格型钢板桩在特大型跨海桥梁人工岛中的应用

提出了特大型跨海大桥人工岛格型钢板桩岛壁人工岛的方案,并从结构选型、与隧道的衔接、施工等多个方面论述了在人工岛工程中该种格型钢板桩结构所具备的优势,探讨了该种结构在此类工程中的应用.     

秦皇岛市莲花岛工程潮流泥沙数值模拟研究

文章采用波流共同作用下平面二维水沙数学模型,基于三角形网格剖分模式,针对秦皇岛市莲花岛人工岛工程开展潮流及泥沙数值模拟。研究结果表明:莲花岛外形轮廓近似呈椭圆状,长轴走向与岸夹角较小,与水流主流向夹角较小,且围垦面积有限,工程方案实施后未明显改变工程海域大范围主流态,仅人工岛及附近小区域发生一些改变。人工岛方案实施后,流速有增有减,但变化幅度较小,基本控制在0.10 m/s以内;海床冲淤变化影响范围也主要集中在人工岛附近区域,冲淤变化幅度多介于-1.5~+0.9 m,少部分区域冲刷幅度超过1.5 m,其中人工岛迎浪面大部分区域呈海床冲刷状态,人工岛内部水域呈淤积状态。     

淤泥质海床上人工岛水流冲刷试验

港珠澳大桥人工岛局部冲刷是大桥工程设计亟待解决的关键技术问题。在现场资料分析与物理模型验证的基础上,采用正态系列模型延伸法,在潮汐宽水槽中研究了淤泥质海床上人工岛周围流态变化和局部冲刷的发展过程。研究结果表明,在洪季大潮情况下,东、西人工岛最大冲深分别为10.3 m和9.0 m,冲刷坑集中在岛桥结合部和隧道防护段及防撞墩附近;最大冲刷深度与人工岛的几何形状、流速、工程水域的沙土特性以及水深等相关,冲刷坑的平面形态则与岛型、水流夹角、涨落潮流速差以及潮流历时有密切关系。     

格型钢板桩与复合地基组合式岛壁稳定性研究

结合某海上人工岛工程实例,以有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,建立格型钢板桩岛壁结构稳定性分析的空间弹塑性有限元模型。研究软土地基上格型钢板桩结构的变形与稳定特性,分析当格型体与多种复合地基相组合时对岛壁结构稳定性的影响。结果表明,对格型钢板桩内外土体进行地基加固后,结构稳定性均有不同程度的提高,特别是在岛内即格型体陆侧进行一定宽度高压旋喷桩的处理后,岛壁结构的稳定性大幅度提高,并能有效控制使用期人工岛的沉降量。分析成果对类似工程以及格型钢板桩结构在软土地基上的推广应用有参考意义。     

海流引起的海底管道周围砂质海床局部冲刷

海流引起的海底管道周围海床冲刷是海流、管道与海床之间的动力耦合作用问题.目前对管道周围海床冲刷的研究主要是通过试验观测的方法进行的.本文分析评价了近年来海底管道周围砂质海床局部冲刷试验研究的主要研究成果,其中包括局部冲刷机理、极限平衡冲刷深度预测、管悬空长度预测等内容,并对已有研究成果的工程应用进行了初步分析.     

冲积黏土对格型钢板桩振沉施工的影响

格型钢板桩在黏土的施工过程中,地质环境和施工工艺的影响因素会因钢板桩锁扣之间的拉力过大而导致施工困难。结合港珠澳大桥香港口岸人工岛项目的格型钢板桩施工进行分析,给出根据项目CPT试验结果进行施工难度分析的量化指标,为类似工程的施工提供借鉴。     

高桩码头桩基局部冲刷研究

建在海洋环境中的高桩码头,桩基础改变了水质点移动的路径和水流剪切力,可能产生海床土颗粒的运移或冲刷,这样的冲刷会给结构和基础的稳定性带来威胁。采用国内外5种常用公式,对高桩码头局部冲刷进行计算,并与工程的实测值进行对比分析。结果表明,将波浪和潮流进行叠加,得到波流共同作用的流速,再运用韩海骞和JS公式计算拟建工程区的桩柱局部冲刷深度是可行的。     

电厂取排水工程对淤泥质海床演变的影响研究

实测海床资料和模型试验表明,在天然条件下,淤泥质海床一般为微淤,年淤积厚度不超过1cm;在港池等工程修建后,港池附近水流更为集中,造成海床发生较大的冲刷;电厂取排水后,排水口附近发生较大冲刷,形成明显的冲刷坑,但影响范围较小.     

