[发明专利]一种悬浮隧道结构

说明书

本发明公开了一种悬浮隧道结构，包括，岸上隧道结构，所述岸上隧道结构设置于涉水区域两侧的岸坡位置；水中隧道结构，所述水中隧道结构横穿涉水区域，并连通所述涉水区域两侧的岸坡位置处的所述岸上隧道结构；抗浮导环，所述抗浮导环套设于所述水中隧道结构上，并将水中隧道结构部分包覆；所述抗浮导环包括双层的环形结构，所述双层的环形结构中，远离水中隧道结构的外壁为刚性结构，所述双层的环形结构内设置有缓冲结构；锚索单元，所述锚索单元用于水中隧道结构在基床上的锁定，所述锚索单元通过抗浮导环的刚性结构实现水中隧道结构的锚定。本发明中，锚索单元通过抗浮导环实现锚定，不会直接锚定到隧道上，进而锚索过程中，既能够锁定悬浮隧道，又不会直接牵引或者与悬浮隧道连接，减少了锚定中对其的磨损等。

技术领域

本发明属于深水环境的交通运输技术领域，尤其涉及一种悬浮隧道。

背景技术

悬浮隧道又名阿基米德桥，简称SFT(Submerged Floating Tunnel)，是继跨海大桥、海底沉管隧道后又一种跨越深水域的创新型交通构筑物，悬浮隧道将突破沉管隧道必须沉放在河床、海床的限制，实现海中悬浮穿越，这也意味着一些水深超过百米、采用沉管隧道技术难以实现的跨海工程有望通过架设悬浮隧道，实现跨越。

阿基米德桥横截面可以为椭圆形或圆形，长度可达几千米，宽度可达几十米，可通行汽车，也可建成多通道，同时通行汽车和火车。由于技术上的一些难题没有解决，并且没有相应的设计、建设标准，目前世界上还没有一座真正的阿基米德桥。而一旦建成，阿基米德桥将成为一种新的交通方案供人们选择。更为重要的是，阿基米德桥适用于跨度较大、水位较深等不适宜建桥、隧道的地点。

目前，对于悬浮隧道的结构形式大概有三种支撑方式：

第一是浮筒式结构，当悬浮管道的浮力较小时，利用浮筒增加浮力；

第二是是锚索式，当管道的浮力足够大时，采用锚索拉力固定管道；

第三为刚性桩柱式，很像水中桥梁。

阿基米德桥的设计与建造向力学工作者提出了巨大挑战。首先是流固耦合问题，水中悬浮隧道，在波流载荷、海啸、地震，以及偶发爆炸撞击载荷作用下的动力响应和安全性的评估需要复杂的流固耦合动力学计算。再者，针对锚固方式和锚固结构的安全性，需要进行流固土之间的相互作用方面的研究，锚固系统在水流作用下会发生涡激振动(VIV)，对于铆索在海床上的固定强度有很大影响。最使人担心的是一旦发生意外，人的逃生问题十分严重。在这些问题未解决之前，人们是不敢贸然行事的。

从工程技术角度看，阿基米德桥的设计与建造遇到很多新问题。例如材料选择；锚固系统的结构形式；桥岸连接形式；服役条件，以及动力响应与结构安全。结构安全是最令人担心的事，它包括在地震、海啸、爆炸以及冲击载荷作用下的可靠性问题。另外，由于它在波流载荷作用下，疲劳问题和材料腐蚀失效问题更是棘手问题。总之，海洋工程中遇到的结构问题，这里都有。不过，由于它是交通设施安全问题，更为要紧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种悬浮隧道结构，在现有锚索式结构的基础上，做出了部分的改进，具体是增加了抗浮导环，进而避免了锚索与隧道结构直接接触，有利于隧道结构本体的保护与防腐。

为了实现上述技术效果，本发明通过以下技术方案予以实现。

一种悬浮隧道结构，包括，

岸上隧道结构，所述岸上隧道结构设置于涉水区域两侧的岸坡位置；

水中隧道结构，所述水中隧道结构横穿涉水区域，并连通所述涉水区域两侧的岸坡位置处的所述岸上隧道结构；

抗浮导环，所述抗浮导环套设于所述水中隧道结构上，并将水中隧道结构部分包覆；

所述抗浮导环包括双层的环形结构，所述双层的环形结构中，远离水中隧道结构的外壁为刚性结构，所述双层的环形结构内设置有缓冲结构；