橋梁設(shè)置基礎(chǔ)由于可使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)走向大型整體化、建造走向預(yù)制化及施工裝備大型化、自動化的發(fā)展方向，將海上大量現(xiàn)場作業(yè)移到岸上作業(yè)，減少海上現(xiàn)場作業(yè)時間，以較快速度完成環(huán)境惡劣的海上基礎(chǔ)的修筑，可大大減小施工難度，提高工程質(zhì)量，縮短工期，而且承載力高、整體剛度大，抗側(cè)向外力的性能好[1]，已成為深海急流、強震、強風(fēng)浪、易受巨輪撞擊等復(fù)雜惡劣海洋環(huán)境下跨海橋梁優(yōu)先考慮的基礎(chǔ)形式。此類基礎(chǔ)在我國雖應(yīng)用還較少，但具有較廣闊的應(yīng)用前景，因此，研究其建造技術(shù)有著現(xiàn)實的意義。
20世紀(jì)80～90年代，日本和丹麥兩個島國完成了跨海連島工程的壯舉，設(shè)置基礎(chǔ)由于具有眾多優(yōu)勢，是這一系列跨海連島橋梁工程中一種最主要的基礎(chǔ)形式，設(shè)置基礎(chǔ)建造技術(shù)也得到了很大的發(fā)展和應(yīng)用，在國外跨海橋梁工程應(yīng)用不斷增多。表1為按跨海橋梁建成年代列出的部分深水設(shè)置基礎(chǔ)實例。
日本南北備贊瀨戶大橋的施工區(qū)是繁忙的國際航道，最大的7A錨墩設(shè)置基礎(chǔ)尺寸為75m×59m×55m(長×寬×高)。施工時研發(fā)了大型多功能自升式海上工作平臺，在50多m水深的海底鉆孔、超聲波無線控制海底爆破、φ2.5m鉆機磨平基巖面，120t級的超重型抓斗，海底檢驗探測地基處理質(zhì)量的潛水艇等，基礎(chǔ)浮運到現(xiàn)場后用計算機控制對位下沉，就位誤差15cm，然后填充石料，采用240m3/h的“世紀(jì)”號大型灌漿船壓漿[2]。這些大型機具設(shè)備同樣用于本四聯(lián)絡(luò)橋其它橋梁施工，降低了成本。多多羅大橋主墩基礎(chǔ)采用南北備贊瀨戶大橋相同的施工方法。明石海峽大橋的潮流速度比南北備贊瀨戶大橋還大，水深相差不多，主塔墩基礎(chǔ)為雙層壁的圓筒形鋼沉井，分別為外徑80m、高70m(2P墩)和外徑78m、高67m(3P墩)，施工方法與南北備贊瀨戶大橋基本相同，不同點在于不需要借助自升式平臺進(jìn)行海底爆破和巖面凹凸高差磨平到±10cm之內(nèi)，而是根據(jù)不同挖掘地層、部位和挖掘作業(yè)的極限潮速，采用不同重量的抓斗進(jìn)行挖掘[3-5]，挖掘平均精度在0～-10cm范圍內(nèi)，用無人潛水機進(jìn)行水下錄像拍照，確認(rèn)底面挖掘狀況；另一不同點在于充填混凝土不是預(yù)填骨料壓漿混凝土，而是采用了新研發(fā)的水下混凝土。日本采用的設(shè)置基礎(chǔ)主要是鋼沉井形式，一方面在于日本的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)達(dá)，另一方面考慮鋼制沉井具有壓漿混凝土施工時起模板作用以及有利于水中浮運等兩種功能。
表1 國外部分跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)實例
序號橋名橋梁及設(shè)置基礎(chǔ)規(guī)模建成年代建設(shè)條件1日本南、北備贊瀨戶大橋主跨1 100m、990m,6個海中基礎(chǔ)均為矩形設(shè)置鋼沉井基礎(chǔ),最大浮運重量約1.8萬t,可承受8～8.5級地震、65m/s的臺風(fēng)襲擊1988橋墩處最大水深50m,最大流速2.6m/s,覆蓋層極薄,巖石基本露頭2日本柜石島、巖黑島橋主跨均為420m,柜石島橋的2號墩、巖黑島橋的2～4號均采用設(shè)置鋼沉井基礎(chǔ),基礎(chǔ)尺寸46m×29m×30.5m(高)1988巖黑島橋3號墩位處水深10～20m3日本長崎縣生月大橋橋長960m的3跨連續(xù)鋼桁梁橋,主跨400m,6號墩(主墩)采用設(shè)置沉井基礎(chǔ),基礎(chǔ)尺寸25m×25m×17m(高),浮運重2 