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苏通大桥桥位区临近长江口,河床覆盖层松软且深厚,位于深水环境的超大型群桩基础受双向强潮汐的影响,潮位涨落使群桩基础承受的浮力存在200MN的波动;高度达300.4m的索塔在日照辐射的影响下将产生周日的倾斜变形。这些环境因素使基桩轴力的原型观测数据包含强烈的噪声,严重干扰基桩承载力预测模型的建立和群桩基础传力机理的分析。本文依托国家“十一五”科技支撑项目一“苏通大桥建设关键技术研究”和“苏通大桥索塔地基基础稳定及安全监测”,以主桥北索塔群桩基础为研究对象开展以下工作:
(1)在阐述桥位区水文气象条件和地基基础组成结构以及主体工程施工过程的基础上,深入分析了影响基桩轴力的外在因素。
(2)在对比目前常用的数据粗差识别方法的基础上,根据基桩轴力原型观测数据的特点,结合实例阐述了小波分析方法在基桩轴力监测数据粗差识别和剔除中的应用。
(3)根据论文研究需要,开展苏通大桥桥位区潮位等环境因素、主桥基桩轴力和索塔应力的专题同步观测,获取了大量原型观测数据。
(4)采用回归分析和小波分层消噪技术相结合的方法,对样本大的高频度自动采集数据进行信噪分离处理,逐层分离出潮位、日照辐射和季节性温差对基桩轴力的影响,并据以建立了考虑环境因素影响的基桩轴力修正公式。这个公式同样可以用于定期人工观测数据的环境因素修正。
(5)利用修正公式,对主体工程施工过程中的基桩轴力人工观测数据进行潮位、日照辐射和季节性温差的修正,从而得到基桩轴力与工程荷载的全过程时程曲线,为基桩承载力预测模型的建立奠定了基础。