專利名稱：一種港口碼頭及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種港口碼頭及其制造方法。
背景技術：
目前，港口碼頭結構一般由地基、基礎、碼頭主體、上部設施等幾部分組成。中國發(fā) 明專利、專利號ZL 200610048058. 9、名稱為“自動化集裝箱船、碼頭及其組成庫化運輸系統(tǒng) 的使用方法”的發(fā)明專利公開了一種集裝箱庫化運輸系統(tǒng)，這個系統(tǒng)有三部分組成，碼頭、 船以及碼頭和船組成的庫化運輸系統(tǒng)，碼頭中可自動化存放集裝箱，既是碼頭也是庫，形成 集裝箱庫碼頭，這是迄今為止所能見到的最早將碼頭、貨物倉庫、裝卸船機械融合在一起的 技術方案，這種集裝箱庫碼頭實行高密度封閉式堆存，節(jié)省土地和岸線資源。但是這種庫碼 頭直接坐在水中，必須在庫碼頭底部增加抗浮基礎設施，才能保證使用中庫碼頭的穩(wěn)定并 不浮起來，常規(guī)水下抗浮基礎設施水下施工難度大，造價高，影響其實際應用。發(fā)明內(nèi)容
為有效地解決上述問題，本發(fā)明的目的是利用水下土質(zhì)“浮力折減規(guī)律”，設計既 滿足一定空間需求又在可利用空間內(nèi)形成足夠自身重量的庫碼頭，靠庫碼頭自重直接坐在 海底地基上，無水下碼頭基礎，施工簡便，工期短，造價低。
為達到上述目的，本發(fā)明的具體技術方案為一種港口碼頭，包括地基、碼頭主體、 貨物裝卸機械、船靠泊設施，其特征在于碼頭主體由外容器、增重體、甲板結構組成，增重 體貼近外容器內(nèi)壁設置，與外容器接觸連接，或增重體設置在外容器中或設置在甲板結構 上，甲板結構設置在外容器上部，與外容器上部連接，形成碼頭主體的上蓋。
外容器內(nèi)還可設置有內(nèi)容器，外容器和內(nèi)容器之間設有鋼構件，外容器和內(nèi)容器 分別與鋼構件連接，在外容器和內(nèi)容器之間形成一定空間。如果有內(nèi)容器，甲板結構設置在 外容器和內(nèi)容器上部，與外容器和內(nèi)容器上部連接，形成碼頭主體的上蓋。增重體設置在外 容器和內(nèi)容器之間的空間內(nèi)；如果需要在內(nèi)容器內(nèi)設置隔艙，可將增重體設置在內(nèi)容器中， 即起到隔艙作用，又增加增重體重量；如果增重體重量仍然不夠，還可將增重體設置在碼頭 主體上。增重體由鋼筋混凝土或碎石混凝土或浙青混凝土或衆(zhòng)砌毛石或沙子或碎石或泥土 或礦砂等比重比較大的材料制成，根據(jù)碼頭使用年限和工程造價等因素選取。
碼頭主體坐于水下地基上并由掩埋土掩埋。設置于海底或河底地基要有足夠抵 抗上部荷載的地耐力。對于海水或河水滲透系數(shù)較小的泥質(zhì)海底或河底，比較適合碼頭主 體直接坐底，坐底前至少要將海底或河底浮泥清理出去，形成地基，或者開挖至一定深度后 形成地基。水滲透系數(shù)較大的非泥質(zhì)海底或河底，可采取換土方式減少浮力，或施打抗拔樁 增加碼頭主體抗浮能力。對于巖石層地質(zhì)，可采取爆破方式形成基坑，在基坑內(nèi)填埋一定厚 度滲透系數(shù)小的土或人造復合土，然后再將碼頭主體坐于其上。上述無論哪種方式，碼頭主 體坐于海底或河底地基后，都要由掩埋土掩埋，掩埋土的滲透系數(shù)要小，對提高抗浮能力有 利。掩埋土可用原來海底或河底土質(zhì)，也可采用人工復合土，后者更有利于認為控制質(zhì)量。
—般而言，碼頭主體埋置在海底地基上的泥土內(nèi)以后，如果碼頭主體所受的浮力 小于碼頭主體的自重，碼頭主體不會再浮起了。但實際上，由于海流、風浪、船靠泊力等外力 作用，會使碼頭主體浮力增加，有再浮起的可能，影響碼頭生產(chǎn)安全。為消除影響，使碼頭主 體穩(wěn)定坐在海底，就必須加大碼頭主體的自重或在碼頭主體底部施打抗拔樁，而加大自重 比施打抗拔樁簡單、經(jīng)濟、可靠。傳統(tǒng)重力式或沉箱式鋼筋混凝土碼頭就是靠自重遠遠大于 其底部所受向上的壓力，而穩(wěn)定坐于水下地基基礎上，不會影響碼頭安全。