[發明專利]一種內壁鋼板與超高性能混凝土組合的浮箱

有效

• 申請號: 201810087907.4
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108239916B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 劉高;張喜剛;李沖;劉天成;陳上有;程潛
• 申請（專利權）人: 中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: E01D15/14
• 分類號: E01D15/14;E01D19/00;E02D27/52
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種內壁鋼板與超高性能混凝土組合的浮箱，包括內壁鋼板、外層UHPC超高性能鋼筋混凝土板、縱向隔板和環向橫隔板。其中，浮箱外輪廓為長方體，內部通過縱向隔板和環向橫隔板分割為多個艙室，艙室內充滿干燥氣體。內壁鋼板與外層UHPC超高性能鋼筋混凝土板通過栓釘連接件進行有效連接。縱向隔板為鋼殼輕質混凝土組合結構或帶肋鋼板結構，環向橫隔板為鋼板結構。縱向隔板、環向橫隔板與內壁鋼板通過焊接連接，內壁鋼板作為浮箱外層UHPC超高性能鋼筋混凝土板澆筑的內模板，外層UHPC超高性能鋼筋混凝土板采用上下分層、縱向跳倉澆筑的施工方法。本發明提供了一種輕型、高強、耐久的新型浮箱，可用于浮橋結構及其它特殊要求的渡河結構。

技術領域

本發明屬于橋梁工程技術領域，尤其涉及一種內壁鋼板與超高性能混凝土組合的浮箱。

背景技術

隨著人類經濟活動的迅猛發展，島嶼及近海與近岸的利用越來越受到人們的關注。浮橋作為交通運輸線上的特殊橋梁，以浮橋跨越江河是出于經濟性或軍事方面的特殊需要而修建的。

目前，世界上最長的浮橋為2016年開通的華盛頓湖SR520浮橋，水深約70m，總長2350m，寬約39.6m，雙向6車道+2個人行道，設計使用壽命75年，共使用33個巨大的空氣箱。其它比較有代表性的浮橋為挪威于1992年架設的Bergsoyfjord浮橋，水深320m，總長931m，水平彎曲曲率半徑為1300m，共使用7個混凝土浮箱基礎，上部梁采用鋼管桁架結構。菲律賓國內島嶼眾多，規劃了多個跨海大橋項目，擬將北部的呂宋群島、中部的ISAYAS群島、南部的棉蘭老群島通過橋梁聯系起來，由于菲律賓海域最大水深達500m，浮橋是唯一經濟可行的方案。目前，我國的民用浮橋主要應用于跨河(湖)，其中以跨越黃河浮橋最多。黃河浮橋中，能通行重型車輛的浮橋以雙體承壓舟為主，該類型典型的方案為黃河吳王浮橋，浮橋長600米，雙向行車，最大載重量120噸。國內浮橋方案相對比較單一，對于有大型船舶通航要求的浮橋，尚無相關浮橋設計。根據相關研究，建造浮橋的成本約為建造固定橋梁、隧道或地道成本的50％。因此，浮橋在未來深水海域橋梁建設中具有廣闊的發展空間。

從目前國內外浮橋建設情況來看，浮橋長度均在2500m以內，多數為內海及河(湖)浮橋，尚無長距離外海浮橋的建設先例。外海浮橋建設與跨河(湖)相比，存在更多技術問題，如抵御臺風、海嘯等問題，以及如何解決超長浮橋的剛度問題等，并且現有安裝在海上的浮箱結構通常采用普通鋼筋混凝土材料，而這些浮箱經過長期與海水接觸，會造成環境污染，例如由于鹽析導致的鋼筋銹蝕和混凝土腐蝕等問題。

因此，亟需研究強度高、剛度大、防水性和耐久性好的新型浮箱結構。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為克服現有混凝土浮箱強度低、剛度小、防水性和耐久性差、重量大等缺點，本發明提供了一種內壁鋼板與超高性能混凝土組合的浮箱，使其兼具優異的受力性能、耐久性、經濟性，并具有良好的環保性能。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種內壁鋼板與超高性能混凝土組合的浮箱，包括箱體四周的內壁鋼板、所述內壁鋼板外側的外層UHPC超高性能鋼筋混凝土板、一個或多個縱向隔板和多個環向橫隔板，其中所述縱向隔板與箱體頂部和底部的內壁鋼板垂直并固定連接，將箱體分成若干單元，每個單元內固定有一個或多個環向橫隔板，所述環向橫隔板與縱向隔板垂直，將箱體內部分為多個艙室。

優選地，所述內壁鋼板為耐腐蝕鋼板，厚度為8mm～16mm，其內表面設置“U”型、“T”型或“I”型的加勁肋，其外表面通過連接件與外層UHPC超高性能鋼筋混凝土板進行連接，所述連接件的直徑為13mm～22mm，高度為40mm～120mm。