悬索桥浅水区崁岩锚碇基础方案选择
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太阳颜色【摘 要】下一组On the basis of full analysis for anchorage foundation of suspension bridges at home and a-broad,and by combining engineering hydrogeological conditions of rock-socketed area,this thesis prents three schemes:installing caisson foundation,building island underground diaphragm wall foundation,and sunk well bored composite piles foundation,and by comparison of three kinds of schemes,sunk well bored piles composite anchorage foundation was lected.%依据对国内外悬索桥锚碇基础的充分分析,结合锚碇区的工程地质和水文条件,提出设置沉箱基础、筑岛地下连续墙基础、沉井钻孔桩复合桩基础等3种方案,并对3种方案进行综合比较,选择了沉井钻孔桩复合锚碇基础形式。
【期刊名称】《交通科技》
【年(卷),期】2015(000)006
【总页数】女人背影图片4页(P18-21)
【关键词】浅水区;崁岩锚碇基础;方案比选
【作 者】自我介绍手抄报朱明权
【作者单位】中铁大桥局集团有限公司 武汉 430050
【正文语种】中 文
伶仃航道桥拟采用主跨为500 m+1 620 m+500 m=2 620 m双塔3跨连续钢箱梁悬索桥。索塔为混凝土塔,高266 m,设3道横梁;加劲梁采用钢箱梁,主缆边中跨比为0.42,矢跨比为1/9.5,2主缆间距42.5 m;锚碇采用重力式地锚结构。
伶仃洋是珠江喇叭口形的河口湾,场区海面宽约22 km。桥轴线经过处河口三角洲,为珠江入海口,海底表层为河流堆积形成的巨厚淤泥层。锚碇区河床高程一般为-1.7~-6.9 m,伶仃洋主航道河床高程为-7.3~-20.1 m。
伶仃洋航道桥项目区域常水位水深4~9 m,航道位置处水深约为19 m。东锚碇区域水深约5 m,西锚碇区域水深约3.5 m。
主桥海域潮汐类型属于不规则半日潮,平均潮差在0.85~1.70 m,最大潮差在2.30~3.20 m之间,最小潮差在0.04~0.13 m之间,平均潮差和潮差变化均由南向北逐渐增大。工程区域以潮为主工况下水位远较以洪为主的高,具体结果见表1。
锚碇区域覆盖层上部主要由海积的淤泥质土夹砂土,下部为冲积的砂土、局部圆砾土,基岩为燕山期花岗闪长岩及花岗岩,地质钻孔资料见表2。
地质呈现如下特点:①基岩面起伏较大,锚碇附近基岩顶面在100 m长度范围内高差达到10~15 m;②基岩埋深浅,强风化花岗岩顶面高程约为-40 m。
悬索桥是目前跨越能力最大的一种桥型,跨度在1 000 m以上的已建桥梁大多是采用悬索桥形式。作为悬索桥的一个关键部分,锚碇的设计与施工非常重要,锚碇基础方案选择将直接影响大跨悬索桥方案的竞争力。
国内已建成的1 000 m级悬索桥有阳逻大桥、润扬大桥、西堠门大桥、南京长江四桥等锚碇基础,均为陆地上的沉井或地连墙基础,而伶仃航道桥为水深约5 m的水中锚碇,施工条件有较大差异。国外除了美国的文森特大桥、新卡圭尼兹大桥,以及日本明石海峡大桥
、丹麦的大贝尔桥有水中锚碇工程实践外,国内乃至其他地区和国家还未有工程应用[1]。
新卡圭尼兹大桥( New Carquinez Bridge) 位于旧金山海湾,水深为27 m,覆盖层15~24 m。风化岩层的覆盖层是软土、松沙。其南锚碇采用桩基础形式,设计采用380 根直径0.76 m 管桩,为抵抗缆索拉力,其中 1∶3 斜桩占55% ,桩中心间距为 2.63 倍桩距。
品牌的概念丹麦大贝尔特大桥水中锚碇处粘土层厚20 m,其下为厚层泥灰岩,水深约 10 m。锚碇基础采用基底碎石床+沉井基础。楔形碎石垫层使得主缆拉力和锚碇恒载的合力垂直于倾斜的开挖面,然后将碎石垫层灌浆,使得其与沉井底板的接触面安全可靠。