507t1991海底基巖為凝灰角礫巖,6號墩設(shè)置基礎(chǔ)浮運到現(xiàn)場后用3 000t吊船起吊就位4丹麥大貝爾特海峽西橋橋長6.6km,跨度110.4 m,全橋62個海上基礎(chǔ)均為設(shè)置沉箱基礎(chǔ),最大吊重7 100t1994水深29m,軟土層最厚約10m,下為泥灰?guī)r或石灰?guī)r5加拿大諾森伯蘭海峽大橋橋長12.9km,主跨250m,海上58個墩為設(shè)置沉箱基礎(chǔ),重3 000～5 500t1997海底黏土層厚度小于3m,下為砂巖、頁巖及泥巖,平均水深15～20m,最大水深36m,氣候條件非常惡劣,流冰2m/s;經(jīng)常強風(fēng),潮差4m、浪高2m、地震區(qū)6日本明石海峽大橋主跨1991m,兩個主塔基礎(chǔ)均為設(shè)置鋼沉井基礎(chǔ),最高70m,最大浮運重量1.5萬t1998強地震帶,水深45m,流速3.5～4.5 m /s,上部沖積砂礫層厚約15 m,下為泥灰?guī)r,自然條件十分嚴(yán)峻7丹麥大貝爾特海峽東橋橋長為6.79km,主跨1 624m,21個墩海上基礎(chǔ)均為設(shè)置沉箱基礎(chǔ),最大浮運重量3.6萬t1998墩位最大水深20m,浪高、流急,冰磧土覆蓋層薄,其下泥灰?guī)r;通行50萬t海輪8挪威stolma橋橋長467m,主跨301m,水中主墩為浮運設(shè)置沉箱基礎(chǔ),基礎(chǔ)平面尺寸11.7m×5.5m,高17.4m1998墩位處水深17m,基礎(chǔ)直接修建在巖石上9日本多多羅大橋主跨890m,海上兩個主塔基礎(chǔ)均為設(shè)置沉井基礎(chǔ),其中2號主墩基礎(chǔ)43m×25m×33m19992P主墩水深33m,3P主墩水深13m,覆蓋層薄,下為花崗巖,流速2.0m/s10日本來島大橋(第一、二、三)每聯(lián)三孔的懸索橋,主跨分別為600m、1 020m、1 030m,主要水中基礎(chǔ)為設(shè)置鋼沉井基礎(chǔ)1999水不深,5號墩水流較急,最大潮流速度4.1m/s,橋址處地基為花崗巖11丹麥-瑞典的厄勒海峽大橋橋長7.845km,主跨490m,全橋55個橋墩均為設(shè)置沉箱基礎(chǔ),最大浮運重量約2.0萬t2000水深15m左右,哥本哈根石灰?guī)r地質(zhì),常年天氣惡劣,環(huán)境十分兇險12希臘里翁-安蒂里翁大橋主跨3×560m,4個海上設(shè)置沉箱基礎(chǔ),基礎(chǔ)的底部圓盤直徑90m,高65m,浮運重量6.4萬t2004水深65m,厚軟土,強震區(qū),跨斷層;水流急,經(jīng)常爆發(fā)狂風(fēng);通行18萬t海輪13土耳其伊茲米特海灣大橋主跨1 550m,兩個主塔墩設(shè)置沉箱基礎(chǔ),基礎(chǔ)平面尺寸54m×67m,高15m;塔柱起始段2016墩位處水深41m,主要為第四紀(jì)海積地層,主要由黏性土和砂類土組成,地震活動強烈,跨斷層14法屬留尼旺島新沿海大橋橋長5.4km,48個海中設(shè)置基礎(chǔ),最大重量4 800t預(yù)計2018自然條件復(fù)雜,珊瑚礁海域,最高10m浪高、最高40m/s颶風(fēng)特征風(fēng)速,多鯊魚
丹麥跨海橋梁的設(shè)置基礎(chǔ)建造技術(shù)不亞于同時代的日本。大貝爾特海峽西橋的海上沉箱基礎(chǔ)開挖約10m深基坑，由“勃查”號海上自升式平臺完成清基、鋪設(shè)1.5～4.0m厚碎石墊層及平整夯實，用6 500t“天鵝”號大型浮吊直接運輸及沉放(與墩身起始段一起)，碎石墊層上部0.3m未經(jīng)夯實，但碎石面要求非常平整，基礎(chǔ)下落中自然壓緊，基底以下不灌漿，基礎(chǔ)內(nèi)填砂土[2] [6]。