格形钢板桩结构振动沉桩锤型选择与应用

为解决格形钢板桩结构振动沉桩选锤问题,分析了格形钢板桩结构特点及振动下沉阻力,总结了现有钢板桩振沉动侧阻力计算方法,编制锤型选择计算程序。港珠澳大桥香港人工岛工程格形钢板桩分项工程的案例表明,国外格形钢板桩振沉经验方法可以满足工程要求。格形钢板桩结构振沉时不可避免会发生挠曲变形,造成钢板桩锁口之间产生摩阻力,锁口阻力会大幅提高沉桩难度以至于决定钢板桩振沉不到设计高程。因此选锤时除要保证一定的富裕系数以外,需采取必要的工艺措施控制钢板桩的倾斜变形,尽可能降低锁口之间的摩阻力,从而保证钢板桩能顺利振沉至设计高程。     

册镇海底管线沿线海床冲刷原因及冲刷趋势研究

海床冲刷可能导致海底输油管线裸露悬空,影响其运营安全。文章针对册镇海底输油管线沿线海床的冲刷现象,利用杭州湾大范围海域潮流数学模型和海床冲淤计算方法,分析了造成海床冲刷的原因,预测了冲刷的发展趋势。研究结果表明:册镇海底输油管线沿线海床冲刷主要与新泓口围垦的局部挑流及金塘大桥的阻水作用有关。随着规划围垦工程的实施,沿线部分海床还将进一步冲刷。     

海上堤坝施工质量控制要点

针对海上人工填海造岛后，用堤坝进行岛-岛、岛-陆连接的不同施工方法而采取的不同防渗、止水工艺过程中存在的质量控制要点进行分析。对海上采用高压旋喷桩止水、防渗与陆地干法采用钢板桩止水、防渗的效果进行对比，得出钢板桩止水、防渗效果优于旋喷桩止水、防渗的结论。     

主副格不等长的直腹式格型钢板桩海墙数值分析

直腹式格形钢板桩难以避免会出现主副格入土深度不同的情况。依托工程实例,分析了主副格不等长格形结构的受力特性,提出了计算中的重点与难点问题。建立三维数值模型对主副格不等长的直腹式格型钢板桩海墙进行稳定性、变形与受力计算,分析了减小副格入土深度的可行性。结合工程应用提出了一种将主副格不等长的格型钢板桩结构等效为二维模型计算的方法。分析成果对格形钢板桩结构的推广与工程应用具有借鉴意义。     

港珠澳大桥珠澳口岸人工岛填海工程海堤越浪量的优化设计

为安全可靠地降低防浪墙顶高程,在分析国内外规范对越浪量标准界定的基础上,为港珠澳大桥珠澳口岸人工岛填海工程海堤拟定了运营工况、设计工况和校核工况这3种工况组合和相应的允许越浪量标准,结合物理模型试验,对海堤越浪量进行优化设计,使人工岛地面与挡浪墙之间的高差减少到人体正常身高范围,可为过境旅客提供海天一色的景观视线。     

一种双排长短密排桩基础的框架海堤结构

针对目前滨海地区深厚淤泥质地基中沿海大桥与一般土石海堤交叉影响问题,通过桩型比选(钻孔灌注桩、大直径薄壁筒桩以及U形预应力板桩)、桩基布置方案比选(密排、2倍桩径间隔以及满堂布置)等深入对比分析,结合竖向承载力、水平承载力计算对比,提出了一种新型双排长短密排桩基础的框架肋板结构海堤结构;并对深厚淤泥地基进行浅层满堂固化加固处理。该新型结构能有效避免一般土石堤沉降对沿海大桥桥墩负摩擦阻力的不利影响,能有效保证大桥安全,同时能大量节省交叉段桥梁和交叉段海堤的施工工期。通过完工后的实际沉降等监测数据分析,认为该新型结构有效地保证了交叉段桥梁的安全。     

