(gòu)創(chuàng)新提供有利條件。我們之前提出“一種三腳架墩式結(jié)構(gòu)”實用新型專利申請，考慮四腳架墩式結(jié)構(gòu)有 其優(yōu)點和適應(yīng)性，故提出實用新型專利申請。發(fā)明內(nèi)容為適應(yīng)地基基巖出露，或者表層淺層軟土下即為堅硬土層，或者其他特定條件，減 少或避免樁基結(jié)構(gòu)嵌巖，避免采用沉箱重力式等大型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)靠船墩、系纜墩和棧橋墩等 墩式結(jié)構(gòu)在特定條件下的優(yōu)化和創(chuàng)新，本發(fā)明提供一種四腳架墩式結(jié)構(gòu)。本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用由鋼管或鋼結(jié)構(gòu)焊接形成的四腳架結(jié)構(gòu)作為墩式結(jié)構(gòu)的主體，四腳架結(jié)構(gòu)由4條傾斜的支腿、四腳架底座、聯(lián)系桿、頂 部聯(lián)接結(jié)構(gòu)組成，安裝于水上工程，并根據(jù)地基和項目特點采用不同方式將四腳架的支腿 錨固在地基上，從而實現(xiàn)四腳架抵抗水平荷載和垂直荷載滿足穩(wěn)定性要求，在四腳架頂部 設(shè)置墩臺，滿足生產(chǎn)、操作和設(shè)備布置等要求。四腳架的4條支腿在平面的分布，對于系纜墩和棧橋墩，可以采用均等分布，2條 支腿之間的平面夾角90°，也可以根據(jù)外力在不同方向的大小等情況，選擇不同的平面夾 角。對于靠船墩，一般沿著碼頭前沿線布置2條支腿，在垂直碼頭前沿線方向布置2條支腿。 碼頭前沿線方向上的2條支腿的斜度可以比垂直碼頭前沿線的支腿陡一些。為了提高抗 力并與船舶離開足夠空間，在保障結(jié)構(gòu)施工期的穩(wěn)定的前提下，可以將平行碼頭前沿線的2 條支腿向碼頭內(nèi)側(cè)偏移，使其支腿基礎(chǔ)遠離碼頭前沿線。四腳架支腿在地基上的錨固方式有4種，敘述如下。支腿錨固方式一在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上承擔支腿壓 力，并在基礎(chǔ)梁板上回填料壓載，由填料的自重力提供抗拔作用，從而將支腿錨固，必要時 基床可以進行預(yù)壓或灌漿處理。這種形式適應(yīng)地基表層由軟土需要開挖、軟土下土層堅硬、 當?shù)靥盍县S富等情況。支腿錨固方式二在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上承擔支腿壓 力，并在支腿內(nèi)打設(shè)錨桿抵抗上拔力，將錨桿錨固在支腿和地基內(nèi)，由此實現(xiàn)支腿錨固，必 要時基床可以在打設(shè)錨桿前進行預(yù)壓或灌漿處理。這種情況，適應(yīng)基巖比較淺的情況。支腿錨固方式三直接在支腿內(nèi)進行嵌巖，采用嵌巖灌注樁直接將支腿錨固在地 基上，承擔壓力、拉力和彎矩，從而實現(xiàn)支腿錨固。這種形式，對地質(zhì)條件的適應(yīng)性比較好， 結(jié)構(gòu)沉降和位移小。支腿錨固方式四在支腿底部設(shè)置小沉箱，小沉箱支撐于基床上承擔支腿壓力，在 小沉箱內(nèi)回填填料，由填料的自重力提供抗拔作用，從而將支腿錨固，必要時基床可以進行 預(yù)壓或灌漿處理。這種方式適應(yīng)堅硬土層埋藏比較淺等情況。本實用新型的有益效果，在適用的條件下，四腳架結(jié)構(gòu)抗力性能好，結(jié)構(gòu)輕型，材 料用量少，具有節(jié)約材料、節(jié)省工程費用等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是四腳架墩式結(jié)構(gòu)典型立面示意圖(錨固方式一)；圖2是四腳架墩式結(jié)構(gòu)典型平面示意圖(錨固方式一)；圖3是四腳架墩式結(jié)構(gòu)典型聯(lián)系桿平面示意圖(錨固方式一)；圖4是四腳架墩式結(jié)構(gòu)靠船墩立面示意圖(錨固方式一)；圖5是四腳架墩式結(jié)構(gòu)靠船墩平面示意圖(錨固方式一)；圖6是四腳架墩式結(jié)構(gòu)靠船墩聯(lián)系桿平面示意圖(錨固方式一)；圖7是支腿錨固方式一斷面圖；圖8是支腿錨固方式一平面示意圖；圖9是四腳架頂部連接結(jié)構(gòu)立面示意圖；
