潮流作用下金塘大桥桩基局部冲刷极限深度计算.pdf

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1、２０１４年第２０期（总第１４９期）江西建材交通工程潮流作用下金塘大桥桩基局部冲刷极限深度计算■颜永先，张继东，吴波明，范厚彬■浙江舟山跨海大桥有限公司，浙江舟山３１６０００摘要：跨江跨海大桥桥墩基础，由于墩前下降水流及马蹄形漩涡的影响，易在水流当中受到水体的局部冲刷冲刷，严重时危及桥梁安全。近些年，由于金塘大桥周围围垦工程和人类活动的巨大影响，该工程水域的水沙条件与建桥时有较大的改变，本文介绍双向强潮流作用下桥墩局部冲刷深度计算公式———韩海骞公式，并基于实测水文、泥沙及桥墩冲刷深度，运用该公式计算在水沙变化条件下，金塘大桥

2、桩基在最不利大潮工况作用下最深局部冲刷深度，为桥梁的日常管理和安全运营提供数据支撑。关键词：桩基局部冲刷潮流作用韩海骞公式冲刷深度图１－ｂ金塘大桥地理位置示意图近年来，随着我国交通事业以及海洋经济飞速发展，更多的跨江跨６ｋｍ，深水区－１２ｍ以下的宽度仍约为３ｋｍ。大桥海域地貌主要有潮流海特大型桥梁得以兴建，这些特大型桥梁部分桥墩一般都处于水流当冲刷槽、边滩和水下浅滩。冲刷槽自金塘水道始，在水道的西出口分成中，桥墩基础受到水体冲刷，严重时还将影响到桥梁的结构安全，因此两股，西股冲刷槽连接甬江出口外游山深潭；东股贴金塘山岸线向北

3、伸桥梁的桩基冲刷状况须进行经常性的检测与评估，本文以舟山大陆连展，和大鹏山深潭贯通，尖灭于大鹏山北端。海岸边滩主要存在于灰鳖岛工程中的金塘大桥桩基冲刷状况为依托，研究和分析金塘大桥重点洋西海岸新泓口一侧，这一带边滩为粘土质粉沙，宽度为１ｋｍ至３ｋｍ，桥墩在遭遇３００年一遇大潮时的不利床面高程。与杭州湾南岸庵东及海王山边滩形成一体，是工程海域淤积的主要场１工程概况所，随着围垦的进行，岸线和边滩逐渐外推。工程海域的水下浅滩发育１．１地理位置于七里屿以北的灰鳖洋海域，水深较浅，地形平缓，略有起伏，为杭州湾舟山大陆连岛工程是国家高速

4、公路网甬舟高速公路（Ｇ９２１１）的主湾口水下平原的一部分。由于当地经济的发展需要，提高区域防潮能要组成部分，起自舟山本岛３２９国道鸭蛋山环岛公路，经舟山群岛中里力，大桥周边涉及到以下的３个围垦工程，如图２－ｂ图所示，现罗列如钓岛、富翅岛、册子岛、金塘岛至宁波镇海区，与宁波绕城高速公路和杭下：州湾跨海大桥相连接。工程共建岑港大桥、响礁门大桥、桃夭门大桥、（１）新泓口围垦工程。新泓口围垦工程位于杭州湾南岸出海口，项西堠门大桥和金塘大桥５座跨海大桥，全长４９．９６ｋｍ。金塘大桥是连目围涂面积约０．７４万亩，堤线由南、北隔堤和顺堤组

5、成，长度分别为１．岛工程的第五座也是最长的一座跨海大桥，连接舟山市金塘岛与宁波２ｋｍ，１．７ｋｍ和３．５ｋｍ。围涂工程于２００６年２月２８日开工，２００８年４市镇海区，全长２１．０２９ｋｍ，其中海上桥梁长１８．４１５ｋｍ，由主通航孔桥、月围堤合龙。东通航孔桥、西通航孔桥、非通航孔桥、浅滩区引桥、金塘侧引桥、镇海（２）泥螺山北侧围垦工程。泥螺山北侧围垦工程位于新泓口围垦侧引桥及接线工程组成。金塘大桥为双向四车道高速公路特大桥，设工程北部，总面积１．８８万亩，堤线总长８．７ｋｍ。泥螺山北侧围垦工程计行车速度为１００ｋｍ／ｈ，地震

6、基本烈度７度、最大波高为６．２６ｍ。主通于２０１０年１２月开工，计划五年完工，２０１２年２月２８日项目组现场踏航孔要求通航５万吨级海轮，净宽５４４ｍ、净高５１ｍ；东通航孔通航３０００勘时，围堤已出水。吨级油轮，净宽１２１ｍ、净高２８．５ｍ；西通航孔通航５００吨级杂货船，净宽（３）新泓口东侧围垦工程。新泓口东侧围垦工程位于新泓口围垦１２６ｍ、净高１７ｍ。大桥２００５年１１月开工建设，２００８年７月合拢，工期工程东侧，外侧顺堤西部基本沿－２ｍ等高线布置，并向东逐步过渡至约２年７个月，２００９年１２月２５日大桥正式对社会车辆开放。

7、０ｍ高程，拟围面积约３６００亩。金塘大桥位于杭州湾口南部宁波镇海新泓口至舟山金塘岛沥港之间，横跨灰鳖洋，桥长约１８．５ｋｍ，地理位置见图１－ａ、图１－ｂ。大桥所在海域平面形态呈喇叭型，宽度从５ｋｍ放宽到２１ｋｍ，放宽率约为１∶１。该海域为杭州湾经金塘水道与外海域相通的潮夕通道，涨潮流由金塘水道进入海区，流向灰鳖洋、杭州湾；落潮流则由杭州湾、流经灰鳖洋海区，纳入金塘水道。图２－ａ大桥海域地形和地貌单元２局部冲刷计算２．１局部冲刷计算公式选择图１－ａ杭州湾地理位置示意图金塘大桥设计使用年限１００年，除常规条件下桥墩局部冲刷安全１

8、．２大桥海域地形地貌外，还需考虑遭遇不利潮流工况时的桥墩局部冲刷安全。因此，首先必大桥所在灰鳖洋海域，下与金塘水道连接［１］，该海域的地形地貌须研究潮流作用下桥墩的局部冲刷规律，利用测量资料及数学模型推见图１和图２－ａ。金塘水道窄而深，狭窄处宽度约为３ｋｍ，平均高程－求设计条件下桥墩的可能