一种基于废旧轮胎的滩涂简易码头的制作方法

本实用新型涉及滩涂地区简易码头的搭建技术，尤其涉及一种基于废旧轮胎的滩涂简易码头。

背景技术：
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滩涂，指高潮位与低潮位之间的潮浸地带或滩地，在地貌学上称谓“潮间带”。滩涂是中国重要的后备土地资源，具有面积大、分布集中、区位条件好、农牧渔业综合开发潜力大的特点。滩涂是水产养殖和发展农业生产的重要基地，是开发海洋、发展海洋产业的一笔宝贵财富。

滩涂地区土层松软，不利于人员通行及简易物资的搬运。故在利用滩涂进行农牧渔业生产过程中，部分重要地段需修建简易码头，方便行人通行。此类码头，承受的荷载不大，一般仅供行人及非机动车通行，且需考虑水位变化及季节性渔业生产因素而具有临时性、间歇性使用特征，故不宜采用钢筋混凝土修建成永久性形式。

而另一方面，我国每年产生的废旧轮胎居世界前列，2013年我国废旧轮胎产生量已经达到2.99亿条、重量达到1080万吨，并以每年约8%~10%的速度增长。到2020年，我国废旧轮胎年产量将达2000万吨。如何安全、环保的处理与日俱增的废旧轮胎，是亟待解决的问题。

若能够把废旧轮胎用于滩涂地区简易码头的建设，一方面可以降低滩涂地区便民码头的造价与施工难度，另一方面也为废旧轮胎的再利用提供新途径，显然符合资源再利用的发展需求。

可见，有必要探讨利用废旧轮胎修建滩涂简易码头的设计方法，促进现有技术的革新与进步。

技术实现要素：
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为了弥补现有技术问题的不足，本实用新型的目的是提供一种基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其整体稳定性高、施工简便，为滩涂地区简易码头的修建提供一种新思路。

本实用新型的技术方案如下：

基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其特征在于，包括废旧轮胎配重块、两种工字钢、连接板、混凝土板，根据场地环境及地质条件设计简易码头尺寸后，在设计指定位置打入纵向和横向的多个工字钢一，纵向和横向各两排，

每根工字钢一上套装有一个大废旧轮胎配重块，大废旧轮胎配重块上依次叠压套装有多个小废旧轮胎配重块，各列废旧轮胎配重块压入滩涂至不再下陷；

每根工字钢一上端均套入连接梁，同排工字钢一上的连接梁两端或者一端连接工字钢二构成支撑梁；

横向两排工字钢一位置相对应的两根上、纵向两排工字钢一位置相对应的两根上均套装有连接板，连接板两端压在连接梁上端面；

横向两排工字钢一上的连接板上端面铺设有混凝土板一，相邻混凝土板一紧密接触构成横向通道；

纵向两排工字钢一上的连接板上端面铺设有混凝土板二，相邻混凝土板二紧密接触构成纵向通道；

工字钢一上端均安装有立柱，每排横向立柱、每排纵向立柱上均安装有护栏。

所述的基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其特征在于，所述的废旧轮胎配重块为废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土形成，且在中心处设有矩形孔，矩形孔的长度大于工字钢一的腹板高度，矩形孔的宽度大于工字钢一的翼板长度。

所述的基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其特征在于，所述的连接梁的中部设置套孔、两端设有固定孔，套孔的长度大于工字钢一的腹板高度，套孔的宽度大于工字钢一的翼板长度。

所述的基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其特征在于，所述的连接板的两端设置套孔，两端套孔的中心距离等于两排工字钢一的中心距离。

所述的基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其特征在于，所述的工字钢二的两端设置固定孔，其与连接梁上的固定孔相互匹配。

所述的基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其特征在于，所述的工字钢一的上部设置固定孔，其与立柱上的固定孔相互匹配。

所述的基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其特征在于，所述的混凝土板一与混凝土板二的长度大于相互平行工字钢二钢梁的外缘距离。

