黃晶

摘要：懸索橋錨碇基礎(chǔ)設(shè)計的新思路是地連墻-重力式錨碇復(fù)合基礎(chǔ)方案。這種設(shè)計方式也是對將地連墻僅作為施工期開挖維護結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)設(shè)計理念的一大突破，可以降低總體基礎(chǔ)規(guī)模，節(jié)省工程費用，提高錨碇基礎(chǔ)受力安全性。本文主要針對圓形地連墻復(fù)合錨碇方案基礎(chǔ)，進行詳細(xì)的施工及運營全過程三維數(shù)值分析，驗證該符合基礎(chǔ)的安全性并為后續(xù)開展的監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：三維模型;計算工況;數(shù)值分析;荷載分擔(dān)關(guān)系

西江特大橋清遠(yuǎn)側(cè)錨碇基礎(chǔ)中風(fēng)化巖層頂面深度在- 18.2m～-34.3m ，面臨著地下水位高、粉質(zhì)黏土層厚度接近40m的建設(shè)條件挑戰(zhàn)。在保持圓形地連墻結(jié)構(gòu)型式基礎(chǔ)上，采用地連墻與內(nèi)部基礎(chǔ)主體結(jié)構(gòu)共同作用的地連墻 -重力式錨碇復(fù)合基礎(chǔ)方案。這種設(shè)計方式也是對將地連墻僅作為施工期開挖維護結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)設(shè)計理念的一大突破，可以降低總體基礎(chǔ)規(guī)模，節(jié)省工程費用，提高錨碇基礎(chǔ)受力安全性。

1? 數(shù)值模型概況

采用兩人背對背進行獨立建模，分析中統(tǒng)一地層條件、材料參數(shù)取值和施工布置。一個人采用半模型、地連墻采用實體單元模擬，另一個人采用全模型、地連墻采用實體單元模擬，實現(xiàn)對計算模型、計算結(jié)論的對比校驗。為反映不同地層參數(shù)對受力機理的影響，分別對ZK14孔、ZK15孔、設(shè)計構(gòu)造孔等三種地層開展分析，底板底標(biāo)高取- 18m 和- 15m兩種情況。

2? 三維分析的基本條件

（1）三維模型

為更好的模擬錨碇基礎(chǔ)與地基土的共同作用，采用實體單元建模。按照設(shè)計尺寸及地質(zhì)資料建立的三維有限差分網(wǎng)格模型。

有限元模型 X 、Y軸平面方向范圍取150m 范圍，Z軸方向為豎向，從錨碇基礎(chǔ)頂面取至標(biāo)高-56.8m ，包括 4-4 微風(fēng)化花崗巖層 16m 。

（2）模型計算工況說明主要計算工況包括：

① 自重平衡工況

② 地連墻施工工況，位移置零

③ 地連墻內(nèi)部土體開挖、內(nèi)襯施工與底板施工、填芯回填在同一步驟完成

④ 位移置零，后錨錨體施工完成

⑤ 主纜纜力施加完成

3 數(shù)值分析結(jié)果

A 組模型分析結(jié)果

（2）B 組模型分析結(jié)果

4 結(jié)論

水平荷載分擔(dān)情況看，A- 1和 B- 1模型的地連墻墻體分擔(dān)了57%～63% 的水平荷載。其中底板以下墻體分擔(dān)了57%～63%水平荷載中的絕大部分，錨碇底板以下土體承擔(dān)了約 25%的水平荷載，墻端分擔(dān)了 12%～ 17%的水平荷載。分析原因認(rèn)為地連墻通過內(nèi)襯及填芯與底板等組成倒扣的桶形整體受力結(jié)構(gòu)。接頭質(zhì)量對水平荷載分擔(dān)規(guī)律的影響較大，接頭連接弱化將導(dǎo)致側(cè)墻承擔(dān)的水平荷載降低而板底承擔(dān)的荷載增加，結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布也略有差別，臨近地連墻槽段接縫的位置存在應(yīng)力集中現(xiàn)象。但總體變形及受力性能仍在可控范圍。

從最不利應(yīng)力的分析看，兩種模型的總體應(yīng)力水平不高，地連墻最大主壓應(yīng)力、板底土壓力數(shù)值均較為接近，最大主拉應(yīng)力有一定差別。A- 1模型、B- 1模型的地連墻與底板的接觸性能較好，板底土壓力較?。s1000kPa水平）。

參考文獻：

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