阅读说明：本技术 一种框架式生态沉箱码头结构 (Frame type ecological caisson wharf structure ) 是由 吴波 李梅 丁兆宽 张宁川 闫乃凌 赵家兴 李颖 王志瑜 马瑞 关筱羽 常江 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种框架式生态沉箱码头结构,包括下部采用重力式潜沉箱框架结构,上部采用桩柱结构,桩柱位置与沉箱墙体交线位置相适应,沉箱和桩柱一起预制；沉箱内根据稳定性要求回填块石或者砂等填料；桩柱顶现浇混凝土大板以形成码头工作面。本发明有益效果：潜沉箱、桩柱、回填料及大板四基本单元同时达到稳定性、使用性、透空性及生态性的要求；既能适应岩石地基条件,满足码头基本使用功能,又保证港内外水体的流动和交换,减少码头结构对海洋水域环境的影响；桩柱透空式结构大大降低码头前沿波浪反射,提高船舶泊稳条件；通过沉箱内回填料人工设置底栖面积,有利于底栖生物的恢复及生长；结构简单,施工方便,易于推广。(The invention provides a frame type ecological caisson wharf structure, which comprises a gravity type submerged caisson frame structure, a pile column and a frame, wherein the lower part of the frame structure adopts the gravity type submerged caisson frame structure, the upper part of the frame structure adopts the pile column structure, the pile column position is adapted to the cross line position of a caisson wall body, and the caisson and the pile column are prefabricated together; filling fillers such as rock blocks or sand into the caisson according to the stability requirement; the pile tops are cast in situ with concrete slabs to form dock faces. The invention has the beneficial effects that: the four basic units of the submerged caisson, the pile, the backfill and the large plate simultaneously meet the requirements of stability, usability, openness and ecology; the method not only can adapt to rock foundation conditions and meet the basic use function of the wharf, but also ensures the flow and exchange of water bodies inside and outside the port and reduces the influence of the wharf structure on the sea water area environment; the pile column open structure greatly reduces the wave reflection at the front edge of the wharf and improves the ship berthing condition; the benthic area is manually set through the backfill in the caisson, which is beneficial to the recovery and growth of benthic organisms; simple structure, construction convenience, easily popularization.)

一种框架式生态沉箱码头结构

技术领域

本发明属于海岸工程和港口工程领域中的建筑结构，特别是涉及一种框架式生态沉箱码头结构。

背景技术

国家政策对生态环保的要求日益严格，要求在港口工程生产建造活动时减小对海洋生态的影响，保证海洋水体的流动和交换，选用透空性结构型式和生态友好型材料。

目前，透空式码头大多采用高桩码头结构，由上部结构(梁板或墩台)、桩基、接岸结构等部分组成。上部结构构成码头面并与桩基连成整体，直接承受作用在码头面的垂向及水平荷载，并将其传递给桩基；桩基用来支承上部结构，并将上部结构及码头面的荷载传递到地基深处,同时也有利于稳固岸坡；接岸结构的主要功用是将码头结构与港区陆域相连。该种码头结构适用于适合沉桩的各种地基，特别适于软土地基。但对于岩基较浅的地基，桩基需要进行嵌岩处理、施工难度大、工程造价高。