日本明石海峡大桥水中锚碇基础采用地连墙基础。锚碇基础持力层为沙质岩层,但覆盖层厚,其地连墙基础埋深达70余m,该锚碇基础采用先填海形成人工岛,然后采用地连墙基础修筑锚碇结构。
锚碇位置处覆盖层主要为淤泥质土和粉细砂层,承载力低,下覆基岩为强度高的花岗岩。为平衡主缆巨大的水平力,经结构受力计算,锚碇基础需崁入基岩。结合国内外类似锚碇基础形式和本桥水文地质,提出了沉箱设置基础、筑岛地连墙基础、沉井钻孔桩复合基础3种方案。
(1) 沉箱设置基础。沉箱总高度为45 m。外形轮廓尺寸为81.2 m×70 m。沉箱内分为42个小隔舱,单个隔舱的大小为10 m×10 m。沉箱外壁厚2.0 m,各舱壁厚1.2 m,底板厚4 m,沉箱放置在整平的中风化花岗岩层上。为减小沉箱拖运时的吃水深度,沉箱侧壁和隔舱壁采用钢壳混凝土,锚碇基础见图1。
总体施工流程:河床清理→基底处理→沉箱制作→沉箱浮运、定位→注水下沉沉箱→灌注沉箱壁混凝土→基底压浆处理→填心、盖板施工→基坑回填。
基岩采用水下爆破的方法进行初步整平,清理碎石后,在基岩面上铺设碎石垫层形成平整的面层。
好玩的单机版游戏沉箱在工厂制造完成后,用拖船拖至设计位置,下沉到已整平的岩面上。沉箱部分隔舱填片石并压浆,后整体浇筑顶板形成锚碇基础,再施工锚体结构。
(2) 筑岛地下连续墙基础。地连墙基础为外径90 m、内径86 m、墙厚2.0 m的圆形地连墙,地连墙深约50 m,墙脚进入中风化基岩不小于4 m。顶、底板厚度均为5 m,顶板与锚体合为一体,底板持力层为中风化泥岩。锚碇基础见图2。
总体施工流程:插打锁口钢管桩→吹砂筑岛→陆域地基处理→封底施工导墙施工→地下连续墙成墙→基坑施工→封底施工→填心施工→顶板施工。
采用打桩船插打锁口钢管桩形成直径120 m筑岛支护,吹砂形成人工岛,堆载预压形成陆域作业环境[2]。筑岛完成后,采用冲击钻配合铣槽机施工地连墙槽段,完成后逆筑法施工,分层开挖土层,分层施工内衬。基坑开挖完成后,施工底板,在坑内填注填心,然后施做顶板。锚碇基础施工完毕后将筑岛材料清理至指定区域,并拔出外围钢管桩。
(3) 沉井钻孔桩复合基础。充分利用基岩强度高的特点,并结合强风化层厚度不大的特点,在常规沉井方案的基础上提出了沉井钻孔桩复合基础,即在沉井井壁预设钢管[3-4],沉井下沉就位后,在预设钢管位置实施钻孔灌注桩,沉井总高度为35 m,外形轮廓尺寸为83.1 m×72.6 m。沉箱内分为56个小隔舱,单个隔舱的大小为10 m×10 m。沉井外壁厚2.0 m,各舱壁厚1.2 m,沉箱侧壁和隔舱壁采用钢壳混凝土,在沉井隔墙处布置直径4.5 m桩基,锚碇基础见图3。
总体施工流程:钢沉井制作→钢沉井浮运、定位→沉井着床、施工井壁内混凝土→吸泥下沉→沉井封底→钻孔桩施工→填心、施工沉井盖板。
钢沉井在工厂制造完成后,整体浮运至墩位处定位着床,进行隔仓取土下沉至设计标高[5-6],进行沉井封底施工(封底施工仅对方形井孔进行,隔墙处预留圆孔不封)。随后在预留圆孔内进行钻孔桩施工,浇注钻孔桩水下混凝土,完成后在井孔内进行填心施工,随后进行沉井盖板施工,完成沉井基础。
3种锚碇基础综合比较见表3。
设置沉箱基础可工厂化制造,整体性好,工期短,施工风险低,但开挖量大,造价高;筑岛地连墙基础工艺成熟,施工风险较小,但基本为现场作业,施工周期长。沉井钻孔桩复合基础工艺成熟,施工风险较小,造价与地连墙基础相当,但工期较短,环境影响小。综合比较推荐采用沉井钻孔桩复合基础方案。化妆品都有什么
悬索桥锚碇基础的选型不仅要考虑桥位处水文地质情况,而且与采用的施工工艺、大型施工装备选择、施工水域通航及环保等要求有紧密关系,同时选择何种锚碇基础结构形式,还决定着大桥的建设成本。本文通过研究,提出3种新锚碇基础形式,为类似工程设计提供了可借鉴的研究方向。
【相关文献】
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[2] 王彦林,闫 禹.港珠澳大桥外海人工岛快速成岛技术[J].施工技术,2012(4):47-51.
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