而庫碼頭要靠碼 頭內(nèi)部空間存儲貨物，其自身重量難以抵消其自身龐大體積產(chǎn)生的浮力或底部所受壓力， 雖然采取附加重量的方法可以增加庫碼頭自身重量，但過大的附加重量會大大增加碼頭造 價，占用大量附加空間，形成技術上可行，經(jīng)濟和空間上不可行。因此，對于庫碼頭，內(nèi)部空 間需求和自身重量形成了一對矛盾，本發(fā)明通過“浮力折減規(guī)律”找出了解決這對矛盾的 方法，設計出既滿足庫碼頭一定空間需求又在可利用的有限空間內(nèi)形成足夠的自身重量的 庫碼頭，而且在合適的海底或河底地質(zhì)條件下，例如滲透系數(shù)很小的粘土地質(zhì)，無需碼頭基 礎，靠庫碼頭自重直接坐在海底地基上，其原理如下
物體在液體中所受浮力大小和變化規(guī)律遵從阿基米德規(guī)律，而物體與液體下泥土 接觸后，其產(chǎn)生的浮力或使其向上升起的壓力不再遵從阿基米德規(guī)律，而遵從“浮力折減 規(guī)律”，所謂“浮力折減規(guī)律”，就是液體中物體底部與液體下泥土接觸后，物體底部所受的 壓力比物體在同等深度、同一液體中所受液體壓力要小，即物體底部與液體下泥土接觸后， 物體所受浮力產(chǎn)生了“折減”，折減量的大小及其變化規(guī)律與液體下泥土的液體滲透系數(shù)有 關。液體下泥土的液體滲透系數(shù)小，物體底部所受的壓力隨物體底部入土深度變化也小，反 之則大，這個變化值可由試驗做出。
根據(jù)上述“浮力折減規(guī)律”，庫碼頭埋于海底泥土中產(chǎn)生的浮力通過地基土折減， 其值比人們通常想象的浮力要小很多，基于這一原理和浮力值的試驗測定方法，可在庫碼 頭上利用多余的結構空間設置增重體，必要時可犧牲一些有用空間設置增重體，增重體大 小根據(jù)碼頭主體底部所受壓力值大小確定。實踐中，碼頭主體底部在泥土中所受壓力值由 試驗確定，確定后就可以計算出碼頭主體所受浮力大小、碼頭主體主尺度、增重體體積和重 量以及碼頭抗浮安全系數(shù)，形成無基礎庫碼頭，靠庫碼頭主體自重直接坐在海底地基上。
甲板結構由甲板橫梁、甲板縱梁、甲板外板、甲板立柱和艙口圍板組成，甲板橫梁、 甲板縱梁設置在甲板外板下，甲板橫梁、甲板縱梁與甲板外板連接，甲板橫梁、甲板縱梁、甲 板外板分別與外容器和內(nèi)容器連接，形成碼頭主體上蓋。
外容器由肋骨、龍骨、外板、水平縱梁構成，肋骨、龍骨、水平縱梁在外板內(nèi)側(cè)即外 容器內(nèi)部設置，肋骨、龍骨、水平縱梁分別與外板連接。
在外容器外側(cè)設置有翼板，翼板與外容器外板外側(cè)連接，翼板可設置在外容器的 底邊部或設置在外容器土中埋置深度的中部或適當位置，翼板正面作用一是增加了埋置土 對碼頭主體向下的作用力，提高碼頭主體抗浮能力，二是提高碼頭主體穩(wěn)定性，三是降低由 于碼頭主體上部裝卸船機帶給碼頭主體前趾的應力集中度，負面影響是增大了碼頭主體底 面積，帶來浮力增加。正負權衡，還是正面作用大于負面影響，安裝為宜。翼板可根據(jù)需要 水平設置或傾斜設置，翼板橫向?qū)挾葢鶕?jù)其作用、與外容器連接強度、對制造工藝過程和 下水影響等因素確定，宜在碼頭主體橫向?qū)挾鹊娜种粌?nèi)選擇。
內(nèi)容器由內(nèi)容器橫梁、內(nèi)容器縱梁、內(nèi)容器板構成，內(nèi)容器橫梁、內(nèi)容器縱梁在內(nèi)容器板外即內(nèi)容器外部設置，內(nèi)容器橫梁、內(nèi)容器縱梁分別與內(nèi)容器板連接。
在甲板結構上面設置貨物裝卸機械、船靠泊設施、火車軌道、格柵板、庫房等港口 碼頭功能所必需的設施。散貨連續(xù)輸送機可設置在碼頭主體底部，如果外容器底部和內(nèi)容 器底部之間的空間足夠大，也可放置在外容器底部和內(nèi)容器底部之間的空間內(nèi)，形成靠散 貨自重卸散貨的目的。
一種港口碼頭制造方法如下
一、泥質(zhì)海底或河底條件下的港口碼頭制造方法
海水或河水滲透系數(shù)較小的泥質(zhì)海底或河底較適合碼頭主體直接坐底，坐底前至 少要將海底或河底浮泥清理出去，形成地基，或者開挖至一定深度后形成地基。
(一)無內(nèi)容器港口碼頭建造方法