对于岩基港区，最适宜的码头结构型式为重力式沉箱或方块结构。为满足透空性要求，目前岩基上大都采用开孔沉箱结构。有的在胸墙上开孔、有的在沉箱上部开孔、还有的在沉箱底部开孔。在胸墙上及沉箱上部开孔的防波堤主要利用波浪自身动能消能，降低开孔沉箱直立堤的波浪力、降低堤后波高和减少越浪量，进而降低工程量，节约投资，例如中国专利申请号为CN201710000810.0公开的一种开孔沉箱直立式防波堤及中国专利申请号为201811194379.9公开的一种开孔沉箱和射流挡浪墙组合的透空式防波堤。在沉箱底部开孔的防波堤，允许港内外水体交换，对生态环境友好，同时可以作为生物通道，开展海产养殖，例如中国专利申请号为201811314310.5公开的一种沉箱底部开孔的透空式防波堤。以上开孔沉箱专利都是在结构本身进行开孔处理，主要用于消浪和适当提高水体交换；为保证结构本身的安全性，往往开孔率相对较低，水体交换量不大；而且开孔沉箱大多应用在防波堤结构中，并未应用于码头结构中。因此，对适用于岩基上的透空式码头结构进行研究，对降低工程造价、提高水体交换、保护海洋生态等方面都具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种框架式生态沉箱码头结构。通过将重力式沉箱和桩基两种码头结构的优点结合在一起，以适应岩基地质、降低工程造价、提高水体交换能力、人工设置底栖面积、利于底栖生物的恢复及生长，满足目前国家政策对生态环保的要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种框架式生态沉箱码头结构，包括框架式潜沉箱、桩柱、大板及回填料四部分。本码头下部采用潜沉箱结构以适应岩基地质，连片布置，沉箱潜于水下，顶高程低于极端低水位，保证上部水体交换；中部采用桩柱结构，桩柱位置与沉箱墙体交线位置相适应，沉箱和桩柱一起预制；桩柱通过沉箱墙体交线深入沉箱底板，与沉箱形成框架结构，共同受力；沉箱内回填块石或者砂等填料，提高码头结构的整体稳定性，人工设置底栖面积，有利于底栖生物的恢复及生长；桩柱顶现浇混凝土大板以形成码头工作面。

优选的，框架式沉箱顶可设封仓盖板或框架式肋梁等加强整体刚度的结构。

优选的，沉箱的截面形状可以为方形、长方形或圆形。

优选的，码头上部结构可以为现浇大板结构也可以为纵横梁+面板结构。

本发明的有益效果：

(1)本发明仅采用了潜沉箱、桩柱、大板及回填料四种基本单元，结构型式简单，施工快速方便，易于推广。

(2)本发明创造性地提出了框架式生态沉箱概念，将重力式沉箱和桩基两种码头结构的优点结合在一起，既能适应岩石地基条件，满足码头基本使用功能，降低工程造价，又保证了港内外水体的流动和交换，减少了码头结构对海洋生态环境的影响。

(3)本发明上部桩柱透空式结构可大大降低码头前沿波浪反射，提高船舶泊稳条件。

(4)本发明通过沉箱内回填料人工设置底栖面积，有利于底栖生物的恢复及生长。

附图说明

图1为本发明一种框架式生态沉箱码头结构俯视示意图；

图2为本发明一种框架式生态沉箱码头结构的垂直于码头轴线的横剖面示意图；

图3为本发明的一种框架式生态沉箱码头结构三维立体示意图。

1、下部框架式潜沉箱 2、中部桩柱

3、上部大板 4、回填材料

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种框架式生态沉箱码头结构加以说明。

如图1～3所示，框架式生态沉箱码头主要结构由位于码头下部的框架式潜沉箱1，位于码头中部的桩柱2，位于码头上部的大板3及沉箱内的回填料4组成。

下部潜沉箱1连片布置且潜于水下，顶高程低于极端低水位，以保证上部水体交换；中部桩柱2位置与沉箱1墙体交点位置相适应，沉箱1和桩柱2一起预制；桩柱2通过沉箱1墙体交线深入沉箱1底板，与沉箱1形成框架结构，共同受力；沉箱1内回填块石或者砂等填料4，可提高码头结构的整体稳定性，并在沉箱顶人工设置底栖面积，有利于底栖生物的恢复及生长；桩柱2顶部现浇混凝土大板3以形成码头工作面。根据具体施工条件及填料情况，沉箱1顶可采用封仓盖板或框架式肋梁等方式，加强结构的整体刚度，保证结构的安全。