[發明專利]超百米深水跨海大橋沉箱基礎結構及施工方法

在審

• 申請號: 202110192581.3
• 申請日: 2021-02-20
• 公開（公告）號: CN112878357A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張永濤;馮先導;潘桂林;駱釗;林紅星;吳啟和;劉建波;萬猛;張磊;趙東梁
• 申請（專利權）人: 中交第二航務工程局有限公司
• 主分類號: E02D27/52
• 分類號: E02D27/52;E02D23/00;E02D5/74
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 李琴

本發明公開了一種超百米深水跨海大橋沉箱基礎結構及施工方法，所述沉箱基礎結構自底向頂，面積逐漸減小，呈臺階型布置，所述沉箱基礎結構的底面積根據橋梁上部結構荷載確定，所述沉箱基礎結構的頂面積設置為大于橋梁墩身面積。本發明利用沉箱基礎的轉體，結合沉箱基礎著床前需注水的特點，來實現基礎結構形式從小吃水到大吃水的轉變，從而避免建造超深船塢和疏浚過深航道的問題。

技術領域

本發明涉及橋梁深水基礎領域。更具體地說，本發明涉及一種超百米深水跨海大橋沉箱基礎結構及施工方法。

背景技術

隨著國家基建水平的不斷增強，涌現了越來越多的世界級橋梁，這些橋梁建設的范圍也正逐漸從內河拓展到了海洋，如港珠澳大橋、杭州灣跨海大橋、中馬友誼大橋等等。在跨海橋梁施工中，一大突出的特點便是水深過大，傳統的樁基設計難以施工。過大的水深將導致樁基懸臂長度過長，施工精度難以滿足要求，同時存在安全性風險；同時跨海橋梁主跨一般距離陸地較遠，長距離的現澆混凝土運輸難度較大。沉箱基礎在海外橋梁基礎施工中應用廣泛，其可在工廠預制，通過拖輪拖運到橋址處下沉，可完成基礎結構的快速施工。然而這種沉箱結構重量較重，需要較大深度的船塢及航道，方可保證結構的順利浮運。面對瓊州海峽最大水深約100米，以及直布羅陀海峽最大水深約300米等結構，往往不能適用。綜上所述，需要研究一種適應超百米水深的橋梁深水基礎結構形式及施工方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種超百米深水跨海大橋沉箱基礎結構及施工方法，利用沉箱基礎的轉體，結合沉箱基礎著床前需注水的特點，來實現基礎結構形式從小吃水到大吃水的轉變，從而避免建造超深船塢和疏浚過深航道的問題。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種超百米深水跨海大橋沉箱基礎結構，所述沉箱基礎結構自底向頂，面積逐漸減小，呈臺階型布置，所述沉箱基礎結構的底面積根據橋梁上部結構荷載確定，所述沉箱基礎結構的頂面積設置為大于橋梁墩身面積。

優選的是，所述沉箱基礎結構為鋼混結構。

優選的是，所述沉箱基礎結構為軸對稱結構。

優選的是，所述沉箱基礎結構在高度方向需進行分艙，并保證各艙室水密。

優選的是，所述沉箱基礎結構各個臺階為圓端形或圓柱形。

優選的是，所述沉箱基礎結構設置有注水孔。

本發明還提供了一種超百米深水跨海大橋沉箱基礎結構的施工方法，包括以下步驟：

步驟一、沉箱基礎結構在船塢內預制，預制時以沉箱基礎結構六個表面中投影表面積最大的那一面，作為與地面的接觸面進行預制；

步驟二、對船塢進行注水，注水后通過水的浮力，將沉箱基礎結構浮運而起；

步驟三、通過拖輪浮運，將沉箱基礎結構從淺水區域拖運到深水區域；

步驟四、通過錨系在深水基礎橋址處，系固沉箱基礎結構，使沉箱基礎結構在深水基礎橋址處，可隨波浪進行搖蕩，但不會在風力、水流力和二階波浪力作業下偏離出施工范圍；

步驟五、自沉箱基礎結構底部到設計艙室，逐個艙室對沉箱基礎結構進行注水，注水過程中，沉箱基礎結構將在水重量的偏心作用下，發生傾斜，注水量足夠時，沉箱基礎結構將從水平變成豎直狀態；

步驟六、沉箱基礎結構豎直后，此時沉箱基礎結構吃水較大，但仍未著床，張緊沉箱基礎結構錨系，增強對沉箱基礎結構運動的約束，繼續對沉箱基礎結構進行加水或加砂，進行定位終沉。

優選的是，所述步驟一中，所述沉箱基礎結構在船塢內預制，當船塢設計水深過小或航道水深過小，將沉箱基礎結構在船塢內預制一部分，并在海上有一定波浪掩護的深水進行剩余部分的預制。