將碼頭主體的外容器在船臺上像造船一樣建造完成后下水；將外容器拖至地基上 方，向外容器內(nèi)灌水，同時，進行準確定位，直至外容器準確沉到預先設定的地基上；待外容 器靜壓載一定時間、穩(wěn)定坐在地基上后，將外容器中的水抽出；在外容器內(nèi)、貼近外容器外 板設置增重體，如需要也可在外容器內(nèi)設置增重體；在外容器之上設置甲板結構，形成碼頭 主體上蓋，完成碼頭主體；在甲板結構上設置貨物裝卸機械、船靠泊設施、火車軌道、格柵 板、庫房，形成港口碼頭。
( 二)有內(nèi)容器的港口碼頭建造方法I
將碼頭主體的外容器和內(nèi)容器在船臺上像造船一樣建造完成后下水；在選定的港 口碼頭建設地點海底做好地基，將外容器拖至地基上方，向外容器內(nèi)灌水，同時，進行準確 定位，直至外容器準確沉到預先設定的地基上；待僅具有外容器和內(nèi)容器的碼頭主體靜壓 載一定時間、穩(wěn)定坐在地基上后，將其中的水抽出；在外容器和內(nèi)容器之間設置增重體，如 需要也可在內(nèi)容器內(nèi)設置增重體；在外容器和內(nèi)容器之上設置甲板結構，形成碼頭主體上 蓋后，完成碼頭主體；在甲板結構上設置貨物裝卸機械、船靠泊設施、火車軌道、格柵板、庫 房，形成港口碼頭。
(三)有內(nèi)容器的港口碼頭建造方法2
將外容器、內(nèi)容器和甲板結構在船臺上造好并組合成碼頭主體，將碼頭主體下水 后拖至地基上方，向碼頭主體內(nèi)灌水，同時，進行準確定位，直至碼頭主體準確沉到預先設 定的地基上；待碼頭主體靜壓載一定時間、穩(wěn)定坐在地基上后，將其中的水抽出；在碼頭主 體的外容器和內(nèi)容器之間設置增重體，如需要也可在內(nèi)容器內(nèi)設置增重體；在碼頭主體的 甲板結構上設置貨物裝卸機械、船靠泊設施、火車軌道、格柵板、庫房，形成港口碼頭。
二、非泥質(zhì)海底和河底條件下的港口碼頭制造方法
水滲透系數(shù)較大的非泥質(zhì)海底或河底，可采取換土方式減少浮力，或施打抗拔樁 增加碼頭主體抗浮能力，對于巖石層地質(zhì)，可采取爆破方式形成基坑，在基坑內(nèi)填埋一定厚 度滲透系數(shù)小的土或人造復合土，然后再將碼頭主體坐于其上，碼頭主體制作方法與上述 泥質(zhì)海底或河底條件下的港口碼頭制造方法相同。
上述無論哪種方式，碼頭主體坐于海底或河底地基后，都要由掩埋土掩埋，掩埋土 的滲透系數(shù)要小，對提高抗浮能力有利。掩埋土可用原來海底或河底土質(zhì)，也可采用人工復 合土，后者更有利于認為控制質(zhì)量。
上述所述制作方法中，是在碼頭主體沉底后設置增重體，設置增重體另外一個方法是在碼頭主體沉底前，將碼頭主體拖至某個碼頭邊，然后在碼頭主體上設置增重體，待增 重體施工完成后再將碼頭主體拖至建設地點上方灌水下沉。后一種方式好處是方便增重體 施工，降低工程造價。
上述港口碼頭構造已具有散貨運輸碼頭的基本功能要求，對于集裝箱碼頭，還要 在上述構造和制作方法的基礎上，在外容器內(nèi)或內(nèi)容器內(nèi)設置必要的集裝箱存放、搬運、取 送設施和機構。
用上述方法制作的港口碼頭，采用先進的鋼材防海水腐蝕措施后，使用年限仍然 可達到50年，與混凝土碼頭建筑的壽命相同。
采用本發(fā)明所述方法建造的港口碼頭還有一個好處是可以方便地拆除，為此，最 好將增重體設置成模塊式的，可在需要時移動。撤除增重體后，在碼頭主體底部采取高壓水 噴射等方式，將水注入碼頭主體底部，恢復浮力，使碼頭主體浮起后拖走。
采用本發(fā)明所述方法建造的港口碼頭可采用舊船改造，一個舊船就相當于一個碼 頭主體，在節(jié)省碼頭建設投資的同時，為老舊船找到了新用途，船東和港口雙贏。
如有必要，可在碼頭主體底部施打抗拔樁，以減輕增重體的重量和放置空間。
本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果為
1、減少建設投資
庫碼頭直接坐在海底，無基礎，節(jié)省了基礎建設投資，雖然增加了增重體，但增重 體造價低廉，施工簡便，同時，庫碼頭本身也具有投資小的特點。
2、節(jié)能
