[發(fā)明專利]一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法

在審

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• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110397067A
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張浦陽;許云龍;樂叢歡;丁紅巖;郭耀華
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/52;F03D13/25
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 琪琛

1.一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)相同的鋼筒基礎(chǔ)，多個(gè)所述鋼筒基礎(chǔ)在水平面上按照其中心點(diǎn)連線能夠構(gòu)成一個(gè)正多邊形進(jìn)行排布，其特征在于，多個(gè)所述鋼筒基礎(chǔ)頂部共同連接有鋼頂板，所述鋼頂板上部設(shè)置有混凝土板；所述鋼頂板中心和所述混凝土板中心均開設(shè)有圓形通孔，所述圓形通孔與所述鋼筒基礎(chǔ)在所述鋼頂板和所述混凝土板上的投影不相交；所述混凝土板上部設(shè)置有混凝土過渡段，所述混凝土過渡段為圓環(huán)截面的直線型薄壁結(jié)構(gòu)，且底部圓環(huán)直徑大于頂部圓環(huán)直徑；所述混凝土過渡段的上部設(shè)置有鋼制塔筒，所述鋼制塔筒底部嵌在所述混凝土過渡段頂部；

所述混凝土板頂面設(shè)置有外環(huán)梁、中環(huán)梁、內(nèi)環(huán)梁；所述外環(huán)梁位于所述混凝土板頂面的外側(cè)邊緣處；所述中環(huán)梁位于所述混凝土板頂面的中部，并設(shè)置于所述混凝土過渡段下部；所述內(nèi)環(huán)梁設(shè)置于所述混凝土板頂面的所述圓形通孔的邊緣處；

所述混凝土板頂面徑向均勻布置有混凝土主梁，所述混凝土主梁由所述內(nèi)環(huán)梁延伸至所述外環(huán)梁；所述混凝土板頂面在每兩根相鄰的所述混凝土主梁之間徑向均勻布置有混凝土次梁，所述混凝土次梁由所述中環(huán)梁延伸至所述外環(huán)梁；

所述混凝土過渡段內(nèi)部設(shè)置有支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)包括位于下部的兩根第一肋橫梁和位于上部的兩根第二肋橫梁，兩根所述第一肋橫梁相互垂直設(shè)置，兩根所述第二肋橫梁相互垂直設(shè)置，兩根所述第一肋橫梁的交接處與兩根所述第二肋橫梁的交接處之間連接有一根肋豎梁，兩根所述第一肋橫梁的端部與所述內(nèi)環(huán)梁之間連接有四根肋斜梁。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鋼筒基礎(chǔ)的數(shù)量為3-6個(gè)；所述鋼筒基礎(chǔ)的半徑為10-15m，高度為8-12m；相鄰兩個(gè)所述鋼筒基礎(chǔ)的凈距離為所述鋼筒基礎(chǔ)外徑的1-3倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鋼頂板周邊處設(shè)置有向上的鋼制肋板，所述鋼制肋板插入于所述混凝土板和所述外環(huán)梁。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述混凝土板與所述鋼頂板的輪廓一致，所述混凝土板的厚度為0.3-1m；所述鋼頂板中心和所述混凝土板的圓形通孔的半徑均為鋼筒基礎(chǔ)1半徑的0.5-1.0倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述混凝土過渡段為等厚結(jié)構(gòu)，其壁厚為0.5-1.5m，中間分布有預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外環(huán)梁的外緣與所述混凝土板外緣齊平，且形狀與所述混凝土板的邊緣一致；所述外環(huán)梁的寬度為0.5-1.5m，高度為0.8-1.8m；所述中環(huán)梁位于所述混凝土板頂面中部，形狀為圓環(huán)形，寬度為0.5-1.5m，高度為0.8-1.8m；所述中環(huán)梁的半徑為所述鋼制塔筒半徑的1.5-2.5倍；所述內(nèi)環(huán)梁的內(nèi)徑與所述圓形通孔的直徑一致，寬度為0.5-2.5m，高度為0.8-1.8m。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述混凝土主梁的寬度為0.5-1.5m，高度為0.8-1.8m；相鄰所述混凝土主梁之間的夾角為60度；所述混凝土次梁包括12-18根，每兩根相鄰的所述混凝土主梁之間布置有2-3根所述混凝土次梁，相鄰所述混凝土次梁軸線之間的夾角為20-30度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鋼制塔筒為變截面等厚鋼管，且底部直徑大于頂部直徑。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一肋橫梁位于所述混凝土過渡段的三分之一高度處，所述第二肋橫梁位于所述混凝土過渡段的三分之二高度處；所述第一肋橫梁、所述第二肋橫梁、所述肋豎梁、所述肋斜梁寬度均為0.2-1.2m，高度均為0.2-1.2m。

10.一種如權(quán)利要求1-9所述帶支撐結(jié)構(gòu)的多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，按照如下步驟進(jìn)行：

(1)陸上預(yù)制多個(gè)所述鋼筒基礎(chǔ)，并將多個(gè)所述鋼筒基礎(chǔ)在水平面上按照其中心點(diǎn)連線能夠構(gòu)成一個(gè)正多邊形進(jìn)行排布后，與所述鋼頂板進(jìn)行焊接；

(2)將所述鋼頂板作為所述混凝土板的底面模板，在所述鋼頂板上綁扎鋼筋，對所述混凝土板、所述外環(huán)梁、所述中環(huán)梁、所述內(nèi)環(huán)梁、所述混凝土主梁、所述混凝土次梁、所述混凝土過渡段以及混凝土過渡段內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)一同進(jìn)行澆筑施工；

(3)將上述澆筑施工完成的整體結(jié)構(gòu)吊入水中，檢查氣密性，在所述混凝土過渡段上安裝所述鋼制塔筒，并在所述鋼制塔筒上安裝機(jī)頭，根據(jù)拖航要求調(diào)節(jié)所述鋼筒基礎(chǔ)的吃水；

(4)將所述多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和所述機(jī)頭進(jìn)行浮運(yùn)拖航；

(5)將所述多筒鋼混組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和所述機(jī)頭浮運(yùn)拖航至到指定海域后，先進(jìn)行自重下沉，再進(jìn)行負(fù)壓下沉到指定位置；

(6)下沉結(jié)束后對所述鋼筒基礎(chǔ)內(nèi)部的土體進(jìn)行加固。