圖10是四腳架頂部連接結(jié)構(gòu)平面示意4[0034]
圖11是四腳架墩式結(jié)構(gòu)典型立面示意圖(錨固方式二 )；
圖12是支腿錨固方式二斷面圖；
圖13是四腳架墩式結(jié)構(gòu)典型立面示意圖(錨固方式三)；
圖14是支腿錨固方式三斷面圖；
圖15是四腳架墩式結(jié)構(gòu)典型立面示意圖(錨固方式四)；
圖16是支腿錨固方式四斷面圖。圖中1.三角架主體，2.支腿底座，3.地基基礎(chǔ)，4.支腿，5.聯(lián)系桿，6.頂部連接 結(jié)構(gòu)，7.過渡桿，8.斜桿，9.主梁，10.底板，11.墩臺，12.基床，13.填料，14.開挖線，15.泥 面線，16.護底結(jié)構(gòu)，17.碼頭前沿線，18.三腳架結(jié)構(gòu)，19.錨桿，20.嵌巖樁，21.小沉箱， 22.密封圈。
具體實施方式
圖1、圖2和圖3表示四腳架墩式典型結(jié)構(gòu)情況(錨固方式一)。四腳架墩式結(jié)構(gòu) 由四腳架主體(1)、四腳架底座(2)、地基基礎(chǔ)(3)、墩臺(11)組成。四腳架主體(1)由支腿 (4)、聯(lián)系桿(5)、頂部連接結(jié)構(gòu)(6)組成，4條支腿在平面的分布基本均勻。四腳架底座(2) 由過渡桿(7)、斜桿(8)、主梁(9)、底板(10)組成。地基基礎(chǔ)(3)由基床(12)、填料(13)、 護底結(jié)構(gòu)(16)組成。主要施工順序是采用鋼管或鋼管混凝土制作支腿(4)、聯(lián)系桿(5)、頂 部連接結(jié)構(gòu)(6)，并通過焊接形成四腳架主體(1)。采用鋼管、鋼板或型鋼制作過渡桿(7)、 斜桿(8)、主梁(9)、底板(10)，并焊接形成四腳架底座(2)，接著與四腳架主體(1)焊接形 成四腳架結(jié)構(gòu)(18)，可以吊運到現(xiàn)場安裝。開挖基槽后，回填塊石、碎石或砂經(jīng)過整平后形 成基床(12)，必要時可以對基床(12)進行密實處理，比如打夯或灌漿處理。采用起重船安 裝四腳架結(jié)構(gòu)(18)后，拋填填料(13)，設(shè)置護底結(jié)構(gòu)(16)，澆注墩臺(11)就完成了四腳架 墩式典型結(jié)構(gòu)(錨固方式一)的實施。圖4、圖5和圖6表示四腳架墩式靠船墩情況(錨固方式一)，總體與
圖1和圖2相 同，不同之處在于支腿的布置。在碼頭前沿線(17)方向上布置2條支腿(4)，2條支腿(4) 的四腳架底座(2)向碼頭內(nèi)側(cè)偏移，使支腿(4)和四腳架底座(2)遠離碼頭前沿線(17)。 另外2條支腿(4)布置在大致垂直碼頭前沿線(17)的方向上。上述四腳架墩式典型結(jié)構(gòu) 和四腳架墩式靠船墩在其他錨固方式上的差別與錨固方式一的差別基本相似，故其他錨固 方式的圖僅僅繪制四腳架墩式典型結(jié)構(gòu)的立面圖，四腳架靠船墩結(jié)構(gòu)的圖略去。圖8表示支腿錨固方式一的四腳架底座(2)平面情況，每條支腿⑷有4根斜桿 (8)，斜桿(8) —端與主梁(9)焊接，另一端與支腿(4)焊接。主梁(9)縱橫布置并焊接，其 下布置底板(10)并與主梁(9)焊接。圖9和
圖10表示四腳架主體⑴的頂部連接結(jié)構(gòu)(6)情況，每2根支腿⑷之間， 設(shè)置上層和下層的平行桿件各1根，并布置1根斜向桿件，形成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
圖11表示四腳架墩式典型結(jié)構(gòu)情況(錨固方式二)，結(jié)構(gòu)情況與錨固方式一基本 相同，不同之處在于錨固結(jié)構(gòu)。錨固方式二的支腿(4)直接深入到底板(10)并與之焊接， 支腿⑷內(nèi)部空腔對應(yīng)處的底板(10)切除，便于在支腿⑷內(nèi)部打設(shè)錨桿(19)。四腳架結(jié) 構(gòu)(18)吊運到現(xiàn)場安裝后，進行必要的基礎(chǔ)處理，例如對基床(12)進行灌漿或預(yù)壓，就可 以進行錨桿(19)施工，澆注墩臺(11)就實現(xiàn)四腳架墩式結(jié)構(gòu)的實施。
