矩形顶管沉井下沉过程中的变形分析

沉井作为一种基坑支护结构,变形是一项重要的安全指标,现行国家、地方性规范未给出沉井变形计算的方法。结合天津市某市政顶管工程,采用MIDAS有限元软件对沉井下沉过程中最不利工况进行应力、变形分析,并给出沉井变形计算的建议公式。     

软土地区超深沉井抗隆起计算分析

:随着城市土地资源越来越稀缺,沉井在城市地下空间开发中应用也越来越广泛,沉井的深度和尺寸也随之加深、加大。目前规范对沉井设计未有抗突涌破坏的验算,施工单位理论水平认知相对较低,沉井下沉时突涌破坏案例也时有发生。本文结合宁波软土地区某沉井破坏案例,参照基坑工程目前研究成果,以太沙基极限承载力假定为基础,考虑沉井外侧土体抗力,尝试对沉井抗隆起计算进行分析,并采用有限元软件MIDAS GTS对工程案例进行模拟分析,通过变形趋势对沉井抗隆起计算公式进行佐证,通过不同安全系数、不同平面尺寸对沉井的坑内外土体变形趋势分析结果,为宁波等软土地区其他超深沉井提供了有益的参考。     

沪通长江大桥主航道桥沉井-地基作用应力变形分布特征研究

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号主墩采用倒圆角的矩形沉井基础。为研究沉井施工及桥梁施工后沉井结构与地基间的受力特性,采用ABAQUS有限元软件建立沉井-地基相互作用的三维实体模型,分析5种荷载组合下沉井基底和侧壁土体的应力和变形。结果表明,沉井施工和桥梁施工后,沉井基底和侧壁土体应力沿纵、横向分布差异较大;基底的竖向应力相对较为均匀,沉井隔墙对应处基底土体的附加应力略大;沉井深度范围内侧壁土体的附加应力受相应隔墙位置的影响显著;地基土体和沉井结构产生了一定的沉降变形,沉井的沉降差异主要由架梁引起,且对桥梁上部结构影响较大。     

悬索桥分体组合式沉井锚碇基础的设想与模型试验

为降低传统沉井的下沉难度,同时保持传统大型沉井锚碇基础良好的承载性能,提出了一种下沉期分开设置、运营期组合共同承载的分体组合式沉井锚碇基础,并进行多组模型试验验证。基于大型锚碇基础的受力特点和相同下沉体积的原则,选取长、宽、高分别为400,200,800mm的分体沉井,对钢制模型沉井在相同密实度的砂体中开展水平加载模型试验,以确定分体式沉井的合理间距;对比分析在相同水平荷载下传统沉井和分体组合式沉井在承载能力、位移方面的异同;测试并分析分体式沉井周边的土体抗力分布、位移变化以及在短期及长期加载情况下的发展趋势。结果表明:分体组合式沉井是一种可能替代传统大型沉井锚碇的基础形式,分体式沉井比传统沉井具有更好的水平承载性能;模型试验中前井承担的水平荷载比例为65%,远高于后井承担比例;在长期水平荷载作用下,与普通沉井破坏阶段的变形以转动为主不同,分体式沉井平动产生的位移比例约为60%;沉井变形达到稳定所需时间是土压力达到稳定时间的2倍左右,沉井前方土体的最终位移约为初始位移的3倍,且其参与程度随离开沉井的距离而衰减;研究结果为分体式沉井的实际工程应用提供了初步依据。     

武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇新型沉井基础设计

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为三塔四跨悬索桥。该桥北锚碇基础经多方案比选采用多圆孔环形截面新型沉井结构。沉井中间大圆孔内设置十字形隔墙,圆环内沿圆周均布有小直径井孔。沉井总高43 m,共分8节,第1节为钢壳混凝土沉井,第2~8节均为钢筋混凝土沉井。北锚碇施工中采用不排水下沉、井壁增加空气幕等措施减小施工难度及风险。采用软件FLAC3D对沉井施工过程进行数值模拟分析,评估施工安全性能、施工引起的环境效应及运营加载后锚碇基础的变形等。计算结果表明,沉井分节下沉施工过程中其结构、地面变形均满足规范要求,施工可有效避免对周围建筑物和长江大堤的不利影响。     

根式沉井基础水平向荷载试验研究

为研究根式沉井基础的水平承载特性,对其进行水平承载力测试,试验加载采用慢速维持荷载法.测试出同等直径和长度根式沉井基础和普通沉井基础的水平承载力,同时分析根式沉井基础的变形、井身弯矩及所承担的周围土抗力.试验结果表明:根式沉井基础与普通沉井基础相比,承载力大幅提高;根式沉井基础顶部水平位移较大,底部水平位移较小,基础中上部所受土抗力较大,对整个基础承担水平荷载起主要作用.     