碼頭和庫集成為一體，對散貨庫碼頭，使散貨直接裝卸和存儲在庫碼頭內(nèi)，散貨行 走路徑最短，減少運輸路程，節(jié)省能源，同時，散貨靠重力下落到庫碼頭底部的輸送機上，節(jié) 省能源消耗；對集裝箱庫碼頭而言，形成智能庫形式的集裝箱庫碼頭，集中作業(yè)和管理，減 少運輸路徑和作業(yè)環(huán)節(jié)，節(jié)省能源。
3、環(huán)保
庫碼頭封閉存儲、封閉運輸，散貨不直接暴露在空中，不會被風吹到庫外，減少了 散貨自然損耗，同時，保護了環(huán)境。
4、節(jié)省土地
庫碼頭與常規(guī)散貨和集裝箱碼頭相比，節(jié)省大量土地。
5、運行成本低
碼頭和庫集成為一體，最大限度減少貨物空中走行路程，大大降低運行成本。


本說明書中各個技術特征編號如下
I地基，11掩埋土；
2碼頭主體，21外容器，22增重體，23甲板結構，24內(nèi)容器，25鋼構件，211肋骨， 212龍骨，213外板，214水平縱梁，215翼板，231甲板橫梁，232甲板縱梁，233甲板外板，234 甲板立柱，235艙口圍板，241內(nèi)容器橫梁，242內(nèi)容器縱梁，243內(nèi)容器板；
3貨物裝卸機械；
4船靠泊設施；
5火車軌道；
6格柵板；
7 庫房。
圖1為橋式抓斗卸船機卸船、門式抓斗機裝車，或火車進庫卸煤、橋式抓斗裝卸船 機裝船工藝斷面圖2為碼頭主體縱斷面圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明圖1為橋式抓斗卸船機卸船、門式抓斗機 裝車，或火車進庫卸煤、橋式抓斗裝卸船機裝船工藝斷面圖，圖2為碼頭主體縱斷面圖，由 圖1、圖2可見，一種港口碼頭，包括地基1、碼頭主體2、貨物裝卸機械3、船靠泊設施4，其特 征在于碼頭主體2由外容器21、增重體22、甲板結構23組成，增重體22貼近外容器21內(nèi) 壁設置，與外容器21接觸連接，或增重體22設置在外容器21中或設置在甲板結構23上， 甲板結構23設置在外容器21上部，與外容器21上部連接，形成碼頭主體2的上蓋。
外容器21內(nèi)還可設置有內(nèi)容器24，外容器21和內(nèi)容器24之間設有鋼構件25，外 容器21和內(nèi)容器24分別與鋼構件25連接，在外容器21和內(nèi)容器24之間形成一定空間。 如果有內(nèi)容器24，甲板結構23設置在外容器21和內(nèi)容器24上部，與外容器21和內(nèi)容器 24上部連接，形成碼頭主體結構2的上蓋。增重體設置在外容器21和內(nèi)容器24之間的空 間內(nèi)；如果需要在內(nèi)容器24內(nèi)隔艙，可將增重體22設置在內(nèi)容器24中，即起到隔艙作用， 又增加增重體22重量；如果增重體22重量仍然不夠，還可將增重體22設置在碼頭主體2 上。增重體22由鋼筋混凝土或碎石混凝土或浙青混凝土或漿砌毛石或沙子或碎石或泥土 或礦砂等比重比較大的材料制成，根據(jù)碼頭使用年限和工程造價等因素選取。
碼頭主體2坐于水下地基I上并由掩埋土掩埋。地基I設置于海底或河底，要有 足夠抵抗上部荷載的地耐力。對于海水或河水滲透系數(shù)較小的泥質(zhì)海底，比較適合碼頭主 體2直接坐底，坐底前至少要將海底或河底浮泥清理出去，形成地基1，或者開挖至一定深 度后形成地基I。水滲透系數(shù)較大的非泥質(zhì)海底或河底，可采取換土方式減少浮力，或施打 抗拔樁增加碼頭主體抗浮能力。對于巖石層地質(zhì)，可采取爆破方式形成基坑，在基坑內(nèi)填埋 一定厚度滲透系數(shù)小的土或人造復合土形成地基1，然后再將碼頭主體2坐于其上。上述無 論哪種方式，碼頭主體2坐于海底或河底地基I后，都要由掩埋土 11掩埋，掩埋土 11的滲 透系數(shù)要小，對提高抗浮能力有利。掩埋土 11可用原來海底或河底土質(zhì)，也可采用人工復 合土，后者更有利于認為控制質(zhì)量。
