波浪和水流荷載作用下大直徑鋼圓筒貫入垂直度分析

董德龍，李偉，沈曉鵬，李書兆，吳非，李可

（1. 中海油研究總院有限責任公司，北京 100010）

（ 2. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

近年來，深插大直徑鋼圓筒被成功應用于港珠澳大橋，深中通道人工島以及其他工程建設當中[1]。由于大直徑鋼圓筒具有地層適應廣，施工速度快等優點，在港口及海洋工程中都具有較為廣闊的應用前景。

針對大直徑鋼圓筒的設計計算，周紅星（2015）結合現場試驗結果，采用數值模擬的方法探討了大直徑鋼圓筒的變形特性[2]；鑒于大直徑鋼圓筒自身的特點，針對施工的研究更為活躍。胥新偉等結合港珠澳大橋的鋼圓筒施工，探討了大直徑鋼圓筒振沉計算方法[3]。

現有的工程經驗顯示，在鋼圓筒振沉過程中可能會出現偏位、傾斜現象。楊合林等（2020）指出這一現象的主要原因包括：振沉區域的環境荷載導致的圓筒位移和傾斜；地表硬層分布不均導致的筒體自沉傾斜；振沉過程中，現場操作例如吊船起重量改變，錨纜松緊度不均產生的船體變位導致的筒體偏位和傾斜[4]。由于海上安裝施工風險大，作業成本高，操作程序復雜，受環境條件制約嚴重，為保證海上施工的順利進行，避免振沉過程中可能的風險，有必要對環境荷載對鋼圓筒垂直度影響進行分析。

海洋工程中的大尺度通常用d/L ＞ 0.2作為劃分大尺度和小尺度結構標準，其中d為結構物特種尺度如柱的直徑，L 為波長[5]。對于大尺度的結構物，情況就比較復雜，此時需要考慮結構自身對流場的影響[6]。……