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。

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(jià)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(shì)必會(huì)使工程存在很多弊病,對(duì)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(dòng)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(duì) 抗水體腐蝕方面有著不錯(cuò)的效果?同時(shí)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(dòng)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(xiǎn)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(shí)還能夠節(jié)約工程建造所需要的時(shí)間,因此這 種過硬的技術(shù)值得推廣?

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,延長其 使用年限?因此在修建之前要考慮以上幾部分的因素?

其他工程應(yīng)用案例：在一些大壩導(dǎo)截流工程中，也會(huì)使用鋼筋鉛絲石籠。根據(jù)截流計(jì)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(gè)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(shí)，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(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。