哑铃型跨海桥梁围堰不规则波浪力试验研究

在跨海桥梁施工过程中,波浪力是作用在跨海桥梁施工期围堰的主要控制荷载,准确预测围堰波浪力将直接决定其施工安全。实际海浪是长短、高低不一的不规则波浪,对跨海桥梁围堰的波浪力也呈随机性变化。基于物理模型试验,系统测试不同结构吃水深度、有效波周期、有效波高及波浪入射角对哑铃型围堰不规则顺波向波浪力、横波向波浪力及垂向波浪力的影响,并与“单一最大波法”的规则波浪力进行对比。研究结果表明:与《港口与航道水文规范》中按H1%和平均周期的“单一最大波法”获得的规则波浪力相比,不规则波浪力普遍偏大,尤其波浪斜向入射时横波向不规则波浪力更不利。从波浪力功率谱图分析发现,随着入射角增加,顺波向波浪力高频成分的贡献增大,而垂向波浪力谱变化很小,二者谱峰频率均和入射波谱峰频率保持一致。

聚焦波浪对哑铃型跨海桥梁围堰作用的试验研究

台风引起的巨浪将严重威胁跨海桥梁施工期围堰的安全,台风波浪较普通规则波浪具有周期更长、波高更大特点,正好符合聚焦波浪的特征。为更好地指导跨海桥梁围堰抵抗极端台风浪设计,开展聚焦波浪与哑铃型桥梁围堰相互作用的波浪水槽试验研究,探讨围堰吃水深度、聚焦波最大波幅、入射角度对测点波面位移及波浪力的影响。其中,分析结果表明,围堰吃水深度及入射角度的变化对测点波面位移的影响不大。随着吃水深度增加,垂直波浪传播方向的有效投影面积增大,围堰顺波向波浪力明显增大。由于波浪能量沿水深衰减,底部浮托力随之减小。随着入射角度增加,有效投影面积增大使得围堰顺波向波浪力非线性增大,而围堰底部浮托力则变化较为平缓。当入射角度和波幅均较大时,围堰顺波向和垂向浮托力的正、负向幅值差异均较大,呈现较明显的不对称性,若按对称受力设计施工方案可能偏危险。与同波幅的聚焦波浪相比,长波条件下若按线性波考虑作用于结构的波浪力将偏不安全,实际跨海桥梁工程设计时有必要按聚焦波浪考虑台风波浪作用。

武穴长江公路大桥哑铃型双壁钢围堰施工技术

双壁钢围堰是大型桥梁深水主墩施工的大型临时设施,其作用一是作为承台施工挡水结构,二是作为钻孔平台的支撑结构,承受的荷载包括水流冲击力、水头压力、以及由钻孔平台作用的竖向力。以武穴长江公路大桥15#墩基础施工为例,介绍了哑铃型双壁钢围堰的设计、下水、定位、下沉及封底等关键施工技术及施工要点。工程实践表明,该钢围堰设计合理,施工安全,且节约材料,造价低,能满足工程的需要,可为以后同类工程施工提供参考。