五峰山长江大桥北锚碇沉井基础变形分析

连镇铁路五峰山长江大桥主桥为主跨1 092 m的公铁两用钢桁梁悬索桥,北锚碇采用100.7 m×72.1 m×56 m的矩形沉井基础.为了解沉井基础在施工过程中的变形及其对后续施工的影响,采用Abaqus软件建立沉井-地基以及沉井与邻近桩基础有限元模型,结合现场监测数据,针对沉井基础底板施工至主梁架设的11个工况,分析...     

计算拱桥沉井基础组合式桥台的变形协调法

变形协调理论是确在台位移的存在，然后据以建立力学模型，本文介绍了采用变形协调法计算拱桥沉井基础组合式桥台的计算公式，并列出算例，以供桥梁设计者参考。     

四川金沙江向家坝水电站10号沉井施工监测

沉井周边地质情况是沉井的设计及沉井下沉施工的主要因素,沉井的平稳下沉及成功下沉到设计位置是沉井施工的关键,因此有必要对沉井下沉过程的沉井仞脚土压力和井壁摩阻力进行实时监测,以指导沉井的信息化施工。四川金沙江向家坝水电站10号沉井仞脚土压力和井壁摩阻力的实时监测结果表明,监测数据真实地反映了沉井周边的地质情况,指导了沉井的信息化施工。     

千米超大跨径斜拉桥施工测量关键技术研究

千米超大跨径斜拉桥结构复杂且施工允许偏差小、塔柱离岸远但施工测量精度高,为提高其施工测量的精度,以在建的沪通公铁两用长江大桥为例,对其首级施工控制网布设、大型沉井控制测量、超高塔柱施工测量及变形测量等关键技术进行研究。根据该类结构的特点和环境条件进行首级平面施工控制网设计,以满足后续施工精度要求。设计同轴觇标灯优化跨河三角高程程序,以提高跨河三角高程的测量精度。采用新型高精度竖向位移测试系统测量沉井垂直度,智能化测控沉井姿态。提出采用基准投点法控制塔柱垂直度并估算测量精度,解决超高塔垂直度测控的难题。合理选择观测方法进行塔柱变形观测,以满足实际施工需要。     

新型桥梁基础——根式沉井施工关键技术

根式沉井是以传统沉井为基础,通过仿生创新而设计的一种新型桥梁基础。文中分析了根式沉井的加固原理;以阜阳至合肥高速公路淮河特大桥跨堤桥左半幅桩基础施工为例,从底节沉井管壁施工、沉井安装下沉辅助措施、顶推根键等方面对根式沉井的施工技术进行了摸索和改进,简述了其关键施工技术。     

超大沉井基础设计及下沉方法研究

常泰长江大桥主航道桥为主跨1 176m公铁合建斜拉桥,通过技术经济综合比选,桥塔基础采用沉井方案。针对超大型沉井基础截面尺寸大、自重重、入土深等问题,提出了减自重、减冲刷的新型台阶型沉井基础方案,通过模型试验及数值分析确定了沉井相关设计参数,并基于地基中土体的三维应力状态和摩尔-库伦强度破坏准则,建立了深大基础三维地基承载力计算表达式。沉井基础成功实施的关键是可控的取土下沉措施,研究了超大型沉井下沉机理,探明随着沉井平面尺度的不断增大,端阻力与井壁侧摩阻力相比逐渐成为控制因素,沉井下沉施工必须进行盲区取土。通过对沉井刃脚下土体破坏形态的研究,提出土体破坏的临界宽度控制法和台阶式取土法,可为沉井下沉施工提供指导。     

特大型水中沉井基础局部冲刷模型试验研究

泰州大桥中塔采用了目前我国最大规模的水中沉井基础,浮运沉井施工过程中,由于沉井、水流、泥沙三者的相互作用,将会产生浮运沉井施工期冲刷,进而影响沉井施工,准确地了解沉井下沉过程中的局部冲刷深度具有重要的工程意义和实用价值。通过河工模型试验分析了大型水中深井下沉过程中的局部冲刷情况,并提出了相应的计算公式。施工期间对河床的局部冲刷进行了监测,监测数据表明模型试验的结果基本可靠,并根据实际局部冲刷数据,提出了有关的沉井施工建议。     