大貝爾特海峽東橋的引橋沉箱基礎(chǔ)重量超過3 000t者浮運安放，小于3 000t者用一艘拖船輔助一艘3 000t吊船運輸?shù)蕉瘴缓蟮跹b就位，沉箱底的碎石層壓漿填實；主塔墩沉箱基礎(chǔ)78.1m×35m、高20m、重3.2萬t，在離橋約56km處的干船塢制造，吃水11.5m，浮運靠于墩位處預(yù)拋錨好的定位船灌水下沉，基礎(chǔ)底部0.5m高的裙邊放下時壓入5m厚的碎石層0.3m，沉箱底同樣壓漿填實；錨碇基礎(chǔ)設(shè)計非常有特色，基礎(chǔ)水深約10m，需要承受大約600MN主纜力，浮運時尺寸為121.5m×54.5m×16.5m，重3.6萬t，吃水9m，沉放設(shè)置在水下V形基坑填石整平的楔槽上,以抵抗水平力[7]。由于基礎(chǔ)底部大，基底應(yīng)力可能分布不均勻，會影響到錨碇的整體穩(wěn)定性，設(shè)計通過設(shè)置前后兩個楔形碎石床使得基礎(chǔ)中段不承擔(dān)荷載，僅是前后段部分與地基接觸來進(jìn)行直接的荷載傳遞。經(jīng)這樣處理后錨碇基礎(chǔ)雖然整體預(yù)制，實際上相當(dāng)于兩個連成一體共同工作的分置沉箱，而相應(yīng)的碎石墊層分成兩部分來設(shè)置。經(jīng)試驗研究分析取楔形碎石床的前部傾角約16°，它與錨碇基礎(chǔ)自重和主纜拉力的合力大體保持垂直，從而避免錨碇基礎(chǔ)整體沿著碎石與土體交界面的滑動破壞(圖1)。
厄勒海峽大橋的主塔墩基礎(chǔ)底面35m×37.18m、高20m、重約2萬t，在干船塢預(yù)制后，用2艘浮箱聯(lián)結(jié)組成一個浮駁組合體提升沉箱拖出船塢，浮運至墩位處定位下沉、支承在事先設(shè)置固定找平的3個混凝土墊塊上，底面約1m空隙壓注充填混凝土，沉箱回填壓重、防護(hù)[2][8]；邊跨引橋墩的沉箱基礎(chǔ)底面為18m×20m和18m×24m，采用改造后的8 700t長頸“天鵝”號浮吊從預(yù)制廠吊運到墩位安裝(圖2)，重量按“天鵝”號浮吊的起吊能力控制，沉箱頂面在安裝后高于海面4m。
圖1 錨碇基礎(chǔ)及楔形碎石床
圖2 長頸“天鵝”號吊裝沉箱基礎(chǔ)
諾森伯蘭海峽大橋的氣候條件非常惡劣，承包商吸取了丹麥建設(shè)大貝爾特海峽西橋的經(jīng)驗，邀請應(yīng)用“天鵝”號浮吊經(jīng)驗豐富的公司參加建設(shè)，將“天鵝”號浮吊加寬、加高改造成起重量8 700t 的長頸“天鵝”號浮吊，使海上基礎(chǔ)、墩身及上部結(jié)構(gòu)均采用了超大預(yù)制塊全裝配化技術(shù)，其規(guī)模之大、速度之快，實為罕見[9]。海上基礎(chǔ)尺寸由流冰產(chǎn)生的冰壓力決定。基礎(chǔ)高31～42m，分為圓錐部分和圓柱部分，環(huán)形底板直徑22～28m，圓柱部分直徑10m，高度隨基礎(chǔ)深度變化，再上為圓錐部分以套裝墩身(圖3)?；A(chǔ)重3 500～5 500t，由大噸位油壓式運輸車搬運到棧橋，再由長頸“天鵝”號自行式浮吊搬運到現(xiàn)場架設(shè)。施工時先開挖到基巖，在基巖面挖下一圈環(huán)槽，將以鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)的三塊混凝土板放入環(huán)槽內(nèi)，形成三點穩(wěn)定的支承點，然后將基礎(chǔ)吊放支承于混凝土板，應(yīng)用GPS使基礎(chǔ)安放精度在6mm以內(nèi)。基礎(chǔ)底的空隙澆筑高耐久性的水下混凝土。
不管怎么說，我認(rèn)定了自己的這個選擇，同時也隱約地感覺到，它只會帶給我驚喜和收獲。我只需順著這條道路往下走，就能越走越寬闊。
圖3 預(yù)制基礎(chǔ)
