一种跨水域浮桥‑隧道组合结构

摘要

本发明公开了一种跨水域浮桥‑隧道组合结构。本发明包括浮桥伸缩段机电控制站、浮桥栏杆、浮桥体系、浮桥伸缩段与浮桥连接接口、浮筒活动支座、浮桥伸缩段、浮桥伸缩段滑动轨道、浮筒固定支座、浮筒结构、连接构造结构、隧道管体。隧道管体的重力大于其自身的浮力；隧道管体通过连接构造结构与上部的浮筒结构相互连接，并由浮筒结构提供的浮力平衡隧道管体剩余的重力和后期运营荷载；同时在浮筒结构上架设浮桥体系，浮桥体系的宽度控制在3～5m范围内，并配有相应的附属安全设施，从而实现跨水域交通机动车道和非机动车道分离。本发明无需设置水下锚固支撑体系，能够适应水域地质条件较差的情况，能够满足军工、国防对水下净空的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种跨水域浮桥-隧道组合结构。

背景技术

自人类文明有记载以来，人们就致力于跨水域交通结构形式设计与研究。针对不同水域的形式和特点，人们曾提出不同桥梁结构类型、海底沉管隧道、水上浮桥和悬浮隧道等跨越方式。

传统的浮桥结构是通过浮体结构代替下部桥墩结构，从而成为漂浮在水面上的桥梁。因结构形式相对简单，受力明确，具有悠久的应用历史。但由于桥面宽度、桥面系材质的限制，其往往受限于大流量机动车交通运输的条件限制。

悬浮隧道是自上个世纪50年代以来，因其具有跨越能力长、单位长度造价低、运输能力强等优势，而被水域交通工程界广泛推行的一种跨水域交通形式。结构体系主要是利用隧道管体所受的浮力来平衡重力和运营交通荷载。根据结构不同的支撑类型分为锚索锚固支承型、水底立柱支承型和浮筒锚固支承型等。可针对不同水域地质情况和要求，可灵活地选择不同的支撑方式。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种跨水域浮桥-隧道组合结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种跨水域浮桥-隧道组合结构，包括浮桥伸缩段机电控制站、浮桥栏杆、浮桥体系、浮桥伸缩段与浮桥连接接口、浮筒活动支座、浮桥伸缩段、浮桥伸缩段滑动轨道、浮筒固定支座、浮筒结构、连接构造结构、隧道管体；

隧道管体的重力大于其自身的浮力，且将重力控制在浮力的1.2～1.4倍范围内；隧道管体通过连接构造结构与上部的浮筒结构相互连接，并由浮筒结构提供的浮力平衡隧道管体剩余的重力和后期运营荷载；同时在浮筒结构上架设浮桥体系，浮桥体系的宽度控制在3～5m范围内，并配有相应的附属安全设施，从而实现跨水域交通机动车道和非机动车道分离。

浮桥体系中设置浮桥伸缩段，通过浮桥伸缩段机电控制站的控制实现浮桥的伸长和缩短。

当船舶需要通过时，通过在浮桥伸缩段机电控制站输入“通行”命令，浮桥伸缩段与浮桥连接接口打断，从而浮筒活动支座抬升至指定的高度，并通过浮桥伸缩段滑动轨道滑行至一侧；待船舶驶离后，在浮桥伸缩段机电控制站输入“结束”命令，浮桥伸缩段按原步骤退回至原位置。

浮桥体系能够供非机动车辆和行人观光游览通行，浮桥伸缩段能满足水上航道通行，而水下隧道管体可供机动车辆行驶。

所述的隧道管体由高强混凝土浇注的封闭式空腔管道预制拼接而成。

所述的浮筒结构由高强混凝土浇注的封闭式空腔箱体预制而成。

所述的连接构造结构采用预应力锚索张拉锚固技术，使隧道管体和浮筒结构紧密连接在一起。

所述的浮桥体系采用高强度轻质钢板铺设，并通过浮筒固定支座和浮筒活动支座固定约束在浮筒结构上。

所述的附属安全设施包括浮桥栏杆、浮桥排水管体、浮桥照明、救生设备。

本发明的有益效果如下：

(1)实现跨水域交通结构机动车道与非机动车道分离，适应大流量交通的情况；

(2)整个结构在不影响水面通航的前提下，无需设置水下锚固支撑体系，能够适应水域地质条件较差的情况，能够满足军工、国防对水下净空的要求；

(3)对未来水下交通空间开发和观光旅游，对社会经济和生态文明建设具有重要的意义。

附图说明

图1(a)为本发明的浮桥-隧道组合结构体系立面图

图1(b)为本发明的浮桥-隧道组合结构体系横断面图

图1(c)为本发明的浮桥-隧道组合结构体系平面图

图1(d)为本发明的浮桥-隧道组合结构体系浮桥伸缩段工作时示意图

图中：浮桥伸缩段机电控制站1；浮桥栏杆2；浮桥桥面体系3；浮桥伸缩段与浮桥连接接口4；浮筒活动支座5；浮桥伸缩段6；浮桥伸缩段滑动轨道7；水面8；浮筒固定支座9；浮筒结构10；连接结构构造11；隧道管体12；水域地质条件13。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图图1(a)-图1(d)所示，一种跨水域浮桥-隧道组合结构，包括浮桥伸缩段机电控制站1；浮桥栏杆2；浮桥体系3；浮桥伸缩段与浮桥连接接口4；浮筒活动支座5；浮桥伸缩段6；浮桥伸缩段滑动轨道7；水面8；浮筒固定支座9；浮筒结构10；连接构造结构11；隧道管体12。

隧道管体12的重力大于其自身的浮力，且将重力控制在浮力的1.2～1.4倍范围内；隧道管体12通过连接构造结构11与上部的浮筒结构10相互连接，并由浮筒结构10提供的浮力平衡隧道管体剩余的重力和后期运营荷载。同时在浮筒结构10上架设浮桥体系3，浮桥体系3的宽度控制在3～5m范围内，并配有相应的浮桥安全栏杆2，从而实现跨水域交通机动车道和非机动车道分离。

同时浮桥体系3中设置浮桥伸缩段6，通过浮桥伸缩段机电控制站1的控制实现浮桥的伸长和缩短。当船舶需要通过时，通过在浮桥伸缩段机电控制站1输入“通行”命令，浮桥伸缩段与浮桥连接接口4打断，从而浮筒活动支座5抬升至指定的高度，通过浮桥伸缩段滑动轨道7滑行至一侧，如图1(d)所示。待船舶驶离后，在浮桥伸缩段机电控制站1输入“结束”命令，浮桥伸缩段6按原步骤退回至原位置。

浮桥体系3可供非机动车辆和行人观光游览通行，如图1(b)所示，浮桥伸缩段6能满足水上航道通行，而水下隧道管体12可供机动车辆行驶。

所述的隧道管体12由高强混凝土浇注的封闭式空腔管道预制拼接而成。

所述的浮筒结构10由高强混凝土浇注的封闭式空腔箱体预制而成。

所述的连接结构构造11采用预应力锚索张拉锚固技术，使隧道管体和浮筒结构紧密连接在一起。

所述的浮桥体系3采用高强度轻质钢板铺设，并通过浮筒固定支座9和浮筒活动支座5固定约束在浮筒结构10上。

所述的附属安全设施包括浮桥栏杆2、浮桥排水管体、浮桥照明、救生设备等内容。