—般而言，碼頭主體2埋置在海底地基內(nèi)以后，碼頭主體2所受的浮力小于碼頭 主體2自重，碼頭主體2不會再浮起了。但實際上，由于海流、風浪、船靠泊力等外力作用， 會使碼頭主體2浮力增加，有再浮起的可能，影響碼頭生產(chǎn)安全。為消除影響，使碼頭主體 2穩(wěn)定坐在海底，就必須加大碼頭主體2的自重或在碼頭主體2底部施打抗拔樁，而加大自 重比施打抗拔樁簡單、經(jīng)濟、可靠。傳統(tǒng)重力式或沉箱式鋼筋混凝土碼頭就是靠自重遠遠大 于其底部所受向上的壓力，而穩(wěn)定坐于水下地基基礎上，不會影響碼頭安全。而庫碼頭要 靠碼頭內(nèi)部空間存儲貨物，其自身重量難以抵消其自身龐大體積產(chǎn)生的浮力或底部所受壓 力，雖然采取附加重量的方法可以增加庫碼頭自身重量，但過大的附加重量會大大增加碼頭造價，占用大量附加空間，形成技術上可行，經(jīng)濟和空間上不可行。因此，對于庫碼頭，內(nèi) 部空間需求和自身重量形成一對矛盾，本發(fā)明通過“浮力折減規(guī)律”找出了解決這對矛盾的 方法，設計出既滿足庫碼頭一定空間需求又在可利用的有限空間內(nèi)形成足夠的自身重量的 庫碼頭，而且在合適的海底或河底地質(zhì)條件下，例如滲透系數(shù)很小的粘土地質(zhì)，無需碼頭基 礎，靠庫碼頭自重直接坐在海底地基上，原理如下
物體在液體中所受浮力大小和變化規(guī)律遵從阿基米德規(guī)律，而物體與液體下泥土 接觸后，其產(chǎn)生的浮力或使其向上升起的壓力不再遵從阿基米德規(guī)律，而遵從“浮力折減 規(guī)律”，所謂“浮力折減規(guī)律”，就是液體中物體底部與液體下泥土接觸后，物體底部所受的 壓力比物體在同等深度、同一液體中所受液體壓力要小，即物體底部與液體下泥土接觸后， 物體所受浮力產(chǎn)生了“折減”，折減量的大小及其變化規(guī)律與液體下泥土的液體滲透系數(shù)有 關。液體下泥土的液體滲透系數(shù)小，物體底部所受的壓力隨物體底部入土深度變化也小，反 之則大，這個變化值可由試驗做出。
根據(jù)上述“浮力折減規(guī)律”，庫碼頭埋于海底泥土中產(chǎn)生的浮力通過地基土折減， 其值比人們通常想象的浮力要小很多，基于這一原理和浮力值的試驗測定方法，可在碼頭 主體2上利用多余的結構空間設置增重體22，必要時可犧牲一些有用空間設置增重體22， 增重體22大小根據(jù)碼頭主體底部所受壓力值大小確定。實踐中，碼頭主體2底部在泥土中 所受壓力值由試驗確定，由該壓力值計算出碼頭主體2所受浮力大小、碼頭主體2主尺度、 增重體體積和重量以及碼頭抗浮安全系數(shù)等參數(shù)，形成無基礎庫碼頭，靠碼頭主體自重直 接坐在海底地基上。
甲板結構23由甲板橫梁231、甲板縱梁232、甲板外板233、甲板立柱234和艙口圍 板235組成，甲板橫梁231、甲板縱梁232設置在甲板外板233下，甲板橫梁231、甲板縱梁 232與甲板外板233連接，甲板橫梁、甲板縱梁、甲板外板分別與外容器和內(nèi)容器連接，形成 碼頭主體上蓋。
外容器21由肋骨211、龍骨212、外板213、水平縱梁214構成，肋骨211、龍骨212、 水平縱梁214在外板213內(nèi)側(cè)即外容器21內(nèi)部設置，肋骨211、龍骨212、水平縱梁214分 別與外板213連接。
在外容器21外側(cè)設置有翼板215，翼板215與外容器21外板213外側(cè)連接，翼板 215可設置在外容器21的底邊部或設置在外容器21 土中埋置深度的中部或適當位置，翼板 215正面作用一是增加了埋置土對碼頭主體2向下的作用力，提高碼頭主體2抗浮能力，二 是提高碼頭主體2穩(wěn)定性，三是降低由于碼頭主體2上部裝卸船機帶給碼頭主體2前趾的 應力集中度，負面影響是增大了碼頭主體2底面積，帶來浮力增加。正負權衡，還是正面作 用大于負面影響，安裝為宜。翼板215可根據(jù)需要水平設置或傾斜設置，翼板215橫向?qū)挾?應根據(jù)其作用、與外容器連接強度、對制造工藝過程和下水影響等因素確定，宜在碼頭主體 橫向?qū)挾鹊娜种粌?nèi)選擇。
內(nèi)容器24由內(nèi)容器橫梁241、內(nèi)容器縱梁242、內(nèi)容器板243構成，內(nèi)容器橫梁 241、內(nèi)容器縱梁242在內(nèi)容器板243外即內(nèi)容器24外部設置，內(nèi)容器橫梁241、內(nèi)容器縱梁 242分別與內(nèi)容器板243連接。