希臘里翁-安蒂里翁大橋改變了此前設(shè)置基礎(chǔ)應(yīng)用在淺覆蓋層、基礎(chǔ)要坐落于基巖、強調(diào)基礎(chǔ)與基巖間要固結(jié)連接的要求，將設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用到水深達(dá)65m、海床下500m處仍沒有巖床的深厚覆蓋層、橫跨強烈地震斷層、橋址處的伯羅奔尼撒半島現(xiàn)在仍以每年8～1lmm的速度漂離希臘本土的科林斯海灣，給人們帶來難以置信的建造成果。由于建橋條件非常復(fù)雜帶來建設(shè)要求很苛刻，1992年希臘工程師協(xié)會重新研究建橋可能性時仍認(rèn)為在此建橋不可能。最終采用混凝土沉箱基礎(chǔ)，直接安放在采用直徑2m鋼管加固的地基上[10]。打入地基的鋼管長25～30m、間距一般取7～8m，每個塔墩處大約打入200～250 根鋼管(圖4)，將加固土層改善為抗剪強度足以承受大的地震力以及在極端地震活動中，足以承受大橋可能經(jīng)受的液動水壓力。鋼管頂部鋪設(shè)3m厚的卵石砂礫層，與沉箱基礎(chǔ)間卻沒有連接，可使基礎(chǔ)在地震時隨土層上移或水平滑移(運營期及小地震時不會滑動)，起到隔震的作用[11]。這的確是一項設(shè)計非常新穎而大膽有趣的技術(shù)，是前所未有的嘗試。這種創(chuàng)新的土層加固方式，事先由法國國立路橋大學(xué)中心試驗室進(jìn)行了廣泛的數(shù)字模擬研究及離心模型測試，證實了基礎(chǔ)設(shè)計的可靠性。巧合的是，在索塔和主梁施工期間的2003年8月14日，發(fā)生了一次里氏6.2級的大地震，但該橋安然無恙，基礎(chǔ)經(jīng)歷了大地震的考驗?；A(chǔ)底座直徑90m，厚度從中心13.5m 降到邊緣9.0m，基礎(chǔ)上半部的圓錐形構(gòu)造從底端38 m過渡到上端27m，高度37～53m。施工時，將自升式工作平臺改建成1艘專用駁船，用于海床挖掘、打設(shè)鋼管樁、砂礫層鋪設(shè)及整平等海上作業(yè)。沉箱基礎(chǔ)在干船塢澆筑到15m高后，拖至旁邊的濕船塢，完成上部的圓錐形結(jié)構(gòu)澆筑，然后拖到永久墩位沉放，座在砂礫墊層上?；A(chǔ)浮態(tài)澆筑時利用底座的32個隔倉灌水，用電腦微分壓艙系統(tǒng)對其進(jìn)行24h監(jiān)控，使基礎(chǔ)保持鉛垂?fàn)顟B(tài)，避免了受風(fēng)和水流影響。橋墩施工中，基礎(chǔ)保持預(yù)載狀態(tài)，以校正細(xì)微沉降。
圖4 復(fù)合地基上設(shè)置沉箱基礎(chǔ)
里翁-安蒂里翁大橋的設(shè)置基礎(chǔ)綜合考慮了抗震特點、結(jié)構(gòu)受力合理性、施工方便快捷等因素，是非常值得予以借鑒的基礎(chǔ)方案，其對類似條件的跨海橋梁建設(shè)的影響是巨大的。同樣處于強烈地震帶的土耳其伊茲米特海灣大橋[12]，準(zhǔn)備建設(shè)的丹麥-德國間的費馬恩海峽大橋[8](后由于環(huán)保因素改為沉管隧道方案)，以及丹麥新斯托(Storstr?m)海峽橋都采用混凝土沉箱直接坐落于鋼管加固地基上的設(shè)置基礎(chǔ)。
國外一些內(nèi)河橋梁同樣采用了設(shè)置基礎(chǔ)。英國達(dá)福特橋主塔墩在石灰?guī)r上鋪以土工布包裹的碎石墊層，沉放的沉箱基礎(chǔ)底部的裙板插入碎石墊層中，沉箱底部的空隙灌漿填充[14]，裙板用于限制灌漿的外溢。塞文二橋全橋49個墩臺中的34個為混凝土沉箱基礎(chǔ)，沉箱重1 000～2 000t，用海上工作平臺的吊機起吊沉放。2018年完工的加拿大新尚普蘭大橋橫跨的圣勞倫斯河非常寬闊，最深處的水深僅9m，但流速最大達(dá)到4.6m/s，這項3.4km的大橋最大的挑戰(zhàn)是只有42個月的緊張工期以及嚴(yán)酷的冬季，決定采用加拿大已有的一個先例——諾森伯蘭海峽大橋，包括設(shè)計基礎(chǔ)的方法來迎接挑戰(zhàn)。水中基礎(chǔ)的平面尺寸11m×11m(或9m×9m)，高2m，加上墩身起始段的高度為14m，重量在600～1 000t，采用Sarens公司研發(fā)的FFI雙體船進(jìn)行提升、運輸，以誤差25mm沉放到位。該船類似于“天鵝”號浮吊，自帶推進(jìn)系統(tǒng)、液壓和電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，但粗定位后先用定位樁將FFI錨錠(圖5)，采用可旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)將基礎(chǔ)360°旋轉(zhuǎn)，利用滑移系統(tǒng)向前、向后或橫向水平移動等將基礎(chǔ)精確定位。
