大跨徑橋梁浮運沉井基礎(chǔ)施工期局部沖刷研究.pdf

1、近年來，隨著橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，跨江、跨海的特大跨徑橋基礎(chǔ)經(jīng)常采用浮運沉井基礎(chǔ)。沉井施工過程中，由于沉井、水流、泥沙三者的相互作用，將會產(chǎn)生浮運沉井施工期沖刷，進而影響沉井施工，因此準確地了解沉井下沉過程中的局部沖刷深度對于沉井的設(shè)計與施工具有重要的工程意義和實用價值。泰州大橋采用2*1080m三塔懸索橋橋型，中塔采用了浮運沉井基礎(chǔ)，本文在借鑒國內(nèi)已有的研究成果，采用河工模型試驗對沉井基礎(chǔ)施工期沖刷進行了深入研究。 根據(jù)橋位區(qū)域

2、已有的水文、地質(zhì)資料，建立了河工模型試驗的流量、流速、泥沙中值粒徑等邊界條件，應用正態(tài)系列模型的試驗手段，研究了沉井施工期(下沉過程中)不同水流動力條件下的局部沖刷問題。 研究表明：沉井離床面較遠時沉井底部有泥沙運動，但局部沖刷發(fā)展緩慢。隨著沉井下沉河床開始沖刷，最大沖刷深點在沉井下方，沉井下游底部流速略大于上游側(cè)對應位置的流速，起始沖刷坑的深度下游呈略大于上游狀態(tài)。再下沉時，沉井刃腳底部的流速逐漸減小，沉井前沿的繞流淘刷作用得

3、到加強，沖刷的最深點由沉井下方移至沉井前端兩側(cè)，此時的沖刷坑范圍較小，但深度較大，此后沖刷坑逐漸變大，并迅速向上游方向發(fā)展。下沉時井下垂向最大流速發(fā)生在中部偏下水層，河床發(fā)生沖刷強烈的時段主要在沉井下沉初始階段和接近形成最大沖刷坑的前期階段。沉井著床后，床面沖刷形態(tài)表現(xiàn)為沉井下方床面前沖后淤，局部沖刷時，沉井前端先趨于平衡，墩后的沖刷則持續(xù)緩慢進行，沖刷坑流出的水流把墩后泥沙逐漸推向下游，墩后沖刷區(qū)長度大于墩前和兩側(cè)。 如采用拋

4、石防護來保證沉井基礎(chǔ)周邊床面的穩(wěn)定，研究表明小粒徑石塊占多數(shù)的級配和中粒徑石塊占多數(shù)的級配的起動流速增幅較明顯。受墩體分流作用，沉井迎水兩邊側(cè)處水流渦流作用力十分強勁，因此，確保沉井上游迎水面兩側(cè)角附近石塊的穩(wěn)定至關(guān)重要，只要石塊在該區(qū)域內(nèi)保持穩(wěn)定，其他區(qū)域的穩(wěn)定就有保證。根據(jù)級配石塊的起動位置和位移狀態(tài)，對沉井周邊床面實施拋石防護時應分區(qū)域、按配比進行：迎水側(cè)角處以粗粒徑配比為主、其它區(qū)域以中粗粒徑為主，較遠處和迎水緩流區(qū)、背水掩護區(qū)