石籠橋墩水毀模式試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究
石籠作為一種新型橋墩應(yīng)用結(jié)構(gòu)具有綠色環(huán)保、成本低廉的特點(diǎn),但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中仍有水毀事件發(fā)生。以某山區(qū)石籠橋?yàn)槔?從河沙沖刷形態(tài)和水流流場入手,運(yùn)用模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬手段探討石籠橋墩沖刷水毀的破壞模式。結(jié)果表明：沿水平面垂直于水流方向的側(cè)移變化和河沙掏空的橋墩前傾是導(dǎo)致橋墩破壞的主要原因,在橋墩一側(cè),橋墩尾端沖刷形態(tài)寬度與橋墩寬度之比為1.1,大沖刷深度位置距離橋基寬度與橋墩寬度之比為0.1~0.15；橋墩前部的集中受力對其整體性安全威脅較大。

某工程處于四川盆地向青藏高原過渡的東緣地帶,海拔多在2300~2800m 之 間,由于奪補(bǔ)河?火溪河?涪江流經(jīng)區(qū)內(nèi),河道曲折?深切于崇山峻嶺之中,河 谷狹窄,谷坡陡峭?由于施工周期短,造價受限等因素,造成如果單一采用混凝 土或漿砌片石防護(hù)工程勢必會使工程存在很多弊病,對公路的使用壽命造成嚴(yán)重 的影響?然而混凝土鉛絲石籠四角體在這方面有良好的性能?鉛絲石籠可以有效 的減緩河水的流動速度,因?yàn)殂U絲石籠中裝填的的石塊大多為石英石材質(zhì),在對 抗水體腐蝕方面有著不錯的效果?同時石塊的表面十分的粗糙,因此鉛絲石籠才 能夠有效的降低河水的流動速度?目前為止,建造好的防護(hù)工程從運(yùn)行到現(xiàn)在沒 有發(fā)生過任何險情,并且還增加了河水的流量?使用這種混凝土鉛絲石籠不僅能 夠節(jié)約建造成本?工程質(zhì)量同時還能夠節(jié)約工程建造所需要的時間,因此這 種過硬的技術(shù)值得推廣?

,修建出計劃工程需要的大概形狀?在計劃施工的地點(diǎn)鋪設(shè)土工布,在 土工布的上面修建出高10 厘米的保護(hù)層,將石籠修建為圓弧形狀,抵抗河水的沖 刷?工程建造中的是要保持石籠的大小適當(dāng)和佳的位置?修建的混凝土四 角體要能夠與河水流動的情況相適應(yīng)?四角體經(jīng)壓實(shí)修建好后,四角體上的鉛絲 石籠要按照計劃的順序擺放?一般來說,石籠在水下的坡度比例為1:2,寬度為 77 厘米,水面以上的石籠覆蓋河坡的寬度為70 厘米?在修建過程中,石籠的銜接 要緊密才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用?

,安裝反濾布?由鉛絲石籠制作出來的保護(hù)岸坡水下部分的岸坡工程, 通常要在其底部安裝反濾布,從而增強(qiáng)水下部分工程的抗水?抗腐蝕能力,在鉛 絲石籠底層使用的反濾布通常為無紡織土工布,而上層通常采用編織布以防止鉛 絲及尖銳的石塊刺破無紡織土工布?使用土工布作為反濾布的原因是其成本較低 同時又能夠滿足作為反濾布的條件?土工布能防止河底的泥土因?yàn)樗臎_刷而流 失從而造成對工程破壞,同時又能河水能夠透過反濾布,避免水下部分工程 因受到的壓力過大而對整個工程的穩(wěn)定性造成破壞?土工布具有一定的強(qiáng)度,其 質(zhì)量也能夠滿足施工要求,是作為反濾布的佳選擇?

其他工程應(yīng)用案例：在一些大壩導(dǎo)截流工程中，也會使用鋼筋鉛絲石籠。根據(jù)截流計算成果，劃分不同的截流區(qū)域，如非龍口 Ⅰ 區(qū)、非龍口 Ⅱ 區(qū)、龍口 Ⅲ 區(qū)等，為每個區(qū)域準(zhǔn)備相應(yīng)數(shù)量的鋼筋鉛絲石籠等截流材料。在截流施工時，行左岸預(yù)進(jìn)占，預(yù)進(jìn)占完成后，戧堤龍口采用鉛絲石籠順?biāo)鞴^防護(hù)，在龍口合龍過程中，鋼筋鉛絲籠通過相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸并拋投至龍口 ，確保截流施工的順利進(jìn)行。桐子壕航電工程在左岸護(hù)岸和龍口保護(hù)中使用鉛絲石籠，既滿足施工需求，又取得良好經(jīng)濟(jì)效益 。

施工要點(diǎn)：制作時要依據(jù)工程需求和運(yùn)輸條件確定石籠尺寸與材質(zhì)，像柬埔寨桑河二級水電站工程的石籠尺寸選擇，兼顧了使用功能和運(yùn)輸便利性。裝填石料要確保密實(shí)均勻，提升石籠抗沖刷能力。運(yùn)輸和投放過程中，合理調(diào)配機(jī)械設(shè)備，石籠準(zhǔn)確投放至位置，例如在大壩導(dǎo)截流工程中，詳細(xì)規(guī)劃了不同區(qū)域石籠的運(yùn)輸路線和投放方式。在龍口合龍等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要依據(jù)水流變化及時調(diào)整投放策略，如桑河二級水電站截流時，根據(jù)龍口不同階段的情況調(diào)整鋼筋鉛絲石籠的投放量和投放方式。