圖5 FFI雙體船吊裝基礎(chǔ)
從上述工程實例可以看出，國外橋梁已經(jīng)不限于在深水急流的淺覆蓋層采用設(shè)置基礎(chǔ)，而且已掌握了在水深近70m、急流、軟弱厚覆蓋層、地震力控制設(shè)計條件下深海設(shè)置基礎(chǔ)的設(shè)計施工技術(shù)，積累了豐富的科研成果和工程實踐經(jīng)驗，引領(lǐng)著跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。
我國跨江海等深水橋梁基礎(chǔ)主要采用的是樁基加承臺基礎(chǔ)和沉井兩種形式，設(shè)置基礎(chǔ)的應(yīng)用不多，如表2所示。
表2 我國深水橋梁設(shè)置基礎(chǔ)應(yīng)用實例
序號橋名橋梁及設(shè)置基礎(chǔ)規(guī)模建成年代建設(shè)條件1澎湖望安將軍跨海大橋主跨210m,兩個主墩海上設(shè)置基礎(chǔ)直徑22m,壁厚0.4m,1號沉箱高21.2m,2號沉箱高16.8m2006水深約20m,平均流速3～4m/s,浪高常在3m以上,平均風(fēng)力4 級以上天數(shù)占83%,最大陣風(fēng)7 級以上天數(shù)占77%,氣象惡劣,玄武巖2大連星海灣跨海大橋主跨460m,錨碇基礎(chǔ)長69m、寬44m、高17m,重2.6萬t2015水深15m,涌浪較大,覆蓋層厚10～15m,其下為石灰?guī)r3蕪湖長江公鐵大橋主跨588m,3號墩為圓端形設(shè)置鋼沉井基礎(chǔ),平面尺寸65 m×35 m,壁厚2.0m,高19.5m,其上接圍堰15 m預(yù)計2020水深35m,最大流速2.6m/s,弱、微風(fēng)化基巖裸露,飽和強度90MPa
澎湖望安將軍跨海大橋施工時，采用平臺船上的長臂挖土機連接破碎機來破碎玄武巖，然后挖土機換上挖斗挖走石塊，用水中鑿巖機和礫石回填來處理巖面凹凸及夯實，預(yù)制好的沉箱拖至墩位處灌水沉放，沉箱底部的空隙灌漿固結(jié)[13]。遺憾的是，類似環(huán)境的金門大橋未能進(jìn)一步推廣應(yīng)用設(shè)置基礎(chǔ)，而采用全套管管柱基礎(chǔ)，該橋自2012年開工至今仍未完成，期間停工多次的重要原因之一，在于海上惡劣的水文天氣及石灰?guī)r地質(zhì)對海上深水基礎(chǔ)施工造成了非常大的困難。
大連星海灣跨海大橋的錨碇基礎(chǔ)為國內(nèi)首例懸索橋深海設(shè)置沉箱錨碇基礎(chǔ)，海床挖掘最大15m深度，10～14m基床拋填50～200mm骨料石。沉箱船塢內(nèi)預(yù)制，起浮拖至墩位安放，采用兩個小沉箱和拖船、600t吊船輔助配合精確定位安裝。安裝就位后，骨料石基床升漿混凝土形成錨碇基礎(chǔ)[14]。蕪湖長江公鐵大橋3號墩基礎(chǔ)的基坑采用鉆爆法整層爆破成型，大型抓斗挖泥船清渣，船載多波束和側(cè)掃聲納法進(jìn)行水下測量，采用重型錨碇系統(tǒng)及調(diào)平系統(tǒng)進(jìn)行沉井基礎(chǔ)精確定位著床，然后進(jìn)行水下封底作業(yè)[15]。
目前我國跨江海橋梁深水基礎(chǔ)普遍采用的樁基加承臺形式，在水深達(dá)到50m的惡劣海洋環(huán)境下，抗側(cè)向力的能力已經(jīng)難以滿足要求，施工上也會有很大難題。而里翁-安蒂里翁大橋采用的復(fù)合地基上的設(shè)置基礎(chǔ)建造技術(shù)，則提供了很好的借鑒經(jīng)驗。張鴻等[16]結(jié)合規(guī)劃的瓊州海峽跨海工程研究，提出一種復(fù)合樁箱基礎(chǔ)形式，其實就是在里翁-安蒂里翁大橋的設(shè)置基礎(chǔ)上，將沉箱底板外周的鋼管樁與底板固結(jié)，由沉箱基礎(chǔ)底板承擔(dān)部分外荷載，鋼管樁承擔(dān)部分外荷載并控制工后沉降。