在甲板結構23上面設置貨物裝卸機械3、船靠泊設施4、火車軌道5、格柵板6、庫 房7等港口碼頭功能所必需的設施。散貨連續(xù)輸送機可設置在碼頭主體2底部，如果外容器21底部和內(nèi)容器24底部之間的空間足夠大，也可放置在外容器21底部和內(nèi)容器24底 部之間的空間內(nèi)，形成靠散貨自重卸散貨的目的。
一種港口碼頭制造方法，有如下幾種方法建造
—、泥質(zhì)海底或河底條件下的港口碼頭制造方法
海水或河水滲透系數(shù)較小的泥質(zhì)海底或河底較適合碼頭主體直接坐底，坐底前至 少要將海底或河底浮泥清理出去，形成地基，或者開挖至一定深度后形成地基(I)。
(一)無內(nèi)容器港口碼頭建造方法
將碼頭主體2的外容器21在船臺上像造船一樣建造完成后下水；將外容器21拖 至地基I上方，向外容器21內(nèi)灌水，同時，進行準確定位，直至外容器21準確沉到預先設定 的地基I上；待外容器21靜壓載一定時間、穩(wěn)定坐在地基I上后，將外容器21中的水抽出； 在外容器21內(nèi)、貼近外容器21外板223設置增重體22，如需要也可在外容器21內(nèi)設置增 重體22 ;在外容器21之上設置甲板結構23，形成碼頭主體2上蓋，完成碼頭主體2 ;在甲板 結構23上設置貨物裝卸機械3、船靠泊設施4、火車軌道5、格柵板6、庫房7，形成港口碼頭。
( 二)有內(nèi)容器的港口碼頭建造方法I
將碼頭主體2的外容器21和內(nèi)容器24在船臺上像造船一樣建造完成后下水；在 選定的港口碼頭建設地點海底做好地基I，將具有外容器21和內(nèi)容器24的碼頭主體2拖至 地基I上方，向碼頭主體2內(nèi)灌水，同時，進行準確定位，直至碼頭主體2準確沉到預先設定 的地基I上；待碼頭主體2靜壓載一定時間、穩(wěn)定坐在地基上后，將其中的水抽出；在外容 器21和內(nèi)容器24之間設置增重體22，如需要也可在內(nèi)容器24內(nèi)設置增重體22 ;在外容器 21和內(nèi)容器24之上設置甲板結構23，形成碼頭主體2上蓋后，完成碼頭主體2 ;在甲板結 構23上設置貨物裝卸機械3、船靠泊設施4、火車軌道5、格柵板6、庫房7，形成港口碼頭。
(三)有內(nèi)容器的港口碼頭建造方法2
將外容器21、內(nèi)容器24和甲板結構23在船臺上造好并組合成碼頭主體2，將碼頭 主體2下水后拖至地基I上方，向碼頭主體2內(nèi)灌水，同時，進行準確定位，直至碼頭主體2 準確沉到預先設定的地基I上；待碼頭主體2靜壓載一定時間、穩(wěn)定坐在地基I上后，將其 中的水抽出；在碼頭主體2的外容器21和內(nèi)容器24之間設置增重體22，如需要也可在內(nèi) 容器24內(nèi)設置增重體22 ;在碼頭主體2的甲板結構23上設置貨物裝卸機械3、船靠泊設施4、火車軌道5、格柵板6、庫房7，形成港口碼頭。
二、非泥質(zhì)海底或河底條件下的港口碼頭制造方法
水滲透系數(shù)較大的非泥質(zhì)海底或河底，可采取換土方式減少浮力，或施打抗拔樁 增加碼頭主體抗浮能力，對于巖石層地質(zhì)，可采取爆破方式形成基坑，在基坑內(nèi)填埋一定厚 度滲透系數(shù)小的土或人造復合土，然后再將碼頭主體坐于其上，制作方法與上述泥質(zhì)海底 和河底條件下的港口碼頭制造方法相同。
上述無論哪種方式，碼頭主體2坐于海底或河底地基后，都要由掩埋土 11掩埋，掩 埋土 11的滲透系數(shù)要小，對提高抗浮能力有利。掩埋土 11可用原來海底或河底土質(zhì)，也可 采用人工復合土，后者更有利于認為控制質(zhì)量。
上述所述制作方法中，是在碼頭主體2沉入海底或河底后設置增重體22，設置增 重體22另外一個方法是在碼頭主體2或外容器21沉入海底或河底前，將碼頭主體2或外 容器21拖至某個碼頭邊，然后在碼頭主體2上設置增重體22，待增重體22施工完成后再將碼頭主體2拖至建設地點上方灌水下沉。后一種方式好處是方便增重體施工，降低工程造價。
上述港口碼頭構造已具有散貨運輸碼頭的基本功能要求，對于集裝箱碼頭，還要在上述構造和制作方法的基礎上，在外容器21內(nèi)或內(nèi)容器24內(nèi)設置必要的集裝箱存放、搬運、取送設施和機構。