所述的基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其特征在于，所述的横向通道上设置标高不同的低水位作业平台与高水位作业平台。

所述的基于废旧轮胎的滩涂简易码头，其特征在于，所述的横向通道在最低水位以上的废旧轮胎配重块的外露面喷射水泥砂浆并抹面。

一种基于废旧轮胎的滩涂简易码头的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、设计简易码头构型：

根据场地地质条件、地形地貌、使用荷载、水位变动范围等因素，设计滩涂简易码头的构型，确定低水位作业平台与高水位作业平台的标高，确定各位置处工字钢一的入土深度及总高度；

2）、打入工字钢一：

根据设计方案，在滩涂指定位置打入工字钢一，工字钢一应打入强度较高的地层中，各工字钢一呈竖直状态；除低水位作业平台位置外，其余位置处的各工字钢一的顶面标高相同；

3）、套入废旧轮胎配重块：

基于矩形孔把一个大废旧轮胎配重块套入各工字钢一上，再逐渐套入多个小废旧轮胎配重块，把各列废旧轮胎配重块压入滩涂至不再下陷；除低水位作业平台位置外，其余位置处的各列废旧轮胎配重块的顶部标高一致；

4）、连接工字钢二：

基于套孔把连接梁套入各工字钢一的上部，通过连接件连接与固定连接梁上的固定孔与工字钢二上的固定孔，使工字钢二的两端依次与工字钢一相连形成平行的钢梁；

5）、套入连接板：

把连接板两端的套孔套住各平行分布的工字钢一上形成横向固定结构；

6）、铺设混凝土板：

基于吊装孔搬运混凝土板一与混凝土板二，根据位置差异使混凝土板整齐、平行的铺设在平行分布的工字钢二钢梁上，构成码头的路面与作业平台；在低水位作业平台与高水位作业平台交接处应搭接台阶供连接；

7）、组装安全护栏：

通过连接件连接立柱上的固定孔与工字钢一上部的固定孔使相互固定，再通过连接件固定与连接立柱与栏杆，由此构成码头通道安全护栏；

8）、水泥砂浆抹面：

对最低水位以上的废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆并抹面。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型利用废旧轮胎制作配重块，一方面废旧轮胎为外框架可省去模板，另一方面废旧轮胎可有效保护其内槽内的钢筋混凝土，混凝土内仅配少量构造钢筋即可，且可把适度粒径的建筑垃圾、碎石等拌入混凝土中，取材方便，整体价格低廉。

2、本实用新型的竖向荷载由废旧轮胎制作配重块承担并传递至地层中，水平荷载由各打入在地层中工字钢承担，整体强度大，能满足一般条件下滩涂地区的农牧渔业生产需求。

3、本实用新型一般作为临时性、过渡性构筑物使用，各构件均通过连接件连接，可根据需要进行移位与重建，按照建造相反的工序，可实现所提码头的快速拆除与改建。

4、本实用新型结构简单，施工方便，废旧轮胎配重块的相互堆砌施工速度快，整体造价较低。

附图说明：

图1为本实用新型的废旧轮胎配重块结构示意图。

图2为本实用新型的废旧轮胎配重块与工字钢搭一接示意图。

图3为本实用新型的混凝土板一结构示意图。

图4为本实用新型的混凝土板二结构示意图。

图5为本实用新型的连接板结构示意图。

图6为本实用新型的连接梁结构示意图。

图7为本实用新型的工字钢二结构示意图。

图8为本实用新型的立柱结构示意图。

图9为本实用新型的栏杆结构示意图。

图10为本实用新型的各构件组装前对应关系示意图。

图11为本实用新型的各构件组装后的详图。

图12为本实用新型的局部组装示意图。

图13为本实用新型的混凝土板铺设示意图。

图14为本实用新型的简易码头结构示意图。

图15为本实用新型的简易码头纵断面结构示意图。

图16为本实用新型的简易码头横断面结构示意图。

图17为本实用新型的简易码头桥墩竣工示意图。

图18为本实用新型的简易码头钢梁竣工示意图。

图19为本实用新型的简易码头隐藏混凝土板结构示意图。

附图标记说明：1、小废旧轮胎配重块；2、钢筋混凝土；3、矩形孔；4、大废旧轮胎配重块；5、工字钢一；6、固定孔；7、混凝土板一；8、吊装孔；9、混凝土板二；10、连接板；11、套孔；12、连接梁；13、工字钢二；14、立柱；15、栏杆；A、低水位作业平台；B、高水位作业平台；C、滩涂泥面；D、水位面。

