理论教育 世界首个80~100米深海桥梁基础建设挑战

世界首个80~100米深海桥梁基础建设挑战

时间:2023-09-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:第二个挑战,是在水深80~100 m的深海建造桥梁基础。世界范围内,桥梁基础的水深纪录是65 m,是由法国建筑商2004年在希腊科林斯海湾建造里翁-安蒂里翁大桥时创造的。这种情况下,控制因素很可能不再是地震响应,而是波浪、风力或船撞等其他因素,因此,里翁-安蒂里翁大桥的这种基础形式在我国三大海峡通航孔桥中就未必合理了。不过,里翁-安蒂里翁大桥的这种深海设置基础,对我国三大海峡桥的非通航孔桥还是具有重要借鉴价值的。

世界首个80~100米深海桥梁基础建设挑战

第二个挑战,是在水深80~100 m的深海建造桥梁基础。深水桥梁基础一直是桥梁工程中难度最大、风险最高的项目之一。这也是工程技术层面面临的主要挑战。

深水区域的桥梁基础,国外早期主要采用气压沉箱,20世纪30年代沉井逐渐成为优先考虑的基础类型,70年代后,各国都有各自偏爱的类型,形成了独特的技术风格。我国在50年代修建武汉长江大桥时,首创管桩基础,之后大力推广混凝土管桩和混凝土桩基础。60年代我国修建南京长江大桥时,发展了重型沉井、深水浮运钢筋混凝土沉井和钢沉井;修建成昆线时,又开始大规模地发展钻孔桩基础。70年代修建九江长江大桥时,首创了双壁钢箱围堰钻孔桩基础。80年代修建茅岭江铁路大桥时,采用了套箱围堰。至90年代,我国深水基础的施工和技术水平已进入世界先进行列。

我国已建的跨海长桥主要位于长江、珠江和钱塘江等大江大河的入海口区域。这些海域的水深大多不足20 m。我国在大江大河中修建的桥梁,基础最大水深在40 m左右。考虑水面涨落和河床冲刷因素,最大施工水深约有70 m。

世界范围内,桥梁基础的水深纪录是65 m,是由法国建筑商2004年在希腊科林斯海湾建造里翁-安蒂里翁大桥时创造的。该桥基础为直径90 m、高9~13.5 m的沉箱,置于3m厚的沙砾垫层上,其上是直径从38 m过渡到27 m的圆台形桥墩。沙砾垫层之下的土体,用200根直径2m的钢管以7~8 m的间距进行加固。沙砾垫层包括厚50 cm的底部反滤砂层、厚2m的卵石中间层和上部厚50 cm的碎石层。施工时,仿照石油工业中普遍应用的钻井平台,特别建造了一艘专用驳船,并在驳船上装配了可以进行65 m以下海床挖掘、埋设钢管桩、铺设和找平沙砾层等作业的专用设备。(www.daowen.com)

建筑基础有浅平基和深基础两种基本类型。而桥梁工程通常都采用深基础,如桩基础、沉井基础等。里翁-安蒂里翁大桥的基础形式突破了这一常规,它是浅平基在深海条件下的创新运用。它通过插打钢管桩来提高地基承载力;通过铺设反滤沙砾垫层,实现基础找平、隔离地震作用和降低冲刷;通过扁平的大尺寸设置沉箱,来隔离沿桥墩前侧俯冲和绕桥墩两侧及后方翻漩的海流,有效防护地基,并将桥墩荷载分散传递到地基上。

里翁-安蒂里翁大桥的上部结构是跨度560 m的斜拉桥,桥塔顶至海面的高度为160 m,基础需要传递的结构自重、风力等荷载还不太大,基础设计的控制因素是地震响应,采用这种基础是合理的。我国三大海峡通道工程中,通航孔桥的跨度为1400~2000 m,海面以上的桥塔高度超过350 m,桥址区域的地震反应谱重力加速度比希腊里翁-安蒂里翁大桥要小,水更深,洋流和风浪更大。这种情况下,控制因素很可能不再是地震响应,而是波浪、风力或船撞等其他因素,因此,里翁-安蒂里翁大桥的这种基础形式在我国三大海峡通航孔桥中就未必合理了。不过,里翁-安蒂里翁大桥的这种深海设置基础,对我国三大海峡桥的非通航孔桥还是具有重要借鉴价值的。

我们在深水基础技术方面还需要继续创新。

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