[發明專利]一種負浮力沉管及其預制方法

在審

• 申請號: 202011287920.8
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112252367A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 梁杰忠;林鳴;陳偉彬;王勇;陳猛;梁邦炎;王曉東;李林;龔毅
• 申請（專利權）人: 中交第四航務工程局有限公司;中交四航局第二工程有限公司;中交公路規劃設計院有限公司
• 主分類號: E02D29/063
• 分類號: E02D29/063
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 范文苑

本發明涉及沉管隧道施工技術領域，特別涉及一種負浮力沉管及其預制方法，沉管包含本體，所述本體的設計干舷值小于0。無需將管節設計為對應水域中能夠自浮，因此，無需為保證浮運時最小干舷值而增加沉管的截面高度，避免了設計環節中考慮干舷值與運營期抗浮的設計矛盾，無需設置干塢檢測干舷值，特別適用于場地受限的工程項目。本申請打破了現有技術中必須采用自浮沉管的設計理念，能夠最大限度的降低結構高度，節省主體結構、基槽回填等工程量，無需設置干舷調整層，有效節省預制成本及施工成本，有利于降低設計難度及預制難度，避免了浮運環節在水中調節干舷值的繁瑣操作，有利于縮短運輸時間，具有重要的推廣意義和良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及沉管隧道施工技術領域，特別涉及一種負浮力沉管及其預制方法。

背景技術

沉管結構設計中必須考慮浮力設計，包括干舷的選定和抗浮安全系數的驗算。現有技術中的沉管預制主要有干塢法和工廠法，由于工廠法預制效率較高，常適用于工期較緊的項目，預制完成的管節通過浮運到達設計施工位置進行沉放。目前，無論采用何種預制方法均采用的是正干舷管節，即管節在浮運時，管節能夠在水中自浮，管節頂面須露出水面。為了保證浮運過程中管節的安全及穩定，在浮運之前需通過管節內部設置的壓載水箱系統將管節調整至設計干舷值，設計干舷值(露出高度)通常在10-30cm左右，然后利用沉管本身可自浮的特性，用拖輪組將沉管從預制場浮運至安裝地點。

因此，為滿足最小正干舷值，常常導致管節的截面高度較大，進而使得主體結構及基槽回填等工程量增加、預制成本及施工成本增大；并且在管節起浮后，不但需要進行干舷值的測試，在浮運、沉放過程中為達到現有規范中對應的抗浮系數要求，還需要通過壓載水箱系統在水中調節管節的負浮力，精度控制復雜，施工難度可想而知。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的沉管設計均需要滿足最小干舷值，導致管節的截面高度較大，進而使得主體結構及基槽回填等工程量增加、預制成本及施工成本增大、施工難度大的上述不足，提供一種負浮力沉管及其預制方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種負浮力沉管，包含本體，所述本體的設計干舷值小于0。

采用本發明所述的一種負浮力沉管，現有的管節均采用正干舷值進行設計，本申請采用設計干舷值小于0，即相對于現有技術中的正干舷管節來說為一種負干舷管節，也就是，無需將管節設計為在對應水域中能夠自浮，而是形成具有現有技術中的沉管在沉放、對接環節的負浮力狀態，因此，無需為保證浮運時最小正干舷值而增加沉管的截面高度，避免了設計環節中考慮干舷值與運營期抗浮的設計矛盾，無需設置干塢來檢測干舷值，特別適用于場地受限的工程項目。本申請打破了現有技術中必須采用自浮沉管的設計理念，能夠最大限度的降低結構高度，節省主體結構、基槽回填等工程量，無需設置干舷調整層，有效節省預制成本及施工成本，有利于降低設計難度及預制難度，避免了浮運環節在水中調節干舷值的繁瑣操作，有利于縮短運輸時間，具有重要的推廣意義和良好的應用前景。

優選的，所述本體的自重包含所述本體的設計結構自重G₀以及所述本體內部的壓載混凝土的設計自重，所述壓載混凝土的設計自重包含第一壓載混凝土的設計自重G₁以及第二壓載混凝土的設計自重G₂，G₀與G₁之和大于所述本體的設計浮力F，所述第一壓載混凝土在預制所述本體時澆筑。

其中，所述本體的設計結構自重G₀為根據斷面尺寸計算出的自重。

進一步優選的，為1.02-1.05。

為最大限度的節省成本，同時保證滿足沉放對接施工階段的抗浮系數要求，根據現有設計規范，可采用沉放、對接時的抗浮系數1.02至沉放就位后或穩定壓載節段的抗浮系數1.05作為控制指標。