海水环境下桥墩抗冲刷技术研究

我国跨海大桥的数量越来越多,桥墩位于海水中会对海水的运动产生影响,同时海水又会对桥墩造成冲刷。为了研究海水环境下桥墩抗冲刷技术,从桥墩基础局部冲刷机理的研究入手,基于A跨海公路大桥主跨桥墩防冲刷工程,对桥墩的主动和被动综合防冲刷技术及其应用效果进行了研究。研究成果表明:根据海水运动是否带动机床泥沙运动可将海水对桥墩的冲刷分为清水冲刷和动床冲刷,当海水行近流速很小时,河床几乎不受海水冲刷,当行进流速大于v_0′时,河床受到清水冲刷作用;当行近流速大于v_0时,河床受动床冲刷;桥墩受海水的冲刷与海水行近流速和河床泥沙粒径等均呈正相关性;依据抗冲刷技术的原理不同可将桥梁墩柱的防冲刷技术分为主动防护和被动防护;对A跨海公路大桥河床的监测成果表明,基于主动防护(墩前牺牲桩)和被动防护(抛石)的综合治理方案能非常有效地对桥墩起到防护作用。     

沪通长江大桥主航道桥29号主墩河床预防护技术

沪通长江大桥主航道桥为(140+462+1 092+462+140)m双塔连续钢桁梁斜拉桥,29号主墩采用沉井基础,沉井顶平面尺寸为86.9m×58.7m、高115m。由于29号主墩位处粉砂层较厚,水流作用下这部分泥砂易被冲刷,对沉井着床过程中的局部冲刷大,为确保沉井平稳安全着床,对29号主墩位处河床进行预防护。29号主墩河床预防护体系包括反滤层、防护层和棱体结构,其分别由1~6mm、3~10cm和6~10cm级配的碎石组成,抛填高度分别为1,1,2m;其中防护层抛填范围由沉井壁向外延伸25m。现场河床预防护抛填施工时,根据抛填试验确定的虚拟网格图,采用定位船、抓斗船、料斗及导管等设备进行定点抛填,先抛填反滤层,再抛填防护层和棱体结构。采取预防护技术后,29号主墩河床防冲刷效果明显,沉井着床定位后,沉井平面位置和姿态基本未发生变化。     

加筋粗粒土坡稳定安全系数的简化计算方法

为了探寻土工合成材料加筋粗粒土坡稳定性分析的实用方法,将置于坚硬地基上的土工合成材料加筋粗粒土坡按准黏聚力原理转化为等代均质土坡,分别用简化Bishop法计算两者的稳定安全系数F_(sg)和F_(sj),并试图寻找到能反映F_(sg)-F_(sj)关系的数学表达式,以便将复杂的加筋土坡安全系数F_(sg)的计算转化为简单的均质土坡安全系数F_(sj)的计算。为此,对黏聚力c=0,内摩擦角φ=35°,36°,37°,重度γ=18,21,25 kN/m~3,边坡高度H=4~50 m,坡率m=0.5,0.75或1,加筋层间距S=0.3~0.8 m组合出的一系列加筋粗粒土坡分别计算F_(sg)和对应的F_(sj),发现F_(sg)和F_(sj)具有良好的相关性,并且当S在0.3~0.8 m内变化时,F_(sg)-F_(sj)关系曲线与S,H,φ,γ几乎无关,仅与m有关。当F_(sg)=1~2时,经曲线回归分析发现F_(sg)-F_(sj)关系与三次多项式几乎完全吻合,其相关系数达到1。于是,分别得到了坡率m=0.5,0.75,1这3种情况下的加筋粗粒土坡F_(sg)-F_(sj)回归公式,从而实现了以F_(sj)来计算F_(sg)的设想,使计算大为简化。而且,按这些回归公式计算出的F_(sg),其绝对误差和相对误差在F_(sg)=1~2时分别不超过约±0.033和±1.6%,在F_(sg)=1~1.5时则分别不超过约±0.018和±1.2%,满足工程设计的要求。     

裸岩河床水中墩基础施工技术

长昆客专罗旧舞水特大桥主桥为(48+2×80+48)m连续梁桥,1号~3号桥墩位于主河槽内,低桩承台嵌入河床裸岩中,设16根1.5m钻孔桩。根据裸岩河床、低桩承台的特点,确定水中墩基础施工采用施工栈桥为交通便道、施工平台,栈桥标准跨度18m,设4组贝雷梁、双排钢管桩基础,并在钢管桩周围抛填砂砾、投放石笼或下放钢套箱、灌注水下混凝土以及拉设缆风绳。水中墩基础采用矩形双壁钢围堰围护方案,按照"先堰后桩"顺序施工。水中墩基础施工中,采用长臂挖机清底,利用岩石乳化炸药和非电微差雷管进行水下岩石爆破;钢护筒采用振动锤夹持、插打;双壁钢围堰依靠钻孔桩护筒、平台辅助钢管桩逐块拼装,用倒链下放、汽车吊接高下沉施工;围堰封底混凝土等强后,进行钻孔桩、承台和墩柱施工,最后拆除围堰。     

强夯加固粉土地基孔压及变形特性研究

通过分析强夯孔压和变形的现场试验数据及数值模拟结果,对强夯加固粉土地基孔压及变形特性进行了研究,得出如下结论:(1)超孔压随夯击次数增加而增大,其累积曲线的斜率随着夯击次数增加逐渐趋近于零,浅层土超孔压累积值远大于深层土;(2)地面沉降量在第一击时最大,而后随着夯击数的增加而减小,并逐渐趋于一定值,到止夯时,不同夯击能地面沉降变形累计值近似相等;(3)强夯土体扰动大致分为强扰动区(-4~0m)、弱扰动区(-8~-4m)和微扰动区(-8m及以下),其中强扰动区和弱扰动区作为主扰动区,是主要加固区域;(4)超孔压的产生和消散远滞后于沉降变形,表明了超孔压的滞后性。