具体实施方式：

参见附图：

基于废旧轮胎的滩涂简易码头，包括废旧轮胎配重块、两种工字钢、连接板10、混凝土板等，根据场地环境及地质条件设计简易码头后，在设计指定位置打入工字钢一5，基于矩形孔3把一个大废旧轮胎配重块套入各工字钢一5上，再逐渐套入多个小废旧轮胎配重块，把各列废旧轮胎配重块压入滩涂至不再下陷，再基于套孔11把连接梁12套入各工字钢一5的上部，通过连接件连接与固定连接梁12上的固定孔6与工字钢二13上的固定孔6，使工字钢二13依次与工字钢一5相连形成平行的钢梁，并把连接板10两端的套孔11套住各平行分布的工字钢一5上形成横向固定结构，再把混凝土板一7与混凝土板二9平铺于各平行钢梁上，通过连接件连接把立柱14与栏杆15固定于工字钢一5的上部形成安全护栏，由此构成滩涂地区的简易码头。

废旧轮胎配重块为废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土2形成，且在中心处设有矩形孔3，矩形孔3的长度大于工字钢一5的腹板高度，矩形孔3的宽度大于工字钢一5的翼板长度；由于废旧轮胎可有效保护其内槽内的钢筋混凝土，故混凝土中可掺入粒径适度的建筑垃圾与碎石等，进一步降低造价；废旧轮胎配重块的构型如图1所示。

特别地，为了增加接地面积，各列废旧轮胎的最底部采用大废旧轮胎配重块4，其余均采用小废旧轮胎配重块1。大废旧轮胎配重块4的直径为1m左右，而小废旧轮胎配重块1的直径为0.6m~0.7m左右。采用大废旧轮胎配重块4置于最底部，接触面积大，基底压力变小，能有效减小地基沉降，对提高简易码头的平整性有利。图2给出了各废旧轮胎配重块与工字钢一5连接情况。

所提码头中用到两种工字钢：工字钢一5的作用类似于桥墩，工字钢二13相当于桥墩之间的钢梁。工字钢二13的型号与尺寸大于工字钢一5的型号与尺寸。如工字钢一5可选用规格10或12的工字钢，工字钢二13可选用规格36a或40a的工字钢。工字钢二13的构型如图3所示。

工字钢二13的两端设置固定孔6，其与连接梁12上的固定孔6相互匹配。工字钢一5的上部设置固定孔6，其与立柱14上的固定孔6相互匹配。各构件通过连接件相互连接，方便后续的改建或拆除。工字钢二13应设计成标准长度，各相邻标准长度的工字钢二13之间通过连接梁12与连接件固定，从而达到相互连接与延长。图10与图11给出了各构件的相互连接对应关系。

连接梁12的中部设置套孔11、两端设有固定孔6，套孔11的长度大于工字钢一5的腹板高度，套孔11的宽度大于工字钢一5的翼板长度。连接梁12的作用是连接各工字钢二13形成钢梁，且使其固定于工字钢一5位置处。连接梁12的构型如图6所示。

连接板10的两端设置套孔11，两端套孔11的中心距离等于两排工字钢一5的中心距离。连接板10的作用是连接与固定相邻平行的工字钢一5，使各工字钢一5连接形成整体。连接板10的构型如图5所示。