這種復(fù)合樁箱基礎(chǔ)雖然考慮樁土的共同作用，發(fā)揮土體的承載能力，由樁基將荷載傳遞至地層深處，可適應(yīng)厚軟土層地基工后沉降變形的特點，但正是由于將鋼管樁與底板進(jìn)行了固結(jié)連接，地震時基礎(chǔ)不能隨土層有較大的上移或水平滑移，反而不利于強震地帶的橋梁結(jié)構(gòu)受力。另外，這種基礎(chǔ)的鋼管樁和沉箱受力分配關(guān)系，基礎(chǔ)、土層參數(shù)與地基沉降之間的關(guān)系，以及鋼管樁與沉箱結(jié)合特性、傳力模式、與沉箱連接施工的可靠性及耐久性等方面，都需要深入研究。
為研究路面結(jié)構(gòu)層對工后沉降的附加應(yīng)力響應(yīng)，需判斷路面附加應(yīng)力是否大于路面結(jié)構(gòu)層的容許應(yīng)力，只有當(dāng)路面附加應(yīng)力小于容許應(yīng)力時，才能保證路面結(jié)構(gòu)層安全。
文化旅游業(yè)的發(fā)展賦予了資源新的價值，同時也帶來了新的功能變化。因為任何地區(qū)的資源本身不僅僅是為了旅游而存在，還要考慮與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)居民的生活需求，比如歷史街區(qū)、橋梁等公共基礎(chǔ)設(shè)施。所以功能融合是文旅融合的重要表現(xiàn)。
通過上述國內(nèi)外跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)現(xiàn)狀的分析，可以看出兩者的差距：國外不僅在深水急流的淺覆蓋層采用設(shè)置基礎(chǔ)，而且已將設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新地推廣應(yīng)用到近70m水深、急流、軟弱厚覆蓋層、強地震荷載的深海橋梁，并且積累了豐富的研究成果和實踐經(jīng)驗；而國內(nèi)主要采用圍堰加樁基承臺形式，即便是在淺覆蓋層甚至巖面裸露的復(fù)雜海況條件下，依然采用鉆孔樁基礎(chǔ)，導(dǎo)致施工時勞心勞力。雖然這種差距是多種因素造成的，但與我國橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計理念和設(shè)計理論、技術(shù)習(xí)慣、大型施工裝備有很大關(guān)系。
世界范圍內(nèi)規(guī)劃的眾多的跨海通道有的已經(jīng)在準(zhǔn)備建設(shè)當(dāng)中[2]，東南亞一些島國及西亞都準(zhǔn)備或開始興建跨海連島工程，歐美強國上個世紀(jì)建設(shè)的橋梁已運營了70～近百年，進(jìn)入衰老期，部分橋梁如加拿大尚普蘭大橋、英國福斯公路大橋和Mersey Gateway大橋、法國留尼旺島沿海大橋等已完成或正在新建、擴建中，丹麥新Storstroem橋已完成招標(biāo)準(zhǔn)備開工，這些橋梁大多采用了設(shè)置基礎(chǔ)。估計在接下來的2020～2030年代，國外橋梁將會迎來新一輪的新建、擴建高潮，需要重建新建許多跨江跨海大橋，這是實施“一帶一路”戰(zhàn)略面臨的機遇。而我國沿海諸多島嶼之間以及與大陸間的橋梁聯(lián)絡(luò)工程，都需要修建深水基礎(chǔ)，水深最大可能達(dá)到100m左右。這應(yīng)是我國今后跨海橋梁深水基礎(chǔ)的廣闊市場前景。
為適應(yīng)我國未來跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)的建設(shè)，需要注意掌握以下幾方面的關(guān)鍵技術(shù)：
本研究中，MRI檢出63例隱匿性骨折，檢出率為92.6%；128層螺旋CT檢出51例隱匿性骨折，檢出率為75%，兩者差異顯著。
