专利名称：抗冰墩的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及港口码头技术领域，具体的说是一种港口水工建 筑物中新型的抗冰墩结构。
背景技术：
冬季，由于结冰，会对港口及船只造成极大的破坏，为此，在有 冰海域的港口多设有抗冰墩，如图l，现有的抗冰墩一种是具有一水 泥承台ll，承台ll位于设计高水位以上，承台基础采用抵抗海冰的冲击、磨损、冻胀等性能良好的钢管桩12，大面积流冰直接作用在钢管桩上。但其具有如下缺点l.结构设计屈难，从理论上说， 一定 厚度的流冰作用在直立桩柱上的作用力主要与桩的直径有关，基本上 呈线性变化。为了尽量减少总冰荷载，希望与冰接触的钢管桩直径越 小越好，数量越少越好;考虑结构抵抗水平冰荷载的能力与桩的数量、直径等参数有关，从提高结构水平抗力来看，希望桩的数量多一些， 桩径大一些。两者相互矛盾，单纯的追求一个方面不足以满足功能要 求。为此，需要经过大量的试算找到某种结构的最佳结合点，有的时 候假定的结构布置根本就找不到。如果冰的方向是各向均等，这种思路实现起来更加困难。2.成本高，按抵抗50年重现期流冰撞击的结 构设计方案为例，如果迎冰面是三排》1800钢管桩时，顺冰方向需 要设置8根4)1800的钢管桩，计算成本较本发明方案高出160%。 3.适应流冰方向有局限性，对于流冰的主要方向可以通过增加结构抗力 满足要求，若两个正交的方向均须抵抗相近的冰荷载，该设计思路实 现起来相当困难。
如图2所示，另一种抗冰墩仍采用直立桩柱22抵抗冰荷载，通 过设置3 5层水平连接的钢管23，将带有一定斜度的垂直钢管连为 整体，顶部具有一钢构承台21，水上通过运输方驳由预制场地运至 工程位置，陈放后在垂直的钢管内打设钢管桩，用以固定导管架，使 其能够承受设计的水平和垂直荷载。但其具有如下缺点l.施工条件 难以保障，目前，我国港口建设领域应用导管架结构的码头较少，积 累的施工、设计经验相对少，施工设备很难满足设计施工要求。2. 施工设备要求高，导管架陆上制作需要搭设空间脚手架，运输、陈放 过程须用大型船机设备、起重设备予以辅助配合，这些要求对首次采 用该结构的企业来说，无疑带来投资高、工期长等不利影响。3.成本 高，该方案与本发明方案相比，投资约增加50%。
针对现有抗冰墩的缺陷，有必要研究一种成本低，能适应冰荷载 不同方向的抗冰墩结构。
实用新型内容
本实用新型的目的为提供一种成本低、能适应冰荷载不同方向的 抗冰墩。
实现上述发明目的的技术方案如下
抗冰墩，包括一钢筋混凝土承台和位于承台底部的基桩，所述承 台为锥体，所述基桩在承台底部均匀分布，承台底面位于海水面以下。所述锥体承台顶部连接有一 圆柱体。 所述承台内具有一空腔室。
所述锥体承台锥面角度为50 70度。 所述锥体承台顶部与圆柱体之间具有一倒锥体。
本实用新型具有如下有益效果
1. 设计中充分考虑抗冰能力，是结构安全过冬的重要保证 该结构抗冰的主要思想是通过与海冰接触的结构外形的设计，
使海冰的最薄弱部位发生破坏，从而达到海冰传递给结构的总力最小 的目的。具体的说就是将海冰的挤压破坏变为弯曲破坏，同样的冰况 条件下，传递给结构的冰荷载减小一半以上。该结构能够达到上述要 求，且适应不同水位变化，结构计算模型简单。
2. 实现了抗冰设计思路新的突破
原有抗冰设计思路对深水、厚冰的荷载设计很难达到抗冰目的， 如高承台桩基抗冰结构，在增加结构抗力的同时不可避免增加了结构 与流冰的接触面积，也就增加了冰荷载。采用低承台抗冰结构，冰荷 载的大小取决于承台的外部尺寸，结构抗力与桩基的设置有主要关 系，由此使结构设计理论上容易满足要求。
3. 抗冰结构与主体结构合并，有效降低工程投资 在不降低抗冰标准的前提下，采用锥面低承台桩基抗冰结构与
主体结构合并的方案，至少节省工程投资60%以上。
图1为现有技术一的结构示意图；图2为现有技术二的结构示意图； 图3为本实用新型实施例1的结构透视图； 图4为本实用新型实施例2的结构透视图； 图5为本实用新型实施例3的结构透视图；图6和图7分别为图5的俯视图和左视图。
具体实施方式