混凝土板一7与混凝土板二9的两端设置吊装孔5，供吊装与搬运使用。混凝土板一7与混凝土板二9的长度相等，且大于相互平行工字钢二13钢梁的外缘距离。混凝土板一7与混凝土板二9区别在于，混凝土板二9一侧的两端设置一定的缺口，避免与工字钢一5的露出顶部发生空间冲突。混凝土板一7与混凝土板二9的构型如图3与图4所示，混凝土板的搭接与分布如图13所示。

立柱14上的固定孔6与工字钢一5上部的固定孔6相互匹配，可通过连接件相互固定。立柱14与栏杆15的固定孔也相互匹配，可通过连接件相互固定。可见，简易码头通道处的安全护栏均由连接件连接与固定形成，方便后续的改建或拆除。立柱14与栏杆15的构型如图8与图9所示，安全护栏的连接情况如图11所示。

一般仅在码头的通道处设置安全护栏，而为了作业的方便，在码头作业平台处不设置安全护栏。图14给出了简易码头的三维视图。

考虑到滩涂地区潮水位的变化，为了方便码头在多种水位下的应用，特设置两个不同的低水位作业平台A与高水位作业平台B，如图14所示。码头的通道及高水位作业平台B处混凝土板的标高一致，且大于低水位作业平台A的混凝土板标高。由此可见，码头的通道及高水位作业平台B处的废旧轮胎配重块堆砌顶部标高一致，且大于低水位作业平台A处废旧轮胎配重块顶部的标高。

低水位作业平台A与高水位作业平台B交接处，通过混凝土板的堆砌形成台阶，形成互通通道。当水位较低时，渔船可停靠在低水位作业平台A处进行作业；当水位较高时，渔船可停靠在高水位作业平台B处进行作业。低水位作业平台A与高水位作业平台B的具体标高应根据拟建场地的水文条件进行综合确定。

所提简易码头的竖向荷载传递路径为：混凝土板把使用荷载作用传递给两侧平行的工字钢二13钢梁，工字钢二13再把荷载传递给各列废旧轮胎配重块，荷载基于各列废旧轮胎配重块传递给滩涂地层。大废旧轮胎配重块的接地面积较大，能把荷载传递到较大面积的土层中去，基底应力较小，相对其他传统截面积较小的基础形式而言更具优势。由于连接板10与连接梁12上的套孔11尺寸大于工字钢一5的外轮廓尺寸，故工字钢一5不会约束、阻止工字钢二13及废旧轮胎配重块的下沉，工字钢一5不承担竖向的交通荷载。

使用荷载导致各列废旧轮胎配重块进一步下沉、陷入滩涂地层中，进而引起工字钢二13的下沉。只要各列废旧轮胎配重块下沉的竖向位移相同，则简易码头仍能够保持平整性。当然，若某些位置的废旧轮胎配重块下沉过大导致混凝土板不平顺时，可在该位置处的废旧轮胎配重块之间加入垫块，补偿其下沉量，维护混凝土板的平整性。码头应进行定期维护，对下沉过大的位置加入垫块进行补偿。所提码头使用一段时间后，其沉降达到最大值，废旧轮胎配重块不再下沉，此时码头处于较稳定的阶段。

所提码头的水平荷载由工字钢一5承担。由于工字钢一5打入强度较高的地层中，其整体性较高，能承受较大的水平荷载。各工字钢一5通过连接板10与工字钢二13连接形成整体，相互约束与牵制，构成稳定性结构。

对最低水位以上的废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆进行抹面防护，防止其在特殊条件发生燃烧，也可延缓橡胶的老化。

基于废旧轮胎的滩涂简易码头施工过程如下：

1）、设计简易码头构型：

根据场地地质条件、地形地貌、使用荷载、水位变动范围等因素，设计滩涂简易码头的构型，确定低水位作业平台A与高水位作业平台B的标高，确定各位置处工字钢一5的入土深度及总高度。

码头的参数包括通道长度、宽度、标高、工字钢一5的入土深度与间距、混凝土板的尺寸、低水位作业平台A与高水位作业平台B的标高及互通方式等。各构件的尺寸应相互匹配，能够组装成整体。

