设置裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础承载性能研究

设置裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础承载性能研究

论文摘要

为提高深水、厚覆盖层、强风、巨浪等复杂环境条件下跨海特大型桥梁深水基础的承载能力,针对琼州海峡跨海大桥主通航孔2×1 500 m三塔斜拉桥的中塔基础,提出了设置裙筒与半刚性连接桩的新型沉箱复合基础的设计方案及施工工艺。该新型沉箱复合基础由底部周圈带有裙筒的沉箱、打入地基中的钢管桩与后注浆垫层组成,其能够降低沉箱复合基础对水下垫层平整度和裙筒入土深度的要求,提高施工效率和质量。为进一步研究其承载性能,通过数值模拟和模型试验分别开展了沉箱基础、设置半刚性连接桩的沉箱复合基础、设置裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础等3种基础方案在竖向荷载、竖向与水平向组合荷载作用下的受力性能研究。研究结果表明:设置裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础具有优越的竖向和水平向承载能力,其在竖向荷载作用下,通过后注浆形成的碎石混凝土垫层强度较高且处于裙筒侧向约束状态,可将上部竖向荷载传递至裙筒、群桩基础和桩间土,并通过裙筒和群桩基础传至到地基深部,从而有效提高了软弱厚覆盖层地基中沉箱基础的竖向承载力并可减小基础沉降;在竖向和水平向荷载的组合作用下,裙筒能够充分调动筒内外浅层土体的水平抗力,半刚性连接桩则驱动塑性区向深处延伸,从而有效提高了基础的水平向承载能力并减小水平位移。研究成果可为琼州海峡等跨海通道的特大型桥梁深水基础建设提供重要参考。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 设置裙筒与半刚性连接桩的沉箱复合基础方案简介
  •   1.1 设计方案
  •   1.2 施工方案
  • 2 基础承载性能数值分析
  •   2.1 计算参数与计算工况
  •   2.2 竖向承载性能分析
  •   2.3 水平向承载性能分析
  • 3 模型试验设计方案
  •   3.1 试验方案及模型制作
  •   3.2 地基土制备
  •   3.3 后注浆垫层物理力学参数测定
  •   3.4 加载及数据测试方案
  • 4 物理模型试验结果分析
  •   4.1 竖向荷载下基础模型试验结果分析
  •     4.1.1 荷载-沉降特性
  •     4.1.2 荷载分配分析
  •     4.1.3 土压力分布特性
  •   4.2 水平向荷载下基础模型试验结果
  •     4.2.1 荷载-水平位移特性
  •     4.2.2 土压力分布特性
  • 5 结 语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘高,过超,付佰勇,石海洋

    关键词: 桥梁工程,沉箱复合基础,数值分析,模型试验,裙筒,半刚性连接桩,承载性能

    来源: 中国公路学报 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 公路长大桥建设国家工程研究中心

    基金: 国家重点研发计划项目(2018YFC0809604),黔科合重大专项(2016-3013),中交集团重大科技项目(2016-ZJKJ-PTSJ05)

    分类号: U445.55

    DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.09.010

    页码: 101-114

    总页数: 14

    文件大小: 10272K

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