[发明专利]一种水下桥结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种水下桥结构及其施工方法，该结构包括：水下承台桩(3)、水下承台(4)和沉管隧道(5)；其中，所述水下承台桩(3)的一端，适配安装在海底岩石层(2)中；所述水下承台桩(3)的另一端，适配安装于所述水下承台(4)的底部；所述沉管隧道(5)，适配安装于所述水下承台(4)的顶部，由所述水下承台(4)承载，且位于海水(1)的水面以下设定深度处。本发明的方案，可以克服现有技术中对航道影响大、适应能力差和施工工艺复杂等缺陷，实现对航道影响小、适应能力好和施工工艺简单的有益效果。

技术领域

本发明属于水下工程技术领域，具体涉及一种水下桥结构及其施工方法。

背景技术

随着科学技术的进步，各国的跨江、跨海通道的施工方案，已经不再仅仅局限于传统的桥梁施工和隧道施工等方法，涌现出了很多新型的施工方案。而在隧道领域，除了矿山法、围堰明挖法、盾构法以外，沉管法在近年也获得了大量的应用。甚至，还有一些专家学者提出了“阿基米德桥”的概念，更加丰富了跨江、跨海通道施工的技术理念。这些技术极大的促进了跨流域交通建设的进步，但也都存在着各自的局限性。

跨江、跨海桥梁施工历史悠久，技术成熟，且景观性好，具有一定的旅游价值。但跨海大桥往往存在安全性差、容易受气候影响导致桥梁不能全天候通行，且对航道会产生影响。

因此在主航道的较深水区域进行施工时，通常采用隧道施工的方式，才能够确保跨海通道不受恶劣气候的影响，且通道自身不会影响船舶的航行安全。但是，不论是采用盾构法还是沉管法，也都有其自身不可回避的弱点。

对于盾构法隧道，至少有如下问题：

(1)在断面尺寸多变的区段适应能力差。

(2)新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。

(3)盾构法施工的圆形断面利用率不高，且只能设双车道，不利于大通道工程的建设。

而对于沉管法隧道，其在基槽开挖、地基处理、基础施工、覆盖回填等主要施工工序中同样存在不少问题，如：

(1)基槽开挖量大，开挖难度高，施工周期长，施工成本高。

(2)在地基处理方面，需要整平精度很高的专用碎石垫层铺设船进行施工，对碎石垫层的设计精度高，且铺设规模和难度大，作业条件(受海域状况的影响)要求高等。

(3)在基础施工方面，对施工作业人员的技术要求高，施工作业工况复杂，施工难度。

(4)在覆盖回填方面，需要专门的覆盖回填设备进行施工，施工条件复杂、难度大，施工周期长，成本高。

(5)沉管隧道沉放之前的施工工艺复杂、施工难度大，成本高。

(6)大型施工设备的种类多，施工精度要求高，海域工况适应性要求高，且其运输及安装的周期长。

(7)受海域工况的影响，随着时间的加长，沉管隧道管段会出现不同程度的不均匀沉降，且补救措施困难。

总之，在现阶段，隧道的施工工艺流程仍不能很好的解决其自身问题。

而在前文提到的“阿基米德桥”概念，虽然在理念上弥补了桥梁和隧道的某些缺点，比如：

(1)阿基米德桥是一种对环境友好的技术方案，对两岸地貌的影响非常小。

(2)由于借助了自然的力量——浮力，一旦技术成熟，阿基米德桥同桥梁、隧道相比具有造价优势，因为其单位长度的造价不随跨度的增加而增加。

(3)技术上阿基米德桥不受跨度和水深的限制，可建在长跨度、水位深、陡峭的地方。除此之外，阿基米德桥还有一定的旅游价值可供开发。

但阿基米德桥的概念，同样有其明显的局限性，如：