吸力式沉箱组合基础承载特性研究-水利水运工程学报.pdf

第 １ 期 水 利 水 运 工 程 学 报 Ｎｏ．１ 　 ２０１８ 年２ 月 ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｆｅｂ． ２０１８ ＤＯＩ ：１０．１６１９８／ ｊ ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１８．０１．０１１ 杨剑， 黎冰， 杜杰． 吸力式沉箱组合基础承载特性研究［Ｊ ］． 水利水运工程学报， ２０１８ （ １） ： ７３－７９． （ＹＡＮＧ Ｊｉａｎ ， ＬＩ Ｂｉｎｇ ， ＤＵ Ｊｉｅ． Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｓｕｃｔｉｏｎ ｃａｉｓｓｏｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ［Ｊ ］． Ｈｙｄｒｏ⁃Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ， ２０１８ （ １） ： ７３ － ７９． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ） ） 吸力式沉箱组合基础承载特性研究 １ ２ ２ 杨　 剑 ， 黎　 冰 ， 杜　 杰 （１． 中交公路规划设计院有限公司上海分公司， 上海　 ２０００７２ ； ２． 东南大学 土木工程学院， 江苏 南京　 ２１００９６ ） 摘要：基于吸力式沉箱基础应用于桥梁工程的背景，考虑不同数量的沉箱组合和沉箱间距，通过数值模拟的方 法研究了吸力式沉箱组合基础的承载特性，重点分析了组合基础与单个基础承载性状的差异，以及连接各沉箱 － 的顶板对基础承载力的贡献。 计算结果表明，沉箱组合基础与单个沉箱基础的荷载 位移曲线类型都相同；受 类似于“群桩”效应的影响，竖向荷载作用下组合基础中的沉箱承载力不能完全发挥，但由于沉箱之间的连接顶 板可以提供阻力，所以当沉箱间距较大时组合基础的承载力会大于相应数量单个基础的承载力之和，且随着沉 箱间距的增大而增大；对于水平荷载作用下的吸力式沉箱组合基础，其承载力大于相应数量单个基础的承载力 之和，连接顶板底部与土体之间的摩擦和挤压对于组合基础承载力的提高可以忽略不计。 关　 键　 词：吸力式沉箱基础； 桥梁工程； 承载特性； 有限元分析 中图分类号：ＴＵ４７０　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 　 文章编号：１００９－６４０Ｘ （２０ １８ ）０ １－００７３－０７ 随着我国经济的快速发展，对交通的便利性要求越来越高，目前有多座跨海桥梁工程处于在建或筹建过程 中。 跨海桥梁的桥址处水较深，环境复杂，传统的桩、沉井等基础型式已很难满足要求，吸力式沉箱基础正成为 ［１］ 跨海桥梁基础的一个新选择 。 吸力式沉箱基础是一种上端封闭、底面敞开的空心圆柱体结构，施工时利用负 压进行沉贯，具有施工简便、造价低等优点，目前已在深水海洋平台工程中广泛应用，也应用于海上风电工程。 ［２－７ ］ 目前已有关于吸力式沉箱基础的研究主要针对其抗拔承载性能 ，这是因为深水海洋平台中基础承 受的主要是上拔荷载，而桥梁基础承受的主要是下压荷载、水平荷载及力矩荷载在内的耦合荷载，目前这方 ［１］ ［８ ］ 面的研究很少。 张永涛等 通过模型试验研究了砂土中单个吸力式沉箱基础的承载特性。 金书成等 基 于将吸力式沉箱基础应用于桥梁工程的背景，通过模型试验研究了单沉箱基础与四沉箱组合基础的承载特 性，并分析了其破坏模式。 与桥梁基础受力特点相近的是海上风机基础。 Ｚｈｕ 等［９－ １０ ］ 通过模型试验研究了倾覆荷载作用下吸力式