用這種方法制作的港口碼頭，采用先進的鋼材防海水腐蝕措施后，使用年限仍然可達到50年，與混凝土碼頭建筑的設計壽命相同。
采用本發(fā)明所述方法建造的港口碼頭還有一個好處是可以方便地拆除，為此，最好將增重體設置成模塊式的，可在需要時移動。撤除增重體后，在碼頭主體2底部采取高壓水噴射等方式，將水注入碼頭主體2底部，恢復浮力，使碼頭主體2浮起后拖走。
采用本發(fā)明所述方法建造的港口碼頭可采用舊船改造，一個舊船就相當于一個碼頭主體2，在節(jié)省碼頭建設投資的同時，為老舊船找到了新用途，船東和港口雙贏。
如有必要，可在碼頭主體2底部施打抗拔樁，以減輕增重體22的重量和放置空間。
實施例1 :營口港10萬噸級散貨船無基礎庫碼頭建設方案
營口港10萬噸級散貨船無基礎庫碼頭建設地點海域地質(zhì)為亞粘土為主，試驗得出該土質(zhì)水壓力折減系數(shù)為50%，且該土質(zhì)水壓力隨土深度變化很小，可忽略不計，即碼頭主體底部地基24. 3米(碼頭海底埋置深度4米，設計水深16米，最大設計潮差4. 3米)水深處壓力值等于該處海底20. 3米(設計水深16米，最大設計潮差4. 3米)水深處水壓力值的一半。根據(jù)上述試驗數(shù)據(jù)，確定10萬噸級散貨船無基礎庫碼頭設計主要尺度見下表。
權利要求
1.一種港口碼頭，包括地基(I)、碼頭主體(2)、貨物裝卸機械(3)、船靠泊設施(4)，其特征在于碼頭主體(2)由外容器(21)、增重體(22)、甲板結構(23)組成，增重體(22)貼近外容器(21)內(nèi)壁設置，與外容器(21)接觸連接，或增重體(22)設置在外容器(21)中或設置在甲板結構(23)上，甲板結構(23)設置在外容器(21)上部，與外容器(21)連接，形成碼頭主體(2)上蓋。
2.按權利要求1所述的港口碼頭，其特征在于外容器(21)內(nèi)還設置有內(nèi)容器(24)， 外容器(21)和內(nèi)容器(24)之間設有鋼構件(25)，外容器(21)和內(nèi)容器(24)分別與鋼構件(25)連接，在外容器(21)和內(nèi)容器(24)之間形成一定空間。
3.按權利要求2所述的港口碼頭，其特征在于增重體(22)設置在外容器(21)和內(nèi)容器(24)之間的空間內(nèi)，或設置在內(nèi)容器(24)中，或設置在甲板結構(23)上。
4.按權利要求2所述的港口碼頭，其特征在于甲板結構(23)設置在外容器(21)和內(nèi)容器(24)上部，與外容器(21)和內(nèi)容器(24)上部連接，形成碼頭主體(2)的上蓋，甲板結構(23)由甲板橫梁(231)、甲板縱梁(232)、甲板外板(233)、甲板立柱(234)和艙口圍板(235)組成，甲板橫梁(231)、甲板縱梁(232)設置在甲板外板(233)下，甲板橫梁(231) 和甲板縱梁(232)分別與甲板外板(233)連接，甲板橫梁(231)、甲板縱梁(232)、甲板外板 (233)與外容器(21)和內(nèi)容器(24)連接。
5.按權利要求1或2所述的港口碼頭，其特征在于碼頭主體(2)坐于水下地基(I)上并由掩埋土(11)掩埋。
6.按權利要求3所述的港口碼頭，其特征在于外容器(21)由肋骨(211)、龍骨(212)、 外板(213)、水平縱梁(214)構成，肋骨(211)、龍骨(212)、水平縱梁(214)在外板(213)內(nèi)側(cè)即外容器(21)內(nèi)部設置，肋骨(211)、龍骨(212)、水平縱梁(214)分別與外板(213)連接。
7.按權利要求1或2所述的港口碼頭，其特征在于在外容器(21)外側(cè)設置有翼板 (215)，翼板(215)與外容器(21)外板(213)外側(cè)連接。
8.按權利要求3所述的港口碼頭，其特征在于內(nèi)容器(24)由內(nèi)容器橫梁(241)、內(nèi)容器縱梁(242)、內(nèi)容器板(243)構成，內(nèi)容器橫梁(241)、內(nèi)容器縱梁(242)分別在內(nèi)容器板 (243)外設置，內(nèi)容器橫梁(241)、內(nèi)容器縱梁(242)分別與內(nèi)容器板(243)連接。