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以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。 实施例1如图3所示，结构采用锥面低承台桩基型式。承台由锥体承台31 和位于锥体承台31顶部的圆柱32组成。圆柱32直径6. 197m，高度 3.00m，顶高程+8.00m，底高程+5. OOm;锥体承台31顶直径与圆柱相 同，为6. 197m，底直径16.00m,底高程位于极端低水位-l. 27m以下， 为-2.00m。这样与流冰可能接触的圆台面为锥面，锥面角度约为55 度，以使冰荷载在设计的任何水位撞击结构物时均发生弯折、爬升、 破断，且避免大量破碎冰在结构物前堆积。桩基34采用8根4)1800的钢管桩，桩长6(T65m，入土深度约40m， 桩的布置尽量沿承台底部均匀布置，避免应力集中，使结构各方向的 抗冰能力基本相同。基桩与承台嵌固连接，使桩端深入承台2.0m，确 保结构的整体性。为减轻大体积混凝土水化热的不利影响，在承台内部挖空一部分 体积，形成一空腔33。实施例2如图4所示，结构采用锥面低承台桩基型式。承台由锥体承台41 和位于锥体承台41顶部的圆柱42组成。圆柱直径12.00m，高度2. OOm， 顶高程+10.00m，底高程+8.00m;圆柱41与锥体承台41通过一个倒锥 体43连接，倒椎体43直径由上至下，逐步由12.00m过度到10.00m，其 底高程+7.00m;下部锥体承台顶直径为10.00m，底直径21. OOm，底高 程位于极端低水位-1.27m以下，为-2.00m。这样与流冰可能接触的圆 台面为锥面，锥面角度约为6(T ，以使冰荷载在设计的任何水位撞击 结构物时均发生弯折、爬升、破断，且避免大量破碎冰在结构物前堆 积。
桩基44采用12根4) 1800的钢管桩，桩长67m，入土深度约42m， 桩的布置尽量沿承台底部均匀布置，避免应力集中，使结构各方向的 抗冰能力基本相同。基桩与承台嵌固连接，使桩端深入承台2.0m， 确保结构的整体性。
在圆柱顶部设有快速脱缆钩45。
本实施例兼具系缆功能。
实施例3
如图5-7所示，结构仍采用锥面低承台桩基型式。承台由锥体承 台51和位于锥体承台顶部的圆柱52组成，所述锥体承台一侧面沿锥体 下沿向上具有一垂直平台53，所述垂直平台53内侧与锥体承台51和圆 柱52—侧外部连为一体。圆柱直径18.00m，高度5.50m，顶高程 十11.00m，底高程+5.50m;椎体承台顶直径与圆柱相同，为18.00m， 底直径27.00m，底高程位于极端低水位-1.27m以下，为-2. 50m。这样与流冰可能接触的圆台面为锥面，锥面角度约为60。，以使冰荷载在 设计的任何水位撞击结构物时均发生弯折、爬升、破断，且避免大量 破碎冰在结构物前堆积。考虑护舷安装和减少混凝土水化热影响等要 求，承台进行了相应处理，在承台内部挖空一部分体积，形成一空腔 54。
桩基55采用29根(J) 1800的钢管桩，桩长65 70m，入土深度约 45m，桩的布置尽量沿承台底部均匀布置，避免应力集中，使结构各 方向的抗冰能力基本相同。基桩与承台嵌固连接，使桩端深入承台 2.0m，确保结构的整体性。
本实施例兼具靠船功能。
本实用新型抗冰墩中的基桩型号及个数根据实际情况选用，上述 实施例仅为说明作用，并非对本实用新型的限制。
权利要求1.抗冰墩，包括一钢筋水泥承台和位于承台底部的基桩，其特征为所述承台为锥体，所述基桩在承台底部均匀分布，承台底面位于海水面以下。
2. 根据权利要求1所述的抗冰墩，其特征为所述锥体承台顶部 连接有一圆柱体。
3. 根据权利要求2所述的抗冰墩，其特征为所述锥体承台顶 部与圆柱体之间具有一倒锥体。
4. 根据权利要求1所述的抗冰墩，其特征为所述锥体承台锥面角度为50 70度。
5. 根据权利要求1所述的抗冰墩，其特征为所述锥体承台一侧 面沿锥体下沿向上具有一垂直平台，所述垂直平台内侧与锥体承台和 圆柱一侧外部连为一体。
6. 根据权利要求1所述的抗冰墩，其特征为所述承台内具有一 空腔室。
专利摘要本实用新型公开了一种抗冰墩，包括一钢筋混凝土承台和位于承台底部的基桩，所述承台为锥体，所述基桩在承台底部均匀分布，且承台底面位于海水面以下。本实用新型具有成本低、适应冰荷载不同方向的特点。
文档编号E02B3/20GK201148613SQ20082000034
公开日2008年11月12日 申请日期2008年1月7日 优先权日2008年1月7日
发明者任志杰, 澎 吴, 凯 杨, 杨晓彤, 牛恩宗, 芦志强, 谢东升, 陈际丰 申请人:中交水运规划设计院有限公司