港珠澳大桥珠澳口岸人工岛填海工程海堤越浪量的优化设计

为安全可靠地降低防浪墙顶高程,在分析国内外规范对越浪量标准界定的基础上,为港珠澳大桥珠澳口岸人工岛填海工程海堤拟定了运营工况、设计工况和校核工况这3种工况组合和相应的允许越浪量标准,结合物理模型试验,对海堤越浪量进行优化设计,使人工岛地面与挡浪墙之间的高差减少到人体正常身高范围,可为过境旅客提供海天一色的景观视线。     

Corrosion rate measurements in steel sheet pile walls in a marine environment

Corrosion of steel structures in the marine environment is a major problem. The deterioration of this kind of structures is costly and difficult to predict both when designing new structures and when estimating the remaining service life time for existing structures. The aim of this investigation was to find indicative values for the corrosion rate of steel sheet piles on the Swedish west coast. Such corrosion rates (mm/year) can be used both when designing new structures by oversizing the steel thickness and when estimating the bearing capacity of existing sheet pile structures. Earlier investigations on the corrosion rates along the Swedish east coast – with salinity from about 0.2% to 0.8% – are still used today as guidelines for the corrosion rate of all steel structures in the Swedish maritime environment even though the salinity on the west coast can be as high as 3.0%.Steel sheet pile wharfs located in the port of Halmstad on the Swedish west coast were inspected by ultrasonic measurements. Three wharf structures with a total length of about 700 m were inspected. None of the inspected wharfs had or have had cathodic protection. The thickness measurements of the steel sheet pile structures were performed by divers.The age of the three inspected sheet pile structures ranged from 36 to 51 years. The dimensions of the original sheet pile sections are known. One of the quay structures is located along a river. The salinity at all wharfs varied from low values at the surface to approx. 2% at the bottom (also in the river outflow).The measured average corrosion rates were in the same order as the design values in the European code. However, the results indicate increased corrosion rates about 1 m below the mean water surface and at the level of the propellers from the ships berthing the most frequented of the inspected wharfs, 3–6 m below water surface.The tolerances of steel sheet thicknesses – usually in the order of ±6% – are often neglected when investigating the remaining thickness in steel sheet piles. A simple calculation model shows that the sheet pile must be almost 50 years of age before an accurate estimation on the corrosion rate can be made, considering the tolerances, if the true original sheet pile thickness is not known.     

双排钢板桩围堰变形特性研究

针对上海地区河道工程中常见的双排钢板桩围堰结构,通过建立Plaxis有限元模型,研究围堰宽高比、钢板桩插入比、钢板桩型号、拉杆布置等对围堰变形特征的影响。结果表明:增大围堰宽高比在一定范围内能够减小钢板桩的水平位移,并针对不同挡水高度给出宽高比的建议取值;在4 m挡水高度情况下,钢板桩插入比设置为1. 1～1. 5较为合理;对于一般挡水高度,围堰可以只布置1根拉杆,且拉杆存在最优位置以保证围堰体系的整体变形协调。研究结果可为双排钢板桩围堰的设计提供参考依据。     

钢板桩常规施工工艺及涂层受损问题

针对钢板桩施工问题,以马来西亚槟城吹填二期(STP2)工程为例,对Z型钢板沉桩机具选型及沉桩工艺进行研究。通过对比3种国外常用的钢板桩沉桩阻力估算方法及含导向架和无导向架施工的实际应用效果,优选出适合沉桩的振动锤型,并总结出两种沉桩方法的优劣性及适用情况,总结陆上钢板桩作业涂层常见受损问题及修复措施。