(1)深水設(shè)置基礎(chǔ)的設(shè)計理論。國外橋梁界在深水設(shè)置基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)方面已經(jīng)過眾多橋梁工程實踐檢驗，甚至是施工期間就經(jīng)歷了大地震的考驗，積累了豐富的技術(shù)成果，引領(lǐng)著深水設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。我們需要正視與國外的差距，深水基礎(chǔ)不能再囿于圍堰加樁基承臺的形式，需要大膽突破傳統(tǒng)的深水基礎(chǔ)設(shè)計思路。在深海地基勘探技術(shù)，深水軟弱粘性土地基大型設(shè)置基礎(chǔ)的設(shè)計理論、分析手段和方法，大型沉箱基礎(chǔ)的關(guān)鍵構(gòu)造，深海軟弱地基處理技術(shù)及受力機理和模型試驗，深海地基承載能力及地基處理檢測技術(shù)等方面深入研究。
(2)適應(yīng)深海設(shè)置基礎(chǔ)作業(yè)的大型施工裝備。發(fā)達(dá)國家目前正在為深水橋梁新建、擴建高潮的到來進(jìn)行積極準(zhǔn)備，正在研究利用最先進(jìn)的機電一體化技術(shù)發(fā)展大型施工裝備(自動化、智能化建筑機器人)，使更大的設(shè)置基礎(chǔ)都能迅速、準(zhǔn)確就位。海上多功能可升降工作平臺是關(guān)鍵設(shè)備之一，可有效解決深海橋梁的一些施工技術(shù)難題，提高海底挖掘及清基、打樁、墊層鋪設(shè)和整平的施工效率，留尼旺島新沿海大橋采用帶8個支腿的可升降施工平臺“章魚”號甚至還完成了4 800t沉箱基礎(chǔ)、墩身、墩頂梁段的運輸及安裝(圖6)。適合在海床軟弱、水深近100m復(fù)雜惡劣的海洋環(huán)境中進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)施工的多功能模塊化拼裝平臺是今后需要研究的。除了巨型沉箱需要浮運外，設(shè)置基礎(chǔ)走向大型整體化預(yù)制，由大型浮吊直接吊裝到位已是共識，浮吊將會更加大型化和智能化。機械化、大型化、智能化是跨海橋梁施工裝備發(fā)展的趨勢。上述的工程實例中，無一不需要動用大型的海上施工裝備，設(shè)置基礎(chǔ)往往由施工裝備能力引導(dǎo)設(shè)計方案或優(yōu)化施工圖設(shè)計，可以說具有這種能力的海上大型施工裝備，將引領(lǐng)設(shè)置基礎(chǔ)建造技術(shù)發(fā)展的方向。
圖6 “章魚”號升降平臺吊裝基礎(chǔ)
(3)與大型施工裝備相對應(yīng)的設(shè)置基礎(chǔ)施工關(guān)鍵技術(shù)。包括深海施工勘探技術(shù)，深?；油诰蚝突蹭佋O(shè)整平技術(shù)，深海地基加固處理施工技術(shù)，深海設(shè)置基礎(chǔ)大型浮吊吊裝技術(shù)，巨型沉箱浮態(tài)接高、錨碇定位沉放技術(shù)，深?；坠酀{技術(shù)，深海地基承載力及基礎(chǔ)檢測監(jiān)測技術(shù)等施工關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)是今后需要研究的重點。這些施工技術(shù)雖在跨江近海施工中有過應(yīng)用，但隨著水深的增加和設(shè)置基礎(chǔ)的工程量很大，并疊加深海海洋因素的嚴(yán)重影響，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們在內(nèi)陸江河橋梁中所形成的工程規(guī)模概念，在量變中往往含有質(zhì)變的可能性，這是必須予以慎重考慮的。
訓(xùn)練樣本選自三個部分,分別為PASCAL VOC數(shù)據(jù)集中帶有汽車、人、自行車的樣本圖片;校園室外實景拍攝;及為解決視頻檢測準(zhǔn)確率和樣本不足的問題而產(chǎn)生的合成樣本數(shù)據(jù)。自標(biāo)定標(biāo)簽后,按照正負(fù)樣本3∶1的比例輸入到DSSD網(wǎng)絡(luò)框架中進(jìn)行訓(xùn)練。