2）、打入工字钢一：

根据设计方案，在滩涂指定位置打入工字钢一5，工字钢一5应打入强度较高的地层中，各工字钢一5呈竖直状态。除低水位作业平台A位置外，其余位置处的各工字钢一5的顶面标高相同。

一般地，在泥面起伏比较大的滩涂地区不同位置处的工字钢一5的长度不相同。一方面其应插入强度较高的土层形成稳定结构，另一方面其顶部标高应相同，才能使所建便道及高水位作业平台B处的平台标高一致。

实际施工过程中，工字钢一5的位置有一定误差也是正常的。由于套孔11的尺寸略大于工字钢一5外轮廓，其能够适应工字钢一5在一定范围内的偏移。但若工字钢一5的位置偏移太大，导致无法组装时，需重新施工工字钢一5。故施工过程中尽可能的保证施工精度。工字钢一5应打入强度较高的滩涂地层中，才能确保码头的整体稳定性。

3）、套入废旧轮胎配重块：

基于矩形孔3把一个大废旧轮胎配重块套入各工字钢一5上，再逐渐套入多个小废旧轮胎配重块，把各列废旧轮胎配重块压入滩涂至不再下陷。除低水位作业平台A位置外，其余位置处的各列废旧轮胎配重块的顶部标高一致。

废旧轮胎配重块为废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土2形成。以常见小轿车轮胎型号195/60R15为例，其内腔体积约为0.055 m³，内槽浇筑钢筋混凝土后整体重量约为130kg。2~4人能把该重量的废旧轮胎配重块抬起套入工字钢一5中。同一工程中应选用同一规格的小废旧轮胎配重块制作配置块。施工中应尽可能的较少废旧轮胎配重块对工字钢一5的碰撞，以维护整体的稳定性与安全性。图2给出了废旧轮胎配重块套入各工字钢一5的示意图。

4）、连接工字钢二：

基于套孔11把连接梁12套入各工字钢一5的上部，通过连接件连接与固定连接梁12上的固定孔6与工字钢二13上的固定孔6，使工字钢二13的两端依次与工字钢一5相连形成平行的钢梁。

施工结束后，工字钢二13构成两列平行的钢梁，供搭接与支撑混凝土板。图18给出了工字钢二13施工结束后的结构示意图。

5）、套入连接板：

把连接板10两端的套孔11套住各平行分布的工字钢一5上形成横向固定结构。

图12给出了详细搭接情况，图18表示了工字钢一5与连接板10组装结束后的示意图。

6）、铺设混凝土板：

基于吊装孔8搬运混凝土板一7与混凝土板二9，根据位置差异使混凝土板整齐、平行的铺设在平行分布的工字钢二13钢梁上，构成码头的路面与作业平台。在低水位作业平台A与高水位作业平台B交接处应搭接台阶供连接。

相邻混凝土板之间尽可能紧密相连，提高平台的平顺性与舒适性。各混凝土板的铺设位置如图13所示。

7）、组装安全护栏：

通过连接件连接立柱14上的固定孔6与工字钢一5上部的固定孔6使相互固定，再通过连接件固定与连接立柱14与栏杆15，由此形成码头通道的安全护栏。

立柱14与栏杆15的高度与间距应满足相关规范要求，应具有足够的强度，能满足日常通行的安全需求。

8）、水泥砂浆抹面：

对最低水位以上的废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆进行抹面防护，防止废旧轮胎在特殊情况下发生燃烧，也可有效延缓废旧轮胎中橡胶的老化。

在特殊情况下，如雷击、明火引燃等作用下，废旧轮胎可能发生燃烧，造成码头的失效。故应在最低水位以上的废旧轮胎外露面喷射水泥砂浆形成抹面，防止废旧轮胎在特殊情况下发生燃烧。施工中，可在废旧轮胎表面附着、固定、包裹辅助土工织物，使水泥砂浆能牢固、有效的包裹住废旧轮胎外表面，形成稳定的保护层。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之内。