[发明专利]一种新型圆形双波钢沉井结构

说明书

本发明公开了一种新型圆形双波钢沉井结构，包括有内外两层钢板，位于外层的钢板为外层竖向波形钢板，该外层竖向波形钢板分布有沿竖直方向延伸并沿水平方向有凹凸的竖向波状部，位于内层的钢板为内层水平波形钢板，该内层水平波形钢板分布有呈圆环状并在竖直面有呈凹凸结构的水平波状部。本发明首先将平钢板加工成水平波纹形状构成内层波钢，大大增加其截面惯性矩，大幅提高钢板的承载能力；其次考虑结构需要有较强的竖向承压能力及传递沉井外侧的水土压力，将平钢板加工成竖向波纹形状构成外层波钢；可适应沉井结构周围土体的弹性约束和变形，实现沉井周边不均匀土压力的重新分布，提高结构的承载能力与改善结构经济性。

技术领域

本发明涉及建设工程基础技术领域，尤其涉及一种波钢沉井基础。

背景技术

在桥梁的基础工程以及市政工程等基础设计与施工中，沉井结构是一种常见的结构，其具有挡土、挡水作用，以便形成桥梁基础或者干施工环境。当前普遍使用的沉井结构基本以预制或现浇钢筋混凝土结构为主，其主要不足是现场施工质量不便控制，且现场施工作业时间长、作业工作量大、人工需求大。

波形钢板沉井结构，是将薄钢板板面压制成波形后，根据工程需求，制成弧形板片，然后采用高强螺栓现场连接成的结构物。由于波形的存在，在波形凸出的方向大大增强了钢板面外的抗弯惯性矩，使之具有较高的抗弯承载能力和稳定性。20世纪70年代以来，波形钢板结构在国、内外土木工程中就得到广泛的应用，并积累了较为成熟的设计理论及施工建设经验，波形钢板结构的优点主要有：①材料强度高，受力合理；②结构的适应变形能力强；③采用工厂制造，故劳动力需求少，施工速度快；④采用工厂集中化生产，产品质量易于控制。然而，单层波形钢的波形仅为一个方位上，如水平向或竖直向，其缺点在于，虽然在波形钢的波形对应方向具有较好的抗弯承载能力，但在非波形对应方向的抗弯承载能力非常弱，同时对于不同方向的承受压力能力也存在巨大差异。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种可快速便利实施，能够减少现场劳动力需求并提升施工质量，安全可靠、经济性优、抗弯承载能力更强、对不均匀土压力具有更优良适应能力的新型圆形双波钢沉井结构。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种新型圆形双波钢沉井结构，包括有内外两层钢板，整个钢沉井的横截面呈圆形结构，其特征在于：位于外层的钢板为外层竖向波形钢板，该外层竖向波形钢板分布有沿竖直方向延伸并沿水平方向有凹凸的竖向波状部，若干条竖向波状部分布在整个外层竖向波形钢板上；位于内层的钢板为内层水平波形钢板，该内层水平波形钢板分布有呈圆环状并在竖直面有呈凹凸结构的水平波状部，若干圈水平波状部以水平环绕的方式分布在整个内层水平波形钢板上；外层竖向波形钢板与内层水平波形钢板通过连接构件连接固定形成整体的双层波形钢板沉井结构，且外层各竖向波状部与内层各水平波状部的波形方向垂直。

进一步地，所述外层竖向波形钢板和内层水平波形钢板整体形成为圆形直筒状结构，内层水平波形钢板的净内直径即构成沉井的内空直径；外层竖向波形钢板的内凹最里部位与内层水平波形钢板的外凸最外部位相互紧贴形成互抵结构，并且在两者紧贴部位采用连接构件连接固定。

进一步地，所述竖向波状部由外层竖向波形钢板预先在工厂内通过压制成型，并且在水平面呈均匀交错的波形结构(即外层竖向波形钢板在水平面上整体为波形结构)，使钢板的面外抗弯刚度大幅度增加，同时具有竖向抗压性能，是圆形双波钢沉井将沉井外侧沿竖向不均匀分布的水、土压力传至内层水平波形钢板的主要承力构件，同时也是承受沉井下沉与使用过程中竖向荷载的受力构件，外层竖向波形钢板由于水平方向投影的截面面积小，故其引起的下沉阻力小；所述水平波状部由内层水平波形钢板预先在工厂内通过压制成型，并且在竖直面呈均匀交错的波浪形结构(即内层水平波形钢板在竖直面上整体为波形结构)，使得钢板的面外抗弯刚度大幅度增加，同时具有环向抗压性能，是圆形双波钢沉井抵抗沉井外侧水、土压力的主要承力构件，由于沉井可以采用内部取土下沉作业，故内部的内层水平波形钢板不会太大增加沉井的下沉阻力。