[实用新型]三角形沉箱

说明书

技术领域：

本实用新型属于堤坝工程领域，涉及一种堤坝的堤身结构，特别是涉及一种沉箱结构。

背景技术：

沉箱属于传统堤坝结构型式，在防沙堤、防波堤、整治建筑物、护岸等堤坝工程中应用广泛，现有技术的沉箱结构类型有矩形沉箱、圆形沉箱(竖放圆桶状)、削角胸墙沉箱、梯形沉箱。其共同特点是属于重力式结构，依靠沉箱自重和回填料重量抵御波浪、水压力和土压力作用，维持结构整体稳定，承受波浪能力强，堤坝自重大，基底压力大，对地基承载力要求高，通常需要抛石基床，矩形沉箱典型断面见图1。

现有技术的沉箱存在以下不足：

1、矩形沉箱、圆形沉箱：在横断面方向均为直立式，顶部设置胸墙，见图1、图2。存在以下不足：1)墙前形成立波，波浪力加大，为维持结构整体稳定，需要很宽的宽度，每延米钢筋混凝土及回填料用量较大；2)当堤身高度较高时，平均基底压力基本成线形增大，在波浪作用下，基底压力成梯形分布，局部基底压力进一步加大，因而往往在软土地基上无法采用，在中等承载力地基上也需要较厚的抛石基床。

2、削角胸墙沉箱：在矩形沉箱的顶部设置削角胸墙形成。存在以下不足：1)削角胸墙的体积和工程量很大，经济性不佳；2)仅利用削角胸墙减弱立波效应，波浪力仍然很大，下部沉箱的波浪力仍为水平力，不利于抗倾抗滑稳定，削角胸墙上的波浪力的合力作用线指向沉箱底板以外，波压力的垂直分力对于抗倾而言仍是倾覆力矩，为维持稳定需要，仍然需要较宽的沉箱宽度，每延米钢筋混凝土及回填料用量较大；3)当堤身高度较高时，基底压力仍基本成线形增大，在软土地基上无法采用，在中等承载力地基上也需要较厚的抛石基床。

3、梯形沉箱：横断面为梯形，具有一定顶宽。存在以下不足：1)较宽的沉箱宽度，每延米钢筋混凝土及回填料用量较大；2)基底压力基本与堤身高度成线形关系，基底压力大，在软土地基上无法采用，在中等承载力地基上也需要较厚的抛石基床。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种三角形沉箱，解决现有技术沉箱的不足。

本实用新型三角形沉箱的技术方案是：三角形沉箱由侧板、底板、两端的封板整体连接成箱体结构并充填回填料形成，两侧侧板之间按节点构造连接，不设顶板，横断面呈近似三角形，侧板与底板的夹角不大于60°，整体呈近似三角形棱柱体。

当堤前波浪H_1％接近于0.6～0.78倍水深(破碎波)，所述侧板与底板的夹角大于等于30°且小于等于45°。

通过侧板提高沉箱稳定性的机理：由于波浪力作用的方向是与钢筋混凝土侧板垂直，其垂直分力为对稳定有利的力。当侧板与水平面的夹角小于45°时，其波浪力的合力作用线始终指向沉箱底板以内，波浪力对沉箱抗倾稳定是有利的，波浪的垂直分力较大，波浪力对沉箱抗滑稳定的有利作用较大，见图7；当侧板与水平面的夹角45°～60°时，其波浪力的合力作用线基本指向沉箱背浪侧趾附近，波浪力对沉箱抗倾稳定的影响很小，波浪的垂直分力减小，对沉箱抗滑的有利作用减小；当侧板与水平面的夹角大于60°时，其波浪力的合力作用线指向沉箱底板以外，波浪力对沉箱的抗倾稳定是不利的，波浪的垂直分力很小，对沉箱抗滑的有利作用很小。

侧板与底板夹角的确定方法：根据通过侧板提高沉箱稳定性的机理，夹角主要根据波浪和堤身高度的对比关系，经抗倾、抗滑稳定计算确定，一般当堤前波浪相对于堤高较小时，侧板与底板夹角可接近于60°，当堤前波浪相对于堤高较大、但H_1％小于0.6倍水深时，侧板与底板夹角宜接近于45°，当堤前波浪很大、H_1％接近于0.6～0.78倍水深(破碎波)时，侧板与底板夹角宜不大于45°。

三角形沉箱可以进一步在顶部设置水平截面为矩形或波浪形、矩形槽型、梯形槽型的挡板，或设置竖向截面为反弧形、挑檐形的挡板。可以在侧板和底板之间按现有技术的做法设置高度不大于1/2沉箱高度的直墙。

三角形沉箱的侧板、底板、封板、挡板为钢筋混凝土结构，中间的回填料采用淤泥、淤泥质土、粉质粘土、粘土、粉土、粉砂、细沙、中沙、粗砂、碎石的一种或几种混合。

侧板厚度及配筋主要根据波浪力作用计算确定，底板厚度及配筋主要根据使用期波浪力、填土作用和施工期吊装作用计算确定，封板厚度及配筋主要根据挡土作用和构造需要确定。

三角形沉箱一般采用整体预制、驳船装载、吊机安装。

本实用新型的技术效果是：