桩数差异性对桥墩局部冲刷影响的物理模型研究

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随着海洋经济为主题的国家战略性区域规划的发展,海上公路项目日趋增多,建设能够满足加强岛屿间交通联系,完善道路网和中心城区道路网布局,缓解城市交通压力的需要,对加快建设和海洋经济发展均具有重要意义。跨海桥梁建设与运营过程中,桥墩冲刷是导致桥梁水毁的主要因素之一,确定桥墩的冲刷深度也是设计桥墩基础埋深的前提,在桥梁的全寿命周期具有重要意义。本文以浙江舟山某大桥为依托,以单桩桥墩及群桩桥墩为例,分析局部冲刷的影响因素和机理。多桩、群桩基础与单桩基础相比,有更多的影响因素。对单桩而言,水流冲击仅为单一基础;而多桩、群桩基础,水流冲击作用下还受各个单桩之间的相互作用影响,影响因素比单桩基础更为复杂,经验公式在综合作用下适用性有所限制。对现有桥墩局部冲刷的经验公式进行理论分析,择优进行选取。同时进行桥墩冲刷试验物理模型,根据相似准则确定模型的比尺;通过对桥墩区域泥沙样本的特性分析,选取合适的模型沙进行试验;并对模型区域的测点进行合理布控,确保数据采集的准确性;分析桥墩区域水动力及海床演变情况,通过水位控制及潮流控制模拟潮汐水流,采用多工况组合进行试验。桥墩冲刷试验结束后,对试验取得的数据与经验公式进行比对。在不同桩数的桥墩局部冲刷的情况下,分析经验公式计算值与试验值的差异性,结合实际勘测资料,得出最终的冲刷深度并分析导致差异性的因素。与此同时提出桥墩冲刷防护措施合理化的建议。
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