一种多沉井集群设计方法与流程

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体是一种多沉井集群设计方法。

背景技术：

沉井在大型桥梁基础施工中应用广泛，如悬索桥锚碇沉井基础、斜拉桥或悬索桥主塔基础等。对于一般跨度桥梁，因桥梁荷载不大，相应沉井规模亦不过大，现有技术实施难度可控。但对于特大型桥梁，沉井规模相应地亦非常庞大，如五峰山长江大桥北锚碇沉井基础尺寸达到86.9m（长）×58.7m（宽）×115m（高），沪通长江大桥主桥主塔水中沉井尺寸达到86.9m（长）×58.7m（宽）×115m（高），大型沉井因尺寸大、重量重，而导致施工难度非常大，稍有不慎，就可能发生严重的质量和安全问题。在我国桥梁工程技术蓬勃发展的大背景下，大量跨江跨海大型桥梁工程得以实施，更大规模的琼州海峡大桥、台湾海峡大桥等超级工程的建设亦被提上日程，此类超级工程将面临着更深的海床面，更恶劣的海域工况，更大的跨度和荷载，因此，将需要更大规模的水中基础。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种多沉井集群设计方法，用于在大跨度悬索桥沉井锚碇基础、跨江大桥主塔深水基础、超大规模超深水基础等大规模工程的基础实施中，降低基础实施难度，提高基础实施效率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种多沉井集群设计方法，使用若干个沉井单元分别就位、安装，再使用连接结构覆盖、安装在沉井单元上方以将沉井单元连接为整体沉井。

本方案所取得的有益效果是：本方案利用多个小的沉井单元先行施工完成，再利用承台将多个小的沉井单元连接形成整体，能够有效降低沉井的制造难度、运输难度、定位难度、安装难度以及施工难度，通过对第一个小的沉井单元进行定位，再以第一个沉井单元为基础对其他沉井单元进行定位，能够提高沉井单元的定位精度以及安装精度，能够提高整体沉井的定位精度以及安装精度。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的沉井单元设计为圆柱形或棱柱形。

采用上述进一步的技术方案所取得的有益效果是：以此便于沉井单元互相定位，有利于提高沉井单元的定位精度和安装精度，在后期使用时，使沉井受力均匀。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的沉井单元按阵列均匀分布。

采用上述进一步的技术方案所取得的有益效果是：便于使沉井单元均匀受力，提高整体沉井的强度以及稳定性。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的连接结构采用承台。

采用上述进一步的技术方案所取得的有益效果是：便于将多个沉井单元相连接以形成整体。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的沉井单元的数量为2-4个。

附图说明

图1为本方案的结构示意图；

图2为沉井单元的阵列分布示意图；

图3为沉井单元的三角形分布示意图；

图4为多排沉井单元的交错分布示意图。

其中：1-沉井单元，2-连接结构，3-塔柱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1、图2所示，本实施例中，一种多沉井集群设计方法，使用若干个沉井单元1分别就位、安装，再使用连接结构覆盖、安装在沉井单元1上方以将沉井单元1连接为整体沉井。

沉井施工时，先在地表制作成一个井筒状的沉井基础，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底。

在大跨度悬索桥沉井锚碇基础、跨江大桥主塔深水基础、超大规模超深水基础等大规模工程的基础实施中，需要的沉井尺寸较大，而且难以直接在水域中施工沉井的基础，需要在地表先行施工沉井或沉井基础，再将沉井或沉井基础运输至定位点，定位之后，再使沉井或沉井基础定位安装以进行后续施工。沉井尺寸较大的情况下，需要使用专有的模具进行施工，从而产生额外的模具制造费用以及工时，工程完工之后，还存在模具无法适用于其他工程而降低模具的再利用价值，并且沉井或沉井基础的制造难度大，控制精度的难度也会增加。沉井或沉井基础施工完成之后需要转移到水域定位点的上方，由于沉井或沉井基础的尺寸较大，就会增加运输的难度以及成本。沉井或沉井基础下沉的过程中，需要竖直向下，由于沉井或沉井基础的尺寸较大，存在定位难度高、沉井或沉井基础容易倾斜等问题。由此可知，由于沉井的尺寸较大，将带来施工难度增加、控制精度的难度增加、制造的成本增加等问题。并且为了施工需要设计、生产额外的专用模具。

将传统设计思路中的大尺寸沉井改为使用多个尺寸较小的沉井单元1分别进行施工，对单个沉井单元1进行施工时，能够显著降低单个沉井单元1的施工难度。防止因为沉井尺寸过大，在施工时容易出现不均匀下沉而导致水域地层或沉井本身出现开裂的现象。

将大尺寸沉井改为使用多个尺寸较小的沉井单元1，在制造沉井单元1时，能够利用以往的模具，而不需要额外制造大型的专用模具。或者相较于传统设计思路中大尺寸沉井，能够降低模具的制造成本和制造难度。

并且较小尺寸的沉井单元1在运输、定位、安装方面的难度均会降低。单个沉井单元1由于设计尺寸相较于传统的大尺寸沉井有所减小，相应的其定位难度能够减小，定位精度能够提高。当第一个沉井单元1施工完成之后，能够以此作为新的定位基准，对后续的沉井单元1进行定位，有利于提高沉井单元1整体的定位精度。后续的施工过程中，更容易控制沉井单元1的安装精度，更容易避免沉井单元1发生倾斜，或者在沉井单元1发生倾斜后更容易调整。

最后使用连接结构安装在沉井单元1上方，使沉井单元1能够通过连接结构相互连接以及相互支撑，最终使沉井单元1形成一个整体沉井来满足施工要求。以此能够解决传统设计思路中大尺寸沉井所带来的上述一系列问题。

在满足同一强度要求的前提下，采用大尺寸的沉井与采用多个小尺寸的沉井单元1小比较，大尺寸的沉井占地面积更大，施工范围更大，施工时对水域的环境破坏更为严重，采用小尺寸的沉井单元1，由于施工范围能够减小，相应的能够减小对环境的破坏，并防止水域的地层因为受到严重破坏而影响沉井的安装精度以及稳定性。

本实施例中，所述的沉井单元1根据施工需要设计为圆柱形、椭圆柱形或棱柱形。以此便于在已完成施工的沉井单元1上找到合适的定位点，有利于使沉井单元1互相定位，有利于提高沉井单元1的定位精度和安装精度，在后期使用时，使沉井受力均匀。

本实施例中，所述的沉井单元1按阵列均匀分布。

例如，使用两个小的沉井单元1并列设置，通过连接结构的连接以组合形成整体沉井。

如图2所示，利用四沉井单元1能够按照矩形阵列进行排布，通过连接结构的连接以组合形成整体沉井。

如图3所示，使用三个沉井单元1时，使沉井单元1呈三角形排列，通过连接结构的连接以组合形成整体沉井。

如图4所示，所述的沉井单元1按照水流方向设置多排，相邻两排之间的沉井单元1交错设置，通过连接结构的连接以组合形成整体沉井，以此能够利用在后的沉井单元1对在前先承受水流冲击的沉井单元1起到支撑的作用，防止在前的沉井单元1因为受到水流冲击而发生倾斜，有利于提高沉井整体的稳定性。

本实施例中，所述的连接结构2采用承台。利用承台能够很好地连接各个沉井单元1并使之成为一个整体沉井，便于在后期使用时使多个沉井单元1均匀受力，避免沉井单元1受力不均而导致受力更重的沉井单元1更易损坏。使用承台能够直接承载塔柱3以支撑桥梁等结构。

本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

以上所述的，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。