专利名称：一种可浮运拖航的码头模块及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种浮式建筑物，具体的说，是涉及一种码头及其施工方法。
背景技术：
在深海和浅海中均有珊瑚礁的存在，其主体由珊瑚虫组成。珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，在生长过程中能吸收海水中的钙和二氧化碳，然后分泌出石灰石，变为自己生存的外壳。单体珊瑚虫群聚居在一起，一代代地新陈代谢，生长繁衍，同时不断分泌出石灰石，并粘合在一起。这些石灰石经过以后的压实、石化，形成岛屿和礁石，也就是所谓的珊瑚礁。珊瑚礁为许多动植物提供了生活环境，其中包括蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物，此外珊瑚礁还是大洋带的鱼类的幼鱼生长地。
全球现代珊瑚礁主要分布在南北回归线之间的热带海洋中，我国的珊瑚礁主要分布于北回归线以南的热带海岸和海洋中，散布于南海中的岛礁绝大部分是由珊瑚礁构成的。
三沙市位于中国南海，是中国地理纬度位置最南端的城市，下辖西沙群岛、南沙群岛、中沙群岛的岛礁及其海域。随着三沙市的成立，为了能够对岛礁相关设施和人员进行补给，亟需一些有效、低成本以及环保的珊瑚岛礁建设开发方式，其中首当其冲的是码头建设。
然而，由于珊瑚岛礁的特殊地质条件以及考虑到珊瑚岛礁对其周围物理环境和生态条件的影响，目前还没有特别理想的珊瑚岛礁码头建设方式。已有的普通码头的建造技术主要是板桩码头，由于珊瑚岛礁不具备打桩条件，同时岛礁上打桩也会对珊瑚岛礁的生态造成破坏性的影响，只能在岛礁附近打桩，但是因为岛礁附近的水深较大，需要深水打桩，因此成本和技术难度都很大。而其他普通码头的建设技术，如重力式码头、沉箱码头等由于岛礁的特殊土质和岛礁周围的水深条件也都基本无法米用。
因此，目前在珊瑚岛礁上建立码头一直是困扰建筑业的一个难题。发明内容
本发明要解决的是目前珊瑚岛礁上建立码头困难，对珊瑚岛礁生态环境影响较大的技术问题，提供一种可浮运拖航的码头模块及其施工方法，使得珊瑚岛礁码头建设成为可能，不会对珊瑚岛礁的生态环境产生破坏，并且施工速度快，施工难度和施工成本低。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现
一种可浮运拖航的码头模块，包括由基础顶盖和基础侧壁构成的箱筒形基础，所述箱筒形基础内部设置有多个固定于所述基础顶盖的分隔板，所述基础顶盖、所述基础侧壁以及所述分舱板构成多个底部开口的分舱结构，所述箱筒形基础上部固定连接有中空的卧式浮箱，所述卧式浮箱上部对称地固定连接有两个中空的立式浮箱，所述箱筒形基础的每个分舱、所述卧式浮箱均分别设置有管路接头，两个所述立式浮箱顶部固定连接有码头道路面板。3
所述箱筒形基础、所述卧式浮箱、所述立式浮箱和所述码头道路面板均由混凝土或钢制成。
所述箱筒形基础的直径或最长跨度为lO-lOOm，高度为l_50m，
所述立式浮箱内部设置有贮存区，并配备有舱门。
两个所述立式浮箱分别设置有管路接头。
一种可浮运拖航的码头结构，该码头结构由所述码头模块通过焊接、锚栓连接或胶性材料粘结的方式组装而成。
一种可浮运拖航的码头模块的施工方法，包括如下步骤
a.陆上建造所述箱筒形基础，将所述箱筒形基础吊入水中；
b.在水中以所述箱筒形基础的基础顶盖为底部模板，依次建造所述卧式浮箱、所述立式浮箱和所述码头道路面板，形成一个完整的码头模块；
c.浮运拖航所述码头模块到施工地点；
d.对所述箱筒形基础进行排气；
e.待所述码头模块不再下沉时，对所述卧式浮箱进行压载，直至所述码头模块下沉到设计深度；
f.下沉到位后，分别对所述箱筒形基础的各个分舱注水或抽水，进行基础调平。
所述步骤(e)的施工过程中，当所述箱筒形基础的分舱板接触到珊瑚岛礁岩体表面后，对所述箱筒形基础进行抽水操作和抽气操作，使所述箱筒形基础辅助下沉。
所述步骤(e)的施工过程中，下沉不到位时，对所述立式浮箱进行压载。
所述步骤(f)调平达到设计精度后，再次对所述卧式浮箱进行压载，直至达到设计压载值。
本发明的有益效果是
