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大跨径桥梁浮运沉井基础施工期局部冲刷研究
| 论文题名： | 大跨径桥梁浮运沉井基础施工期局部冲刷研究 |
| 关键词： | 桥梁;沉井基础;施工期;局部冲刷深度;河床石块防护 |
| 摘要： | 近年来，随着桥梁建设技术的发展，跨江、跨海的特大跨径桥基础经常采用浮运沉井基础。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，因此准确地了解沉井下沉过程中的局部冲刷深度对于沉井的设计与施工具有重要的工程意义和实用价值。泰州大桥采用2*1080m三塔悬索桥桥型，中塔采用了浮运沉井基础，本文在借鉴国内已有的研究成果，采用河工模型试验对沉井基础施工期冲刷进行了深入研究。 根据桥位区域已有的水文、地质资料，建立了河工模型试验的流量、流速、泥沙中值粒径等边界条件，应用正态系列模型的试验手段，研究了沉井施工期(下沉过程中)不同水流动力条件下的局部冲刷问题。 研究表明：沉井离床面较远时沉井底部有泥沙运动，但局部冲刷发展缓慢。随着沉井下沉河床开始冲刷，最大冲刷深点在沉井下方，沉井下游底部流速略大于上游侧对应位置的流速，起始冲刷坑的深度下游呈略大于上游状态。再下沉时，沉井刃脚底部的流速逐渐减小，沉井前沿的绕流淘刷作用得到加强，冲刷的最深点由沉井下方移至沉井前端两侧，此时的冲刷坑范围较小，但深度较大，此后冲刷坑逐渐变大，并迅速向上游方向发展。下沉时井下垂向最大流速发生在中部偏下水层，河床发生冲刷强烈的时段主要在沉井下沉初始阶段和接近形成最大冲刷坑的前期阶段。沉井着床后，床面冲刷形态表现为沉井下方床面前冲后淤，局部冲刷时，沉井前端先趋于平衡，墩后的冲刷则持续缓慢进行，冲刷坑流出的水流把墩后泥沙逐渐推向下游，墩后冲刷区长度大于墩前和两侧。 如采用抛石防护来保证沉井基础周边床面的稳定，研究表明小粒径石块占多数的级配和中粒径石块占多数的级配的起动流速增幅较明显。受墩体分流作用，沉井迎水两边侧处水流涡流作用力十分强劲，因此，确保沉井上游迎水面两侧角附近石块的稳定至关重要，只要石块在该区域内保持稳定，其他区域的稳定就有保证。根据级配石块的起动位置和位移状态，对沉井周边床面实施抛石防护时应分区域、按配比进行：迎水侧角处以粗粒径配比为主、其它区域以中粗粒径为主，较远处和迎水缓流区、背水掩护区可采用中粒径石块。 最后，根据研究成果，对泰州大桥中塔沉井施工提出了建议。 |
| 作者： | 陈策 |
| 专业： | 桥梁工程 |
| 导师： | 叶见曙;吉林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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