一種消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著交通網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，跨越海灣、海峽的跨海橋梁建設(shè)需求越來越大。在寬闊 的海峽上修建橋梁，當(dāng)無法一跨跨越時(shí)，橋梁基礎(chǔ)必須建造在海中，在建設(shè)期和運(yùn)營期將受 到波浪的巨大沖擊作用。我國的瓊州海峽西線橋位附近最大水深達(dá)50m，現(xiàn)場觀測的波高達(dá) 12m。在瓊州海峽工程可行性研究中，對1500m三塔斜拉橋方案橋梁基礎(chǔ)波浪力的研究結(jié)果 表明：主塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)波浪力超過2萬噸、波浪力矩超過80萬噸.m。因此，在惡劣氣象條件 下，作用在橋梁深水基礎(chǔ)上的巨大波浪荷載，可能導(dǎo)致橋梁深水基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生局部破壞，甚 至導(dǎo)致橋梁整體傾覆倒塌，嚴(yán)重危機(jī)橋梁結(jié)構(gòu)和行車安全。
[0003] 由于外海跨海橋梁建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)有限，在橋梁工程領(lǐng)域，關(guān)于消減橋梁基礎(chǔ)波浪荷 載的研究很少。在港口工程領(lǐng)域，防波堤單側(cè)承受波浪荷載，這與橋梁深水基礎(chǔ)四周承受波 浪荷載的受力模式不同。此外，在港口工程領(lǐng)域主要關(guān)注減小港內(nèi)波浪的波高，保證港內(nèi)船 舶的泊穩(wěn)條件，作用在防波堤結(jié)構(gòu)上波浪荷載是次要關(guān)注的對象，這方面研究的借鑒意義 有限。
[0004] 因此，迫切需要從波浪與橋梁深水基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相互作用的機(jī)理出發(fā)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)一種 可消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)形式，增強(qiáng)橋梁深水基礎(chǔ)浮運(yùn)、沉放和橋梁運(yùn)營過程中抗 波浪的穩(wěn)定性和安全性，保障跨海橋梁結(jié)構(gòu)和行車安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] (一）要解決的技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種消減波浪荷載的橋梁深水基 礎(chǔ)，以有效減小作用在橋梁深水基礎(chǔ)上的波浪力和波浪力矩。
[0007] (二）技術(shù)方案
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了 一種消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，該橋梁深水 基礎(chǔ)包括橫系梁1、斜柱2和底座3,其中，斜柱2的數(shù)量M大于或等于2,且斜柱2的上端與 橫系梁1固接，斜柱2的下端與底座3固接。
[0009] 上述方案中，所述橫系梁1、斜柱2和底座3均采用圓形、圓端型或圓倒角矩形截 面。
[0010] 上述方案中，所述橫系梁1上端部分露出水面。
[0011] 上述方案中，所述斜柱2上小下大，自上而下向外側(cè)傾斜布置，且各斜柱2之間存 在一定的空間距離。
[0012] 上述方案中，所述底座3頂面設(shè)有斜坡，斜坡傾角A在10~45度之間取值，斜坡 寬度1為斜柱2高度的1/6~1/2。
[0013] 上述方案中，所述斜坡寬度1在滿足構(gòu)造和受力要求前提下取最接近于1。的值， 其中：
[0014]
[0015] 坡高度，k = 2it/L，L為設(shè)計(jì)波長，d為水深，D為底座3中心區(qū)長度。
[0016] (三）有益效果
[0017] 本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，其有益效果是：
[0018] 1、本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，斜柱上小下大，因此其所受波浪 荷載比等截面等體積斜柱所受波浪荷載?。恍敝g存在空間距離，因此各斜柱所受波浪 荷載存在相位差，M個斜柱上的總波浪荷載進(jìn)一步減??；底座斜坡上波浪壓力的豎向分力 產(chǎn)生的力矩可消減橋梁深水基礎(chǔ)上的總波浪力矩。
[0019] 2、本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，能夠有效減小作用在結(jié)構(gòu)上的波 浪力和波浪力矩，增強(qiáng)橋梁深水基礎(chǔ)浮運(yùn)、沉放和橋梁運(yùn)營過程中抗波浪的穩(wěn)定性和安全 性，保障跨海橋梁結(jié)構(gòu)和行車安全。