(1)國外跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)的設(shè)計施工技術(shù)已經(jīng)較為成熟，不僅在深水急流的淺覆蓋層采用設(shè)置基礎(chǔ)，而且已將設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新地推廣應(yīng)用到近70m水深、急流、軟弱厚覆蓋層、強地震荷載的深海橋梁，積累了豐富的技術(shù)成果和工程經(jīng)驗，是值得未來跨海大橋建設(shè)借鑒的。
在PLC的作用下，可實現(xiàn)給排水控制系統(tǒng)運行中的自動控制，使該系統(tǒng)的控制水平得以提升。因此，需要注重PLC在給排水控制系統(tǒng)實踐中控制方面的應(yīng)用，具體表現(xiàn)為：
(2)我國跨海橋梁深水設(shè)置基礎(chǔ)技術(shù)與國外相比存在著較大差距，需要在設(shè)計理論、大型施工裝備、施工關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行深入研究并加以掌握，為未來深水設(shè)置基礎(chǔ)的建造進(jìn)行積極準(zhǔn)備。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉自明.橋梁深水基礎(chǔ)[M].北京:人民交通出版社,2003.
[2]唐寰澄.世界著名海峽交通工程[M].北京:中國鐵道出版社,2004.
[3]張鳳祥.沉井沉箱設(shè)計、施工及實例[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.
[4]楊其良.施工中的日本明石海峽大橋[A].中國土木工程學(xué)會1998年全國市政工程學(xué)術(shù)交流會[C].1998.
[5]郝育森.日本的幾種特殊橋梁基礎(chǔ)[J].國外橋梁,1990(6):16-26.
[6]龔志剛,編譯.大貝耳特海峽聯(lián)絡(luò)線中的西橋[J].國外橋梁,1994(2):154-156.
[7]Niels J.Gimsing編.大貝耳特海峽:東橋[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2008.
[8]Niels J.GIMSING. From Bridges across Great Belt and
[9]嚴(yán)國敏,編譯.諾森伯蘭海峽大橋—加拿大的一座跨海特大橋的計劃、設(shè)計與施工[J].國外橋梁,1997(2):6-9.
[10]董學(xué)武,周世忠.希臘里翁—安蒂里翁大橋的設(shè)計與施工[J].世界橋梁,2004(4):1-4.
[11]Jacques COMBAULT.“The Rion-Antirion Bridge—When a dream becomes reality”[A].2009年國際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會研討會論文集[C].2009.
[12]劉宗華.土耳其Izmit海灣大橋主塔基礎(chǔ)設(shè)計與施工構(gòu)思[J].施工技術(shù),2012,41(17):11-13.
[13]鄧文廣,劉杰生,林廷彥,等.望安將軍跨海大橋海上沉箱基礎(chǔ)施工及拖放[J].臺灣公路工程,2005,31(10):27-52.
[14]康松濤,洪凌云.超大沉箱關(guān)鍵施工技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].中國港灣建設(shè),2013(4):53-56.
[15]劉愛林.蕪湖長江公鐵大橋設(shè)置式沉井基礎(chǔ)施工關(guān)鍵技術(shù)[J].橋梁建設(shè),2017,47(6):7-11.
[16]張鴻, 翟世鴻,楊炎華.深水、厚軟基跨海橋梁復(fù)合基礎(chǔ)逆作法[J].中外公路,2010,30(1):191-193.
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