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(chǎng)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(duì)其整體性安全威脅較大。

在九環(huán)東線平武境災(zāi)毀恢復(fù)工程中這種由混凝土鉛絲建造的四角體結(jié)構(gòu)應(yīng)用 較多,它能夠有效地保護(hù)路基臨河側(cè)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(shí)也減小了單純由混凝土建造的重量,這樣的結(jié)構(gòu)在安裝 和建造方面也很方便?建造時(shí)通常用制作好的四角體,來(lái)保護(hù)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(gè)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(gè)整體,增強(qiáng)了鉛絲石籠的抗拉性, 同時(shí)也加強(qiáng)了其對(duì)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(dòng)?

第三,在進(jìn)行施工方案的制定之定要查清河道的地形及復(fù)雜的河水流動(dòng) 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(duì)籠體的受力情況? 通常修建保護(hù)河道工程后,水下的基層會(huì)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(duì)工程造成破壞?所以在工程修建時(shí)將石籠延 伸出坡腳部分,滿足河床沖擊至低高程時(shí)排體坡度仍能保持其穩(wěn)定性,延長(zhǎng)其 使用年限?因此在修建之前要考慮以上幾部分的因素?

應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：鋼筋鉛絲石籠在截流工程應(yīng)用中具備多方面優(yōu)勢(shì)。它能適應(yīng)復(fù)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(yùn)輸便捷，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸工具的尺寸，合理設(shè)計(jì)石籠規(guī)格，如在柬埔寨桑河二級(jí)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(yùn)輸。而且施工操作簡(jiǎn)單，裝填石料后即可投入使用，還能根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整，如在截流時(shí)采用鉛絲石籠串的方式應(yīng)對(duì)特殊水流狀況 。從經(jīng)濟(jì)角度看，它能充分利用當(dāng)?shù)厥腺Y源，降低工程成本。

施工要點(diǎn)：制作時(shí)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(jí)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(guò)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(shí)調(diào)整投放策略，如桑河二級(jí)水電站截流時(shí)，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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