[0020] 3、本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，構(gòu)造簡單，實(shí)施方便，經(jīng)濟(jì)性好。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)的立體示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)的正視圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)的俯視圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)的側(cè)視圖。
[0025] 附圖中標(biāo)記如下：
[0026] 橫系梁1 ;斜柱2 ;底座3 ;斜坡傾角A ;斜坡寬度1 ;斜坡高度H ;底座中心區(qū)寬度 D〇
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028] 請參照圖1~圖4,本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，包括橫系梁1、斜 柱2和底座3,其中，斜柱2的數(shù)量M大于或等于2,且斜柱2的上端與橫系梁1固接，斜柱 2的下端與底座3固接。
[0029] 請參照圖1和圖3,橫系梁1、斜柱2和底座3均采用圓形、圓端型或圓倒角矩形截 面。
[0030] 請參照圖2,橫系梁1上端部分露出水面。
[0031] 請參照圖1~圖4,斜柱2上小下大，自上而下向外側(cè)傾斜布置，且斜柱2之間存在 一定的空間距離；由于斜柱2上小下大，因此其所受波浪荷載比等截面等體積斜柱所受波 浪荷載?。挥捎谛敝?之間存在空間距離，因此各斜柱2所受波浪荷載存在相位差，M個斜 柱2上的總波浪荷載進(jìn)一步減小。
[0032] 請參照圖1~圖4,底座3頂面設(shè)有斜坡，斜坡傾角A在10~45度之間取值；斜 坡寬度1為斜柱2高度的1/6~1/2,斜坡寬度1在滿足構(gòu)造和受力要求前提下取最接近于 1。的值，其中：
[0033]
[0034] [ 坡高度，k = 2 Jr /L，L為設(shè)計(jì)波長，d為水深，D為底座3中心區(qū)長度。
[0035] 底座3斜坡上波浪壓力的豎向分力產(chǎn)生的力矩可消減橋梁深水基礎(chǔ)上的總波浪 力矩。
[0036] 本發(fā)明提供的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，能夠有效減小作用在結(jié)構(gòu)上的波浪 力和波浪力矩，增強(qiáng)橋梁深水基礎(chǔ)浮運(yùn)、沉放和橋梁運(yùn)營過程中抗波浪的穩(wěn)定性和安全性， 保障跨海橋梁結(jié)構(gòu)和行車安全，而且結(jié)構(gòu)型式簡單，實(shí)施方便，經(jīng)濟(jì)性好。
[0037] 以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，其特征在于，該橋梁深水基礎(chǔ)包括橫系梁（1)、 斜柱（2)和底座（3)，其中，斜柱（2)的數(shù)量M大于或等于2,且斜柱（2)的上端與橫系梁 ⑴固接，斜柱⑵的下端與底座⑶固接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，其特征在于，所述橫系梁 (1)、斜柱（2)和底座（3)均采用圓形、圓端型或圓倒角矩形截面。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，其特征在于，所述橫系梁（1) 上端部分露出水面。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，其特征在于，所述斜柱（2)上 小下大，自上而下向外側(cè)傾斜布置，且各斜柱（2)之間存在一定的空間距離。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，其特征在于，所述底座（3)頂 面設(shè)有斜坡，斜坡傾角A在10~45度之間取值，斜坡寬度1為斜柱（2)高度的1/6~1/2。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，其特征在于，所述斜坡寬度1 在滿足構(gòu)造和受力要求前提下取最接近于1。的值，其中：式中，為斜坡高度，k= 2Jr/L，L為設(shè)計(jì)波長，d為水深，D為底座（3)中心區(qū)長度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消減波浪荷載的橋梁深水基礎(chǔ)，該橋梁深水基礎(chǔ)包括橫系梁、斜柱和底座，其中，斜柱的數(shù)量M大于或等于2，且斜柱的上端與橫系梁固接，斜柱的下端與底座固接。斜柱上小下大，自上而下向外側(cè)傾斜布置，斜柱之間存在一定的空間距離。斜柱上小下大，其所受波浪荷載比等截面等體積斜柱的小；斜柱之間存在空間距離，各斜柱所受波浪荷載存在相位差，所有斜柱上總波浪荷載進(jìn)一步減小。底座頂面設(shè)有斜坡，底座斜坡上波浪壓力的豎向分力產(chǎn)生的力矩可消減橋梁深水基礎(chǔ)上的總波浪力矩。本發(fā)明構(gòu)造簡單，實(shí)施方便，經(jīng)濟(jì)性好，可有效消減橋梁深水基礎(chǔ)上的波浪荷載。
【IPC分類】E02D27/52
【公開號】CN105089070
【申請?zhí)枴緾N201510579051
【發(fā)明人】劉高, 張喜剛, 陳上有, 劉天成
【申請人】中交公路長大橋建設(shè)國家工程研究中心有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月11日