地鐵盾構(gòu)隧道在巖層中下穿高速鐵路橋梁時的施工參數(shù)研究

我國幅員遼闊,地形極其復(fù)雜,為了跨越河流、深谷以及其他復(fù)雜地形,我國的高速鐵路建設(shè)必須要解決高速鐵路橋梁的設(shè)計及建造問題。為了保證列車運行的安全和快速,我國在高速鐵路橋梁建設(shè)方面進行了一系列的創(chuàng)新和改進。下文從高速鐵路橋梁的設(shè)計標準、設(shè)計特點及關(guān)鍵技術(shù)對高速鐵路橋梁設(shè)計建造進行概述。

結(jié)合高速鐵路橋梁抗震設(shè)計的需要,提出支座功能分離的設(shè)計理念,利用減震榫的塑性變形能力實現(xiàn)橋梁減震目的,建立了以材料應(yīng)力、應(yīng)變性能與抗震設(shè)防目標匹配的設(shè)計準則,并分析了高速鐵路簡支箱梁橋采用減震榫后的減震效果。

依托地鐵盾構(gòu)側(cè)穿既有鐵路橋梁的工程實例,對盾構(gòu)施工對鐵路橋梁的影響進行了分析,介紹了不同規(guī)程、規(guī)范對鐵路橋梁沉降的管理規(guī)定,采用三維有限元計算了在有無復(fù)合錨桿樁加固條件下盾構(gòu)穿越鐵路橋梁的沉降情況,并提出了控制沉降的技術(shù)措施：首先對鐵路橋樁周圍土體設(shè)置復(fù)合錨桿樁加固,以加強鐵路橋樁周圍土體的整體性,并對橋樁起到隔離保護作用;其次在盾構(gòu)隧道設(shè)計上采用加強性管片,并增加施工預(yù)留注漿孔;最后應(yīng)優(yōu)化施工參數(shù),加強監(jiān)測和采用科學(xué)合理的信息化施工。

結(jié)合高速鐵路橋梁抗震設(shè)計的需要,提出支座功能分離的設(shè)計理念,利用減震榫的塑性變形能力實現(xiàn)橋梁減震目的,建立了以材料應(yīng)力、應(yīng)變性能與抗震設(shè)防目標匹配的設(shè)計準則,并分析了高速鐵路簡支箱梁橋采用減震榫后的減震效果。

為研究盾構(gòu)下穿既有盾構(gòu)隧道時施工參數(shù)的合理取值,以北京南水北調(diào)東干渠工程盾構(gòu)隧道穿越既有地鐵盾構(gòu)隧道施工為依托,通過對既有隧道沉降的數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)、盾構(gòu)施工參數(shù)的分析,討論了既有左右線隧道沉降存在差異的原因,總結(jié)了控制沉降的施工參數(shù)經(jīng)驗,闡述了既有隧道受穿越施工擾動的沉降規(guī)律,提出并驗證了盾構(gòu)隧道病害整治的方法.研究結(jié)果表明：受盾構(gòu)施工參數(shù)的影響,既有左線隧道沉降23.9mm,而右線僅沉降4.8mm,沉降差異明顯,但規(guī)律基本一致;盾構(gòu)施工時,土倉壓力調(diào)整級差不宜大于0.005mpa,嚴格控制同步注漿壓力在0.50mpa,二次補漿壓力在0.20~0.35mpa,曲線段適當減緩掘進速度;已投入運營的地鐵維修作業(yè)時間短,宜通過化學(xué)注漿治理管片接縫和螺栓孔處的滲漏水,壓力注膠充填樹脂治理道床裂縫.

本文以福州市軌道交通1號線下穿福州火車站鐵路加固工程段盾構(gòu)隧道穿過高鐵路基為例,建立相應(yīng)的三維有限元模型來分析使用加固措施給高鐵路基變形帶來的影響.計算結(jié)果顯示,加固區(qū)可以控制因為盾構(gòu)隧道施工而使鐵路縱向和橫向路基產(chǎn)生的不均勻沉降現(xiàn)象,以此來確保鐵路的運營安全.

以廣州市軌道交通某區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿高速鐵路路基為背景，通過建立三維有限元模型，分析了采取地層加固措施對于控制既有高速鐵路路基變形的效果。通過計算分析可知，加固區(qū)的存在能夠有效控制盾構(gòu)隧道施工引起的既有鐵路路基縱向和橫向沉降及不均勻沉降，從而保證既有鐵路安全運營不受影響。

現(xiàn)代高速鐵路建設(shè)中，橋梁建設(shè)技術(shù)已經(jīng)成為不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一。文章從我國高速鐵路橋梁建設(shè)的理念入手，分析了我國高速鐵路橋梁建設(shè)的設(shè)計特點。介紹了高速鐵路橋梁建設(shè)中采用的關(guān)鍵技術(shù)。

本文從高速鐵路的基本特點出發(fā),討論了高速鐵路橋梁設(shè)計的基本原則和基本要求,分析了荷載設(shè)計、上部結(jié)構(gòu)型式設(shè)計和橋面設(shè)計等三個關(guān)鍵設(shè)計環(huán)節(jié)。

異形墩結(jié)構(gòu)是近幾年出現(xiàn)的新型橋梁結(jié)構(gòu),它的出現(xiàn)改善了墩身結(jié)構(gòu)的受力性能,促進橋梁結(jié)構(gòu)向著設(shè)計新穎、合理經(jīng)濟等方面發(fā)展,采用通用有限元程序ansys對西成客運專線椒溪河特大橋異形墩進行實體有限元分析,考慮恒載和活載的作用下,分析得到異形墩墩身應(yīng)力分布狀態(tài),拓展了異形橋墩的使用范圍,為實際的施工過程提供一定的指導(dǎo)建議。

高速鐵路橋梁主要設(shè)計原則 1.一般原則 為了滿足高速列車安全運行和旅客乘坐舒適度的要求，高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有安全舒適， 造型簡潔，設(shè)計標準化，便于施工架設(shè)和養(yǎng)護維修的特點，并須具有足夠的耐久性和良好的 動力性能。正是基于上述基本要求，橋梁上部結(jié)構(gòu)一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)一 般采用混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?？缍却笥诨虻扔?0m的梁部結(jié)構(gòu)，采用雙線整孔箱形截 面梁，必要時，也可采用兩個錯孔布置的單線箱形截面梁。跨度小于20m的梁部結(jié)構(gòu)，一 般采用鋼筋混凝土剛構(gòu)、框構(gòu)和多片式t梁，多片式t梁需施加橫向聯(lián)結(jié)形成整體橋面。 簡支梁橋的上部結(jié)構(gòu)一般采用架橋機架梁，中小跨度連續(xù)梁橋一般采用架橋機架設(shè)后連續(xù)張 拉的施工方法，有條件的地方，也可采用滿布支架現(xiàn)澆施工。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁采用懸 臂灌注施工。 高速鐵路橋梁設(shè)計主要依據(jù)《