本发明的码头模块结构简单，制造方便，环境友好，特别适合于珊瑚岛礁的地质条件，避免破坏珊瑚岛礁的生态平衡，解决了珊瑚岛礁建立码头的难题，使珊瑚岛礁码头建设可行性取得突破性进展；同时该码头模块具有能够浮运拖航，能够精细下沉调平，并且沉降可控等优势，可以有效地将码头建造在珊瑚岛礁，建造施工速度快，建造施工难度低。
图I是本发明所提供的码头模块的结构示意图2是图I的主视图3是图I的仰视图。
图中1，箱筒型基础；11，基础顶盖；12，基础侧壁；13，分隔板；2，卧式浮箱；3，立式浮箱；4，码头道路面板。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下
如图I至图3所示，本实施例披露了一种可浮运拖航的码头模块，主要由箱筒形基础I、卧式浮箱2、立式浮箱3和码头道路面板4构成。箱筒形基础I顶部设置有卧式浮箱2，卧式浮箱2上部对称地设置有两个立式浮箱3，两个立式浮箱3的顶部设置有码头道路面板4。
箱筒形基础I是底部开口的半封闭结构，由混凝土结构的基础顶盖11和钢制基础侧壁12构成宽扁形空腔。该空腔内部设置有多个的钢制分隔板13，分隔板13顶部伸入到基础顶盖11 一定深度，其深度一般为基础顶盖11厚度的1/2 3/4，以便与混凝土顶盖11连接牢固。
箱筒形基础I可以是多边形或圆形，其内部可以由分隔板13分隔为方格状或蜂窝状的分舱。箱筒形基础I的直径或最长跨度为IO-IOOm,高度为l-50m，基础宽度与高度比为 2-10。
由此，基础顶盖11、基础侧壁12以及若干分舱板13构成多个底部开口的空腔结构，每个空腔结构均配置有管路接头，管路接头设置于基础顶盖11。管路接头可以连接注/ 排水管路、注/排气管路，这些空腔结构能够保证码头模块的浮运，同时在箱筒形基础I下沉过程中通过对各个空腔结构内施加不同的压力，可以控制基础水平度，以达到控制沉降安全性和有效性的目的。
卧式浮箱2为中空结构，可以由混凝土或钢制成；卧式浮箱2的底板与箱筒形基础 I的基础顶盖11浇筑或者焊接为一体，用于提供浮力和压载。卧式浮箱2配置有管路接头， 该管路接头可以连接注/排水管路或者注/排气管路，其作用是对卧式浮箱2进行注水或注砂的压载操作，减少结构浮力，以保证结构下沉过程顺利开展。
两个立式浮箱3分别为中空结构，可以由混凝土或钢制成；立式浮箱3的底板与卧式浮箱2的顶板浇筑或者焊接为一体。立式浮箱3主要用于提供浮力，保证码头模块整体的稳性。立式浮箱3内部可以设置为多个不同功能的贮存区，并且配备舱门，以便安装完毕投入使用后兼具贮存功能，为海上作业储油以及储存货品。两个立式浮箱3还可以分别配置有管路接头，该管路接头可以连接注/排水管路或者注/排气管路，在需要时对立式浮箱 3进行注水或注砂的压载操作。
码头道路面板4为板式结构，可以由混凝土或钢制成，其底面与立式浮箱3的顶板浇筑或者焊接为一体，主要作为运输通道和卸货堆放区。
利用多个本发明的码头模块可以拼装组成一个完整的码头结构，码头模块之间通过焊接、锚栓连接或胶性材料粘结的方式连接成一体。
上述可浮运拖航的码头模块的施工方法，具体步骤如下
先在陆上建造箱筒形基础I，然后利用吊机设备将箱筒形基础I吊入水中，利用箱筒形基础I自身的浮力，使其充当码头模块其他结构建造的施工平台。
在水中以箱筒形基础I的基础顶盖11为底部模板，以浇筑或者焊接的方式依次建造卧式浮箱2、立式浮箱3和码头道路面板4，形成一个完整的码头模块。建造过程中随着结构重量的增长，依次由卧式浮箱2和立式浮箱3提供浮力，避免在码头或者船坞上进行施工，从而节省预制的空间和成本。箱筒形基础I、卧式浮箱2、立式浮箱3在建造的过程中， 分别将各自的连接注/排水管路或者注/排气管路连接好。
整体码头模块建造完成后，通过拖轮进行码头模块的浮运拖航。
当浮运拖航到施工地点后，先打开箱筒形基础I上所连接的排气管路。待码头模块整体重量与结构浮力相等而不再下沉时，打开卧式浮箱2所连接的注水管路，通过压载注水或注砂减少码头模块整体结构浮力，使码头模块整体结构的重量增加而进一步下沉。 当箱筒形基础I分舱板接触到珊瑚岛礁岩体表面后，还可以通过箱筒形基础I所连接的的排水管路或排气管路进行抽水操作以及抽气操作，使箱筒形基础I的依靠吸力下沉，辅助压载下沉过程，直到码头模块下沉到设计深度。在此过程中立式浮箱3的浮力可提供码头模块整体下沉的浮稳性，保证结构下沉过程中不会出现大的倾斜角或倾倒。必要时，如水深较大，依靠箱筒形基础I和卧式浮箱2的压载仍然无法下沉到位时，还需继续对立式浮箱3 进行压载注水或注砂使码头模块进一步下沉。
