群桩基础局部冲刷防护工程的关键技术研究

桥梁破坏多数是由洪水严重冲刷基础引起的,工程中需要采取防护措施以保证桥墩基础的安全性.提出了采用预防护和在防护区外形成有效护坦的冲刷防护理念,介绍了冲刷防护平面设计采用核心区、永久防护区和护坦区的平面分区方法,建议采用面层块石+中层碎石+底层砂袋的防护结构形式.现场监测结果表明,模型试验结果与实际最大冲刷深度基本一致,冲刷防护工程对局部冲刷起到了有效的防护作用.     

苏通大桥大型桩承台桥墩基础的局部冲刷防护试验研究

为探讨特大型桩套箱桥墩基础的护底防冲工程问题,通过实验室试验,分别对墩基防冲护底的方案选择、防护工程结构分层和范围确定、防护材料的稳定及成型情况以及护底工程的防冲效果进行了试验研究。并将试验成果应用在苏通长江大桥护底防冲工程的设计、施工中。施工期为期4年的监测结果证明,实施的防护工程及时、有效,确保了桥墩基础的安全。可为相关大桥采取防护措施提供借鉴。     

桩承台不同入水深度对局部冲刷影响的试验研究

桩承台桥墩基础在桥梁建设中应用较多,结构形式目前得到新拓展。上部承台在水中不同位置对局部冲刷的影响程度是确定承台高程时的主要参考依据。采用大型宽水槽,对大型梅花形桩群和规则桩群桩承台不同入水深度引起的局部冲刷进行试验研究,分析桩承台的冲刷特征,得到了导致底部床面发生最大、最小冲深时水中的承台位置。     

苏通大桥冲刷防护工程及桥区河床河势监测研究

介绍苏通大桥营运期冲刷防护工程及桥区河床监测方案,分析了桥梁防护工程实施前后及营运期河床冲淤情况,对冲刷防护工程稳定性与防护功效、桥轴线断面、桥区主流及深泓近期演变等进行分析评价,认为苏通大桥冲刷防护工程具有较好的稳定性;目前桥区河床总体稳定,新通海沙围垦工程对长江-30 m深槽的影响尚未显现.     

沪通长江大桥施工期对桥区河床演变影响分析

为研究大型跨江桥梁工程建设后对桥区河床响应的影响,以沪通长江大桥为例,进行大桥建设期间桥区河床地形、汊道分流比监测,对比分析工程建设前后桥区汊道分流比、桥区河床平面、断面、冲淤变化特征,掌握大桥工程建设后的桥区水动力、大型沉井基础局部冲刷、桥区深槽响应的影响特点,并与前期模型研究成果进行对比分析,为大桥工程顺利建设和工程河段跨江桥梁建设提供科学依据.分析结果表明,大桥施工期间天生港水道桥墩基础局部冲刷及深槽冲刷幅度2～3 m;浏海沙水道28#、29#主墩基础及深槽冲刷幅度较大,深槽断面普遍冲刷4～5 m,主墩28#、29#基础局部冲深28.1 m、19.1 m.大桥施工期间对桥轴线断面流速分布影响较小,桥区汊道分流比基本稳定,对桥区河势稳定影响较小.     

复杂群桩基础冲刷计算方法研究

为研究公路桥梁群桩基础的冲刷计算,根据我国现有公路桥梁群桩基础的现状,详细分析、研究各类群桩布设情况下的河流的阻力特性、流态、流速分布以及泥沙运动性态。研究结果表明,在复杂布设群桩条件时,存在四种冲刷机理:纵向掩蔽作用、纵向冲刷联动作用、横向阻力增大作用和横向冲刷联动作用。并根据该研究结果,修订完善目前我国行业标准《公路工程水文勘测设计规范》中,桥墩非黏性土的局部冲刷计算公式中边界条件不合理部分,在原公式中仅考虑群桩横向排列影响系数的基础上,进一步提出同时考虑群桩横向和纵向排列的综合影响系数。并用实桥数据进行验证后,提出了复杂群桩基础冲刷计算的推荐公式。这一结论使原有冲刷计算公式更加趋于合理,从而能运用于复杂群桩基础的冲刷计算。为非黏性土群桩基础的局部冲刷计算提供有价值的参考依据。     

大型沉井基础的防冲护底试验研究

大型沉井基础的冲刷防护是较复杂的工程问题,既要求防护材料的块径不能过小以确保安全度汛,又不能因其块径过大而影响着床时沉井刃脚的下切。采用物理模型,通过试验对护底碎石的块径、级配及起动、安全度汛和着床阶段的沉井防护工程的稳定性进行研究,得出大型沉井基础在安全度汛和着床两种阶段既能保持稳定又较为经济的护底工程的范围和碎石级配。既能满足施工需要,又使整体预防护工程达到总体要求。     

水流夹角对群桩局部冲刷影响试验研究

水流夹角对大型、超大型群桩的局部冲刷影响研究至今仍为空白。通过宽水槽试验,对梅花形大型桩群进行了水流夹角对局部冲刷影响的研究,得出不同水流夹角情况下的冲刷形态和由此产生的桩群夹角增深系数。为工程设计及规范中涉及局部冲刷条文的修订提供参考。     

连云港港旗台作业区及防波堤工程前后水体交换能力研究*

随着旗台作业区及南北防波堤工程的建成,连云港港主港区已经变成为南北短、纵深长的半封闭的狭窄港域,口门的缩窄以及口门至港池末端纵深进一步增加,势必对港内水体的交换能力带来一定的影响。通过三维数学模型对工程前后的水体交换能力进行模拟,分析水体交换能力变化的原因,并通过港内水质点的Lagrange运动轨迹进一步认识港内水体的交换过程。模拟结果表明,港区内受水流动力及港口形态的影响,旗台作业及防波堤工程建设后主港区的半交换周期从约5 d增加至22 d。为了保障港内水域的水质环境,必须严格控制港内水体污染排放。     

连云港港水质现状评价及主要污染物分析

为了评估羊窝头防波堤、旗台作业区等相关工程建设后连云港港内的水质现状,在2013年7月及12月开展了两次水质大面调查,分析了港口区域的表层海水溶解氧、无机氮、无机磷、化学需氧量以及石油类的浓度分布特征,浓度分布分析结果表明港池内水质略差于港外水质,港池末端水质相对较差。采用单项指数法对测量期间的水质进行评价,分析表明两次测量期间港池内了水质单项指标满足港内第四类海水标准,此外还采用富营养化指数方法,对港区内的富营养化程度进行了分析,研究发现港区内富营养化指标略有超出,无机氮为潜在性富营养化的限制环境因子,需要加强港口内部及周围区域无机氮排放的控制。