沉井在上海某综合管廊中的应用实例与分析

以上海某综合管廊中沉井工程为例,对垫层厚度、下沉系数、接高稳定性、抗浮系数等内容进行了施工计算,并且分别对垫层铺设、沉井制作、沉井下沉、沉井封底等沉井施工工艺进行了分析与研究,得到以下结论:一是要强化沉井的施工计算,选择合理安全的方案;二是要注重施工过程控制,提前制定纠偏、突沉等情况的措施。     

合福铁路铜陵长江大桥3号墩沉井精确着床控制技术

合福铁路铜陵长江大桥主桥为主跨630 m的三索面钢桁梁斜拉桥,其北桥塔3号墩采用圆端形沉井基础,沉井着床采用“二次定位、注水快速着床”的方案.为使沉井精确着床,采用MIDAS 2006有限元软件建立沉井和拉缆系统空间模型,模拟沉井着床过程,分析沉井着床过程中的偏移及拉缆索力变化规律,确定定位时沉井底与河床的距离为2 m.为减小冲刷、河床平面土质分布不均、波浪和涡激振动等对沉井精确着床的影响,分别采取了注水快速着床、绞锚纠偏回位、增加沉井边锚数量、增加边锚刚度、增加沉井质量或阻尼等措施.     

马鞍山长江大桥南锚沉井下沉关键技术研究

马鞍山长江大桥南锚碇采用沉井基础,沉井入土深度超过50m,其施工采用“3次接高,3次下沉”的工艺：第1次下沉采用降排水措施,第2次下沉采用半排水措施,第3次下沉采用不排水措施。在沉井第3次下沉过程中,开启空气幕助沉,显著加快了下沉速度。沉井下沉期间,采用综合监控手段,保证了沉井顺利、精确下沉。实践证明,该桥所采用的沉井下沉方案科学合理,下沉到位后沉井几何姿态良好。     

大型沉井下沉阻力监测技术

介绍了泰州长江大桥南锚碇沉井基础的施工特点和下沉阻力现场监测技术。在下沉过程中,采用土压力计监测了每节沉井的侧壁土压力和沉井的刃脚土压力。通过这些监测数据的整理和规律分析,既控制了沉井的安全平稳的下沉,也为同类型的大型沉井的设计和施工提供了可以参考的依据。     

大型钢沉井整节段制造、运输与现场接高施工技术

合福铁路铜陵长江大桥主桥为双塔多跨连续钢桁梁三索面斜拉桥,其3号桥塔墩采用圆端形沉井基础,沉井高68 m,其中上部18 m为钢筋混凝土结构,下部50 m为钢壳混凝土结构,总重约5000 t.50 m钢沉井在工厂分6节制造、组拼,由1200 t浮吊起吊装船、12800 t驳船运输至墩位,第1节钢沉井利用浮吊整节段起吊入水后自浮,在墩位处抛设锚锭临时定位,第2～6节钢沉井利用浮吊整节段起吊并对接接高,钢沉井采用无导向船重锚精确定位.实践证明,大型钢沉井整节段制造、运输、现场整节段对接接高施工技术保证了钢沉井的整体质量,加快了沉井施工进度.     

马鞍山长江大桥北锚碇沉井监测分析

马鞍山长江大桥北锚沉井体积巨大,下沉施工中有必要对其进行实时监测,主要监测内容包括刃脚与侧壁土压力、沉井结构钢板钢筋应力、沉井内外水位及沉井几何姿态等。首先采用数值分析,确定了沉井下沉初期为沉井结构受力的最不利工况,且边隔墙中跨部位为关键截面。监测结果表明,所选的关键截面较为合理。在沉井下沉初期,刃脚土压力对吸泥极为敏感。随着沉井的下沉,侧壁摩阻力逐渐增大,刃脚土压力趋于减小。沉井结构钢板与钢筋应力未出现过大拉应力,沉井几何姿态监测结果也表明下沉施工顺利。     

南京长江第四大桥北锚碇沉井施工技术方案综述

南京长江第四大桥北锚碇基础为超大陆上沉井,结构规模庞大,其平面规模为目前世界桥梁陆地沉井之首,详细介绍了沉井施工中的地基加固、钢壳拼装、出土下沉、沉井封底等技术方案。