下沉到位后，通过箱筒形基础I所连接的注/排水管路对箱筒形基础I中的各个分舱注水或抽水，从而提供不同的舱内压力，进行基础调平工作。待调平达到设计精度后， 再次对卧式浮箱2进行压载注水或注砂直到达到设计压载值，进一步增强码头模块的结构稳定性，最终安装完毕。本发明码头模块的拖航速度一般可达到5节以上，整个安装过程约在5小时内完成。
单个码头模块施工完毕之后，根据设计再依次进行其他码头模块的施工，并通过焊接、锚栓连接或胶性材料粘结的方式将码头模块之间连接牢固，逐渐组装成为完整的码头结构。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种可浮运拖航的码头模块，其特征在于，包括由基础顶盖和基础侧壁构成的箱筒形基础，所述箱筒形基础内部设置有多个固定于所述基础顶盖的分隔板，所述基础顶盖、所述基础侧壁以及所述分舱板构成多个底部开口的分舱结构，所述箱筒形基础上部固定连接有中空的卧式浮箱，所述卧式浮箱上部对称地固定连接有两个中空的立式浮箱，所述箱筒形基础的每个分舱、所述卧式浮箱均分别设置有管路接头，两个所述立式浮箱顶部固定连接有码头道路面板。
2.根据权利要求I所述的一种可浮运拖航的码头模块，其特征在于，所述箱筒形基础、所述卧式浮箱、所述立式浮箱和所述码头道路面板均由混凝土或钢制成。
3.根据权利要求I所述的一种可浮运拖航的码头模块，其特征在于，所述箱筒形基础的直径或最长跨度为lO-lOOm，高度为l-50m。
4.根据权利要求I所述的一种可浮运拖航的码头模块，其特征在于，所述立式浮箱内部设置有贮存区，并配备有舱门。
5.根据权利要求I所述的一种可浮运拖航的码头模块，其特征在于，两个所述立式浮箱分别设置有管路接头。
6.一种可浮运拖航的码头结构，其特征在于，该码头结构由如权利要求1-5中任一项所述码头模块通过焊接、锚栓连接或胶性材料粘结的方式组装而成。
7.—种如权利要求中1-5任一项所述可浮运拖航的码头模块的施工方法，其特征在于，包括如下步骤a.陆上建造所述箱筒形基础，将所述箱筒形基础吊入水中；b.在水中以所述箱筒形基础的基础顶盖为底部模板，依次建造所述卧式浮箱、所述立式浮箱和所述码头道路面板，形成一个完整的码头模块；c.浮运拖航所述码头模块到施工地点；d.对所述箱筒形基础进行排气；e.待所述码头模块不再下沉时，对所述卧式浮箱进行压载，直至所述码头模块下沉到设计深度；f.下沉到位后，分别对所述箱筒形基础的各个分舱注水或抽水，进行基础调平。
8.根据权利要求7所述的一种可浮运拖航的码头模块的施工方法，其特征在于，所述步骤(e)的施工过程中，当所述箱筒形基础的分舱板接触到珊瑚岛礁岩体表面后，对所述箱筒形基础进行抽水操作和抽气操作，使所述箱筒形基础辅助下沉。
9.根据权利要求7所述的一种可浮运拖航的码头模块的施工方法，其特征在于，所述步骤(e)的施工过程中，下沉不到位时，对所述立式浮箱进行压载。
10.根据权利要求7所述的一种可浮运拖航的码头模块的施工方法，其特征在于，所述步骤(f)调平达到设计精度后，再次对所述卧式浮箱进行压载，直至达到设计压载值。
全文摘要
本发明公开了一种可浮运拖航的码头模块及其施工方法，包括基础顶盖和基础侧壁构成的箱筒形基础，其内部设置底部开口的分舱结构，箱筒形基础上部设置有卧式浮箱，卧式浮箱上部对称地设置有两个立式浮箱，立式浮箱顶部设置有码头道路面板；施工时先在陆上建造箱筒形基础，然后在水中以箱筒形基础为底部模板，依次建造卧式浮箱、立式浮箱和码头道路面板，形成码头模块；浮运拖航码头模块到施工地点；对箱筒形基础进行排气以及对卧式浮箱进行压载，直至码头模块下沉到设计深度，进行基础调平。本发明能够避免破坏珊瑚岛礁的生态平衡，使珊瑚岛礁码头建设成为可能，同时能够浮运拖航，能够精细下沉调平，并且沉降可控，码头建造速度快，建设难度低。
文档编号E02B3/04GK102926350SQ201210452729
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者丁红岩, 张浦阳 申请人:天津大学