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。

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,由于奪補河?火溪河?涪江流經(jīng)區(qū)內,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,因為鉛絲石籠中裝填的的石塊大多為石英石材質,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,建造好的防護工程從運行到現(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?在計劃施工的地點鋪設土工布,在 土工布的上面修建出高10 厘米的保護層,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?四角體經(jīng)壓實修建好后,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)揮其應有的作用?

第二,石籠的籠體是采用特質的鉛絲制作而成的網(wǎng)格籠體?四角體內部用合 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?

其他工程應用案例：在一些大壩導截流工程中，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)域準備相應數(shù)量的鋼筋鉛絲石籠等截流材料。在截流施工時，行左岸預進占，預進占完成后，戧堤龍口采用鉛絲石籠順水流裹頭防護，在龍口合龍過程中，鋼筋鉛絲籠通過相應的機械設備運輸并拋投至龍口 ，確保截流施工的順利進行。桐子壕航電工程在左岸護岸和龍口保護中使用鉛絲石籠，既滿足施工需求，又取得良好經(jīng)濟效益 。

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。