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圖13表示四腳架墩式典型結(jié)構(gòu)情況(錨固方式三)。四腳架主體⑴和四腳架結(jié) 構(gòu)(18)都是由支腿(4)、聯(lián)系桿(5)、頂部連接結(jié)構(gòu)(6)組成，可以吊運到現(xiàn)場安裝，然后在 支腿(4)內(nèi)進行嵌巖樁(20)施工，澆注墩臺(11)就實現(xiàn)四腳架墩式結(jié)構(gòu)的實施。
圖15表示四腳架墩式典型結(jié)構(gòu)情況(錨固方式四)。結(jié)構(gòu)情況與錨固方式一基本 相同，不同之處在于錨固結(jié)構(gòu)。聯(lián)系桿(5)在穿過小沉箱(21)處設(shè)置密封圈(22)，防止漏 料。小沉箱(21)由主梁焊接形成骨架，骨架四周外側(cè)面和底面焊接底板(10)。四腳架結(jié)構(gòu) (18)形成并吊運到現(xiàn)場安裝后，在小沉箱(21)內(nèi)回填填料(13)，澆注墩臺(11)就實現(xiàn)四 腳架墩式結(jié)構(gòu)的實施。
權(quán)利要求一種四腳架墩式結(jié)構(gòu)，以四腳架結(jié)構(gòu)作為墩式結(jié)構(gòu)的主體，其特征在于四腳架結(jié)構(gòu)由4條傾斜的支腿、四腳架底座、聯(lián)系桿、頂部聯(lián)接結(jié)構(gòu)組成，采用鋼管或鋼結(jié)構(gòu)焊接形成，安裝于水上工程，將四腳架的支腿錨固在地基上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四腳架墩式結(jié)構(gòu)，四腳架支腿在地基上的錨固方式有4種， 其特征在于支腿錨固方式一，在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上承擔支腿 壓力，并在基礎(chǔ)梁板上回填料壓載，從而將支腿錨固；支腿錨固方式二，在支腿底部設(shè)置基 礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上承擔支腿壓力，并在支腿內(nèi)打設(shè)錨桿抵抗上拔力，將錨桿錨 固在支腿和地基內(nèi)；支腿錨固方式三，直接在支腿內(nèi)進行嵌巖，采用嵌巖灌注樁直接將支腿 錨固在地基上；支腿錨固方式四，在支腿底部設(shè)置小沉箱，小沉箱支撐于基床上承擔支腿壓 力，在小沉箱內(nèi)回填填料。
專利摘要一種四腳架墩式結(jié)構(gòu)，用于水上工程，以四腳架結(jié)構(gòu)作為墩式結(jié)構(gòu)的主體。四腳架結(jié)構(gòu)由4條傾斜的支腿、四腳架底座、聯(lián)系桿、頂部聯(lián)接結(jié)構(gòu)組成，采用鋼管或鋼結(jié)構(gòu)焊接形成，安裝于水上工程，將四腳架的支腿錨固在地基上，實現(xiàn)墩臺功能。四腳架支腿在地基上的錨固方式有4種方式一，在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上，并在基礎(chǔ)梁板上回填料壓載，從而將支腿錨固；方式二，在支腿底部設(shè)置基礎(chǔ)梁板，基礎(chǔ)梁板支撐于基床上，并在支腿內(nèi)打設(shè)錨桿抵抗上拔力，將錨桿錨固在支腿和地基內(nèi)；方式三，直接在支腿內(nèi)進行嵌巖，采用嵌巖灌注樁直接將支腿錨固在地基上；方式四，在支腿底部設(shè)置小沉箱，小沉箱支撐于基床上，在小沉箱內(nèi)回填填料。
文檔編號E01D19/02GK201738286SQ201020133570
公開日2011年2月9日 申請日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者沈任重, 沈迪州 申請人:沈迪州;沈任重