9.按權利要求3所述的港口碼頭，其特征在于在甲板結構(23)上面設置貨物裝卸機械(3)、船靠泊設施(4)、火車軌道(5)、格柵板(6)、庫房(7)，或?qū)⑸⒇涍B續(xù)輸送形式的貨物裝卸機械(3)設置在碼頭主體(2)的底部。
10.一種港口碼頭制造方法，其特征在于將碼頭主體(2)的外容器(21)在船臺上像造船一樣建造完成后下水；在選定的港口碼頭建設地點海底或河底做好地基(1)，·將外容器(21)拖至地基(I)上方，向外容器(21) 內(nèi)灌水，同時，進行準確定位，直至外容器(21)準確沉到預先設定的地基(I)上；待外容器(21)靜壓載一定時間、穩(wěn)定坐在地基(I)上后，將外容器(21)中的水抽出；在外容器(21) 內(nèi)、貼近外容器(21)外板(223)設置增重體(22)，如需要也可在外容器(21)內(nèi)設置增重體(22);在外容器(21)之上設置甲板結構(23)，形成碼頭主體(2)上蓋，完成碼頭主體(2); 在甲板結構(23)上設置貨物裝卸機械(3)、船靠泊設施(4)、火車軌道(5)、格柵板(6)、庫房(7)，形成港口碼頭；或?qū)碼頭主體(2)的外容器(21)和內(nèi)容器(24)在船臺上像造船一樣建造完成后下水；在選定的港口碼頭建設地點海底或河底做好地基(1)，將具有外容器(21)和內(nèi)容器 (24)碼頭主體(2)拖至地基(I)上方，向碼頭主體(2)內(nèi)灌水，同時，進行準確定位，直至碼頭主體(2)準確沉到預先設定的地基(I)上；待碼頭主體(2)靜壓載一定時間、穩(wěn)定坐在地基上后，將其中的水抽出；在外容器(21)和內(nèi)容器(24)之間設置增重體(22)，如需要也可在內(nèi)容器(24)內(nèi)設置增重體(22);在外容器(21)和內(nèi)容器(24)之上設置甲板結構(23)， 形成碼頭主體(2)上蓋后，完成碼頭主體(2);在甲板結構(23)上設置貨物裝卸機械(3)、 船靠泊設施(4)、火車軌道(5)、格柵板￠)、庫房(7)，形成港口碼頭；或?qū)⑼馊萜?21)、內(nèi)容器(24)和甲板結構(23)在船臺上造好后組合成碼頭主體(2)， 在選定的港口碼頭建設地點海底或河底做好地基(I)，將碼頭主體(2)下水后拖至地基(I) 上方，向碼頭主體(2)內(nèi)灌水，同時，進行準確定位，直至碼頭主體(2)準確沉到預先設定的地基(I)上；待碼頭主體(2)靜壓載一定時間、穩(wěn)定坐在地基(I)上后，將其中的水抽出； 在碼頭主體(2)的外容器(21)和內(nèi)容器(24)之間設置增重體(22)，如需要也可在內(nèi)容器(24)內(nèi)設置增重體(22);在碼頭主體(2)的甲板結構(23)上設置貨物裝卸機械(3)、船靠泊設施(4)、火車軌道(5)、格柵板￠)、庫房(7)，形成港口碼頭；上述所述制作方法中，是在碼頭主體(2)或碼頭主體(2)的外容器(21)沉入海底或河底后設置增重體(22)，設置增重體(22)另外一個方法是在碼頭主體(2)或碼頭主體(2)的外容器(21)沉入海底或河底前，將碼頭主體(2)或碼頭主體(2)的外容器(21)拖至某個碼頭邊，然后在碼頭主體(2)或碼頭主體(2)的外容器(21)上設置增重體(22)，待增重體(22)施工完成后再將碼頭主體(2)或碼頭主體(2)的外容器(21)拖至建設地點上方灌水下沉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種港口碼頭及其制造方法，具體說是一種無水下基礎庫碼頭及其制造方法，所謂庫碼頭就是將港口碼頭、庫場和裝卸機械三種要素集成為一體，形成碼頭和庫場一體化，具有投資小、效率高、運行成本低、綠色環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢，而無水下基礎庫碼頭靠自重坐在海底地基上，無水下基礎，施工簡便，工期短，造價更低。
文檔編號E02B3/04GK103061307SQ201110326659
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月23日 優(yōu)先權日2011年10月23日
發(fā)明者游勇 申請人:游勇