[发明专利]超百米深水跨海大桥沉箱基础结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种超百米深水跨海大桥沉箱基础结构及施工方法，所述沉箱基础结构自底向顶，面积逐渐减小，呈台阶型布置，所述沉箱基础结构的底面积根据桥梁上部结构荷载确定，所述沉箱基础结构的顶面积设置为大于桥梁墩身面积。本发明利用沉箱基础的转体，结合沉箱基础着床前需注水的特点，来实现基础结构形式从小吃水到大吃水的转变，从而避免建造超深船坞和疏浚过深航道的问题。

技术领域

本发明涉及桥梁深水基础领域。更具体地说，本发明涉及一种超百米深水跨海大桥沉箱基础结构及施工方法。

背景技术

随着国家基建水平的不断增强，涌现了越来越多的世界级桥梁，这些桥梁建设的范围也正逐渐从内河拓展到了海洋，如港珠澳大桥、杭州湾跨海大桥、中马友谊大桥等等。在跨海桥梁施工中，一大突出的特点便是水深过大，传统的桩基设计难以施工。过大的水深将导致桩基悬臂长度过长，施工精度难以满足要求，同时存在安全性风险；同时跨海桥梁主跨一般距离陆地较远，长距离的现浇混凝土运输难度较大。沉箱基础在海外桥梁基础施工中应用广泛，其可在工厂预制，通过拖轮拖运到桥址处下沉，可完成基础结构的快速施工。然而这种沉箱结构重量较重，需要较大深度的船坞及航道，方可保证结构的顺利浮运。面对琼州海峡最大水深约100米，以及直布罗陀海峡最大水深约300米等结构，往往不能适用。综上所述，需要研究一种适应超百米水深的桥梁深水基础结构形式及施工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种超百米深水跨海大桥沉箱基础结构及施工方法，利用沉箱基础的转体，结合沉箱基础着床前需注水的特点，来实现基础结构形式从小吃水到大吃水的转变，从而避免建造超深船坞和疏浚过深航道的问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种超百米深水跨海大桥沉箱基础结构，所述沉箱基础结构自底向顶，面积逐渐减小，呈台阶型布置，所述沉箱基础结构的底面积根据桥梁上部结构荷载确定，所述沉箱基础结构的顶面积设置为大于桥梁墩身面积。

优选的是，所述沉箱基础结构为钢混结构。

优选的是，所述沉箱基础结构为轴对称结构。

优选的是，所述沉箱基础结构在高度方向需进行分舱，并保证各舱室水密。

优选的是，所述沉箱基础结构各个台阶为圆端形或圆柱形。

优选的是，所述沉箱基础结构设置有注水孔。

本发明还提供了一种超百米深水跨海大桥沉箱基础结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、沉箱基础结构在船坞内预制，预制时以沉箱基础结构六个表面中投影表面积最大的那一面，作为与地面的接触面进行预制；

步骤二、对船坞进行注水，注水后通过水的浮力，将沉箱基础结构浮运而起；

步骤三、通过拖轮浮运，将沉箱基础结构从浅水区域拖运到深水区域；

步骤四、通过锚系在深水基础桥址处，系固沉箱基础结构，使沉箱基础结构在深水基础桥址处，可随波浪进行摇荡，但不会在风力、水流力和二阶波浪力作业下偏离出施工范围；

步骤五、自沉箱基础结构底部到设计舱室，逐个舱室对沉箱基础结构进行注水，注水过程中，沉箱基础结构将在水重量的偏心作用下，发生倾斜，注水量足够时，沉箱基础结构将从水平变成竖直状态；

步骤六、沉箱基础结构竖直后，此时沉箱基础结构吃水较大，但仍未着床，张紧沉箱基础结构锚系，增强对沉箱基础结构运动的约束，继续对沉箱基础结构进行加水或加砂，进行定位终沉。

优选的是，所述步骤一中，所述沉箱基础结构在船坞内预制，当船坞设计水深过小或航道水深过小，将沉箱基础结构在船坞内预制一部分，并在海上有一定波浪掩护的深水进行剩余部分的预制。