石籠橋墩水毀模式試驗與數(shù)值模擬研究
石籠作為一種新型橋墩應用結構具有綠色環(huán)保、成本低廉的特點,但在現(xiàn)實應用中仍有水毀事件發(fā)生。以某山區(qū)石籠橋為例,從河沙沖刷形態(tài)和水流流場入手,運用模型實驗和數(shù)值模擬手段探討石籠橋墩沖刷水毀的破壞模式。結果表明：沿水平面垂直于水流方向的側移變化和河沙掏空的橋墩前傾是導致橋墩破壞的主要原因,在橋墩一側,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。

在九環(huán)東線平武境災毀恢復工程中這種由混凝土鉛絲建造的四角體結構應用 較多,它能夠有效地保護路基臨河側邊坡土體不被河水沖刷?鉛絲石籠能夠不斷 的排列并形成一排,同時也減小了單純由混凝土建造的重量,這樣的結構在安裝 和建造方面也很方便?建造時通常用制作好的四角體,來保護河岸土層,鞏固河 道穩(wěn)定?

第二,石籠的籠體是采用特質(zhì)的鉛絲制作而成的網(wǎng)格籠體?四角體內(nèi)部用合 適的石塊填充,填充的密度要合理,便于石籠將松散的石塊連成一個整體?在石 籠之中增加鋼筋,并用鉛絲將石籠串聯(lián)成為一個整體,增強了鉛絲石籠的抗拉性, 同時也加強了其對水流的沖刷抵抗能力;在石籠受力較重的區(qū)域用混凝土建造成 四角體可以有效地防止石籠因沖刷而移動?

第三,在進行施工方案的制定之定要查清河道的地形及復雜的河水流動 情況,從而判斷石籠在水中所受到的腐蝕情況和因水流沖擊對籠體的受力情況? 通常修建保護河道工程后,水下的基層會因水流的不斷沖擊?河道底部的泥土不 斷流失而造成河床不斷變深,從而對工程造成破壞?所以在工程修建時將石籠延 伸出坡腳部分,滿足河床沖擊至低高程時排體坡度仍能保持其穩(wěn)定性,延長其 使用年限?因此在修建之前要考慮以上幾部分的因素?

應用優(yōu)勢：鋼筋鉛絲石籠在截流工程應用中具備多方面優(yōu)勢。它能適應復雜水流條件，在大落差、大流量環(huán)境下，有效抵御水流沖刷，保障截流戧堤穩(wěn)定。其制作和運輸便捷，可根據(jù)施工現(xiàn)場運輸工具的尺寸，合理設計石籠規(guī)格，如在柬埔寨桑河二級水電站工程中，依據(jù) 20t 自卸車車廂尺寸確定石籠大小，便于水平運輸。而且施工操作簡單，裝填石料后即可投入使用，還能根據(jù)實際情況靈活調(diào)整，如在截流時采用鉛絲石籠串的方式應對特殊水流狀況 。從經(jīng)濟角度看，它能充分利用當?shù)厥腺Y源，降低工程成本。

施工要點：制作時要依據(jù)工程需求和運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輸便利性。裝填石料要確保密實均勻，提升石籠抗沖刷能力。運輸和投放過程中，合理調(diào)配機械設備，石籠準確投放至位置，例如在大壩導截流工程中，詳細規(guī)劃了不同區(qū)域石籠的運輸路線和投放方式。在龍口合龍等關鍵環(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。

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