第32卷第1期Vol32No.1 工程力学 2015年1月n.2015 Engineering mechanics 8 文章编号：1000-4750(2015)01-0088-08 港珠澳大桥桥梁钢管复合桩设计方法研究 孟凡超，吴伟胜，刘明虎'，马建林2，邓科 (1.中交公路规划设计院有限公司，北京100088：2.西南交通大学土木工程学院岩士工程系，成都61O03) 摘要，介绍了港珠澳大桥项目概况及桥烫概管复合排工程设计方案。通过现场调研、瓷料收集、理论计算、数 内外物植型试验蟑手段，开展了大宜径钢合复量金心的的 性能试验和理论分析研究。详细分析了锅管 与士柱体的共同作用肌理与协同工作性 并验证了所提出的设计方法的正确性 、抗 、竖向和水平承我能力 研究成果对于完善钢管复合柱设计计算理论、优化施工工艺、相 关规范修订、拓宽应用范围等提供了技术支持及实践依据， 关键词：桥梁工程：钢管复合桩：受力机理：刚度：承线能力：模型试验 中文分类号：U44 文献标志码：A dor10.60525.issn1000-4750.2013.07.0656 STUDY OF COMPOSITE STEEL PILE IN THE DESIGN OF HONG KONG-ZHUHAI-MACAO BRIDGE MENG Fan-chao',WU Wei-sheng',LIU Ming-hu',MA Jian-lin2,DENG Ke' 2.Southwest Jiaotong University.School of Civil Engincering.G al Engineering Department.Chendu 610031.China) Abstract:This paper eneral project review of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge and the specialized n of co es.Bas re sical mo ga n,data collection,the and numerica or and out ph test,the mecha properties exper retical analysisof large dia meter composite steel piles has been performed.The interaction mec steel pipe and concrete have been studied,and the calculating method has been proposed and verified for the compressive stiffness,bending stiffness and the vertical and horizontal bearing capacity of composite steel pile. This research will contribute to improving the design calculation theory,optimizing the construction technology. revising relevant specifications,broadening the application scopes of composite steel piles. Key words:bridge engineering.composite steel pile:action mechanism:stiffness:bearing capacity:model test 港珠澳大桥跨越珠江口伶们洋海域，是连接香 香港界内桥梁长约6.0km,粤港分界线至珠澳口岸 港特别行政区、广东省珠海市、澳门特别行政区的 之间的海中桥隧主体工程（简称“主体工程”长约 超级跨海通道，是列入《国家高速公路网规划》的 29.6km。主体工程采用桥隧组合方案，其中桥梁长 重要交通建设项目，是具有国家战略意义的世界级 约22.9km,沉管隧道长约6km,为实现桥隧转换 跨海通道 设置两个长度各为625m的隧道人工岛。主体工程 项目包括三项内容：海中桥隧工程、三地口岸 由粤港澳三地共同建设 地连接线。海中桥隧工程总长约35.6km,其中 主体工程桥梁工程包括青州航道桥主跨458m 收日期：2013-07-23：修改日期：2013-12-13 工程师，学士，工程设大师，要 吴伟胜1969一男，浙江人 教授级高级工程师，学士， 要从事桥梁结构设计研究Ea a163.com】 C)14-01 China Academie Joumal Electronie Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 第 32 卷第 1 期 Vol.32 No.1 工 程 力 学 2015 年 1 月 Jan. 2015 ENGINEERING MECHANICS 88 ——————————————— 收稿日期：2013-07-23；修改日期：2013-12-13 基金项目：国家科技支撑计划项目港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术研究与示范项目(2011BAG07B00) 通讯作者：刘明虎(1971―)，男，湖北人，教授级高级工程师，学士，主要从事桥梁与地下工程结构设计研究(E-mail: liuminghu@vip.sina.com). 作者简介：孟凡超(1959―)，男，四川人，教授级高级工程师，学士，工程设计大师，主要从事桥梁结构设计研究(E-mail: mengfanchao@hpdi.com.cn)； 吴伟胜(1969―)，男，浙江人，教授级高级工程师，学士，主要从事桥梁结构设计研究(E-mail: wuws@163.com)； 马建林(1958―)，男，四川人，教授，博士，博导，主要从事岩土工程研究及教学(E-mail: majianlin01@126.com)； 邓 科(1977―)，男，广东人，高级工程师，博士，主要从事桥梁结构设计研究(E-mail: dengke_1977@163.com). 文章编号：1000-4750(2015)01-0088-08 港珠澳大桥桥梁钢管复合桩设计方法研究 孟凡超 1 ，吴伟胜 1 ，刘明虎 1 ，马建林 2 ，邓 科 1 (1. 中交公路规划设计院有限公司，北京 100088；2. 西南交通大学土木工程学院岩土工程系，成都 610031) 摘 要：介绍了港珠澳大桥项目概况及桥梁钢管复合桩工程设计方案。通过现场调研、资料收集、理论计算、数 值模拟、室内外物理模型试验等手段，开展了大直径钢管复合桩受力性能试验和理论分析研究。详细分析了钢管 与混凝土桩体的共同作用机理与协同工作性能，提出了钢管复合桩抗压刚度、抗弯刚度、竖向和水平承载能力计 算方法，并验证了所提出的设计方法的正确性。研究成果对于完善钢管复合桩设计计算理论、优化施工工艺、相 关规范修订、拓宽应用范围等提供了技术支持及实践依据。 关键词：桥梁工程；钢管复合桩；受力机理；刚度；承载能力；模型试验 中文分类号：U44 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.07.0656 STUDY OF COMPOSITE STEEL PILE IN THE DESIGN OF HONG KONG-ZHUHAI-MACAO BRIDGE MENG Fan-chao1 , WU Wei-sheng1 , LIU Ming-hu1 , MA Jian-lin2 , DENG Ke1 (1. CCCC Highway Consultants Co., Ltd. Beijing 100088, China; 2. Southwest Jiaotong University, School of Civil Engineering, Geotechnical Engineering Department, Chendu 610031, China) Abstract: This paper presents a general project review of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge and the specialized design of composite steel piles. Based on the result of site investigation, data collection, theoretical calculation and numerical simulation, indoor and outdoor physical model test, the mechanical properties experiment and theoretical analysis of large diameter composite steel piles has been performed. The interaction mechanism of steel pipe and concrete have been studied, and the calculating method has been proposed and verified for the compressive stiffness, bending stiffness and the vertical and horizontal bearing capacity of composite steel pile. This research will contribute to improving the design calculation theory, optimizing the construction technology, revising relevant specifications, broadening the application scopes of composite steel piles. Key words: bridge engineering; composite steel pile; action mechanism; stiffness; bearing capacity; model test 港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域，是连接香 港特别行政区、广东省珠海市、澳门特别行政区的 超级跨海通道，是列入《国家高速公路网规划》的 重要交通建设项目，是具有国家战略意义的世界级 跨海通道。 项目包括三项内容：海中桥隧工程、三地口岸、 三地连接线。海中桥隧工程总长约 35.6 km，其中 香港界内桥梁长约 6.0 km，粤港分界线至珠澳口岸 之间的海中桥隧主体工程(简称“主体工程”)长约 29.6 km。主体工程采用桥隧组合方案，其中桥梁长 约 22.9 km，沉管隧道长约 6 km，为实现桥隧转换 设置两个长度各为 625m 的隧道人工岛。主体工程 由粤港澳三地共同建设。 主体工程桥梁工程包括青州航道桥(主跨 458m