[科学研究]河床预开挖下超大型沉井基础局部冲刷试验研究

河床预开挖下超大型沉井基础局部冲刷试验研究

杨程生 ¹ ，俞竹青 ² ，夏鹏飞 ³ ，高正荣 ¹ ，高祥宇 ¹

（ 1. 南京水利科学研究院，江苏   南京 210024 ； 2. 南京瑞迪建设科技有限公司，江苏   南京 210024 ； 3. 江苏省交通工程建设局，江苏 南京 210004 ）

摘   要：常泰长江大桥主航道桥为主跨 1 176 m 公铁合建双塔双索面斜拉桥，桥塔墩采用超大圆端形截面台阶型沉井结构（下端平面尺寸 95 m × 57.8 m ，高 72 m ，台阶宽 9 m ），沉井基础采用河床预开挖下沉施工方案。为确定河床预开挖宽度、深度及该方案实施后需采取的防护措施，采用水槽局部冲刷及防护模型试验，分析河床不同预开挖深度、宽度下的超大沉井基础局部冲刷特性以及抛石防护效果，并从减少沉井周边局部冲刷的角度提出了最优河床预开挖方案和抛石防护方案。结果表明：随河床开挖深度增加，沉井周边局部冲刷呈递减趋势；随河床开挖宽度增加，沉井周边局部冲刷呈递增趋势，增幅随流速增大呈先增加后减小趋势，流速越大开挖宽度的影响越小；开挖深度为 0.6 h （ h 为开挖前水深）、开挖宽度为（ 1.1 ～ 1.2 ） D （ D 为沉井迎水侧阻水宽度）最为合理；在河床预开挖的基础上对沉井周边进行抛石防护，防护方案实施便利、效果明显。现场监测结果表明：在 2020 年度大洪水作用下，沉井基础周边河床冲刷幅度较小，且与模型试验结果相符。来源：桥梁建设杂志/桥梁建设编辑部