伶仃洋大桥东锚碇筑岛围堰冲刷试验研究

深中通道伶仃洋大桥为主跨1666 m的三跨钢箱梁悬索桥,其东锚碇为海中重力式锚碇,采用水中筑岛+地连墙支护的施工工艺,筑岛结构为“锁口钢管桩+工字型板桩+平行钢丝索”组合式围堰结构,筑岛直径150 m,由于筑岛面积较大且施工区域台风频发等特点,受海域水动力的影响局部会发生严重的冲刷和淤积,产生施工风险。通过多工况冲刷模型对比试验和有限元计算,结果表明:回填砂能够有效减小河床的冲刷,回填碎石的起动流速大于平均流速0.6 m/s下的围堰局部最大流速0.91 m/s,不易受水流力的影响;同时先施工上、下游侧,再施工顺水流两侧的施工顺序能够将大部冲刷面积限制在筑岛围堰外侧,能够有效地保障围堰内抛填质量,成岛后在外围施工20 m膜袋砂的防护结构作为抗台储备时,防护外的实际冲刷深度控制在5 m左右,围堰结构稳定、防护结构形式安全可靠。

特大海中锚碇围堰及基坑监控检测关键技术

深中通道伶仃洋大桥海中锚碇为整个深中通道桥梁工程关键线路的关键工程。海中巨型锚碇为国内首创,无直接经验可供借鉴,需要结合以往桥梁工程、水力及港口工程、港珠澳大桥海上筑岛等经验,集合各参建方优势制定本质安全可行的方案。依托深中通道伶仃洋大桥锚碇设计及监控理论等方面的创新优化,达到了设想的目的,体现出同类型工程施工中先进的控制工艺及措施,具有较高的借鉴意义及应用价值。

深中通道伶仃洋大桥东锚碇筑岛围堰施工方案优化

深中通道伶仃洋大桥为主跨1666 m的三跨钢箱梁悬索桥,其东锚碇为海中重力式锚碇,采用“8”字形地下连续墙基础,原设计采用“锁口钢管桩(158根、桩长38 m、直径2 m)+工字型板桩(158根、板宽77 cm)+钢箱围箍(双层高2 m、宽1 m的空心结构,总重1076.6 t)”的组合式筑岛围堰方案施工。由于钢箱围箍存在安装难度大、成本高、功效低等问题,提出保持锁口钢管桩和工字型板桩结构不变、采用平行钢丝索(7根184股?5 mm钢丝)代替钢箱围箍的优化方案。为分析优化效果,采用MIDAS Civil软件分别建立优化前、后围堰模型进行结构计算,并从结构受力、工期、经济性等方面对优化前、后方案进行对比。结果表明:优化后方案能够改善和调节结构受力,并减小海上施工难度;与原方案相比,优化后方案的结构应力下降41.5%,工期节省近60 d,成本节约1000万以上。

伶仃洋大桥东锚碇基础围堰筑岛方案研究和实施

深中通道地处粤港澳大湾区核心位置,跨越珠江口伶仃洋水域,连接深圳、广州和中山市,是一座集“隧、岛、桥、水下枢纽互通”于一体的世界级跨海交通基础设施工程。其中桥梁工程规模宏大、建设条件复杂、技术难度高,特别是主跨为1666m的伶仃洋大桥是海中全离岸超大跨径悬索桥,海中锚碇的建设国内外鲜有成熟案例可供参考,建设难度很大。该桥锚碇所在区域水深较大,海床面以下存在深层软基,同时大桥处在强台风频发区,为保证锚碇在实施阶段的安全、工期和造价可控,在设计阶段对锚碇基础进行了多方案比选,最终决定采用锁扣钢管桩围堰筑岛作为锚碇基础施工依托面的方案。在实施阶段施工单位联合水工专业单位开展联合设计,继续深化锚碇基础围堰筑岛的建造方案,形成了科学合理的实施方案,确保了工程的顺利实施。

振冲法在加固海中大面积吹填砂地基中的应用

本文基于深中通道伶仃洋大桥东锚碇筑岛围堰施工,对无填料振冲法加固围堰内大面积吹填砂进行了现场试验研究。介绍了无填料振冲施工方法,并通过静力触探试验(CPT)、标准贯入度试验(SPT)、平板载荷试验对比了振冲前后吹填砂的标准贯入度、锥尖阻力、侧摩阻力和地基承载力。研究表明采用无填料振冲法处理回填砂后,标准贯入度提高了2.1倍,地基承载力提高了1.32倍。加固效果明显,振冲功效高,能够满足现场的施工要求。

考虑特殊桥位的深中通道伶仃洋大桥总体设计

伶仃洋大桥采用主跨1666 m双塔三跨连续漂浮体系悬索桥。设计要点主要包括:海中锚碇离岸10 km,通过施工方案比选,解决了离岸深水海中锚碇设计施工的关键技术难题;桥面距海面达90 m,通过开展节段模型和全桥气弹模型风洞试验,选定主梁气动外形,保证主桥的抗风性能;大桥地理位置特殊,通过建筑景观设计使全线和谐性得以塑造。

深中通道伶仃洋大桥筑岛围堰施工关键技术

深中通道伶仃洋大桥为(580+1 666+580)m三跨钢箱梁悬索桥,东、西锚碇均为大型海中重力式锚碇,由于海上施工难度大,安全风险高,2座锚碇均采用筑岛围堰施工。东锚碇筑岛围堰采用锁扣钢管桩+工字形板桩组合方案;钢管桩按先上、下游侧,后两侧的顺序,采用YZ-300振动锤施沉;工字形板桩采用起重船起吊并插入相邻锁扣钢管桩,利用DZJ-240振动锤分区、分段施沉;围堰内侧吹填砂,外侧抛填袋装砂护坡。西锚碇筑岛围堰采用水上地基处理(DCM桩)+抗浪砂袋围堰+吹砂填筑+陆上地基处理(挤密桩)的施工方案;砂垫层抛完后由整平驳船进行水下整平;抗浪砂袋分4层施工,采用水下填充和水上填充2种方法。该桥锚碇采用2种筑岛围堰施工技术,施工期间结构安全,减小了海上施工风险,提高了施工工效。

深中通道伶仃洋大桥东锚碇基坑开挖数值模拟及施工技术研究

深中通道伶仃洋大桥东锚碇为海中八字形地连墙锚碇,地连墙直径长107.1m,宽65m,地连墙厚度1.5m,基坑开挖深度42m,总开挖方量约22万m^(3)。锚碇基础采用逆作法,每开挖4m施工3m内衬,内衬均为吊模施工,施工风险高,施工功效低。采用理正、Flac3d、Abaqus软件对基坑开挖全过程进行对比分析,得到施工过程中地连墙最大深层水平位移分别为20.15mm、12.03mm、10.0mm,均小于设计值(25mm),其三维模型计算结果与实际监控结果(10.3mm)较接近。同时,采用"出土门架+伸缩臂挖机"复合式出土工艺,日均出土量超过2 000m^(3),确保了基坑开挖过程中的结构安全和施工功效。