波浪作用下跨海桥梁桩基冲刷防护装置特性研究
2019-03-21段玮玮朱海芬
浙江海洋大学学报(自然科学版) 2019年5期
段玮玮,孙 佳,朱海芬,李 强
(浙江海洋大学港航与交通运输工程学院,浙江舟山 316022)
近年来,跨海大桥建设在我国长三角地区兴起。跨海大桥的建设大量采用桩基作为基础,而海洋环境下桥梁桩基的冲刷作用对桥梁结构的稳定性产生了一定的影响。桥梁桩基的局部冲刷长期以来受到工程界的关注。基于流体力学和大量的模型试验研究,工程界对桩周局部冲刷机理已经有了全面的认识[1]。对于局部冲刷而言,其原因主要归结于桩柱周围上游处流体的分离和下游处周期性的涡街释放。但在海洋环境下除了流的作用外,波也是一个重要的影响因素。根据波长与桩径比,一般桩柱可分为大直径的墩和小直径的桩。过去四十年来,很多研究者对小直径桩在波浪作用下桩周的局部冲刷进行了研究。CHEN Guoping,et al[2]认为桩周的局部冲刷根据床面速度和底质的起动速度以及波长和桩径比可以分为三种类型:浑水冲刷、对称角状分布冲刷、环向冲刷。由于桩周的冲刷作用会影响桥梁结构的稳定性,工程界对于减低桩周冲刷一直较为关注,也提出了很多的冲刷防护措施。DEY,et al[3]把工程防护措施分为保护层措施和改变流场措施两类。保护层措施主要包括抛石、系缆块、四面体防护块等;改变流场措施主要有墩前桩列、淹没槛、桩前三角翼式槛、墩部分或整体开缝防护、护圈防护等,在此基础上进一步提出了一种附于桩上的对称分割板和螺旋绕线桩。CHIEW[4]回顾了桥墩冲刷防护现有方法,提出了一种由开缝和护圈组合的防护方法,研究表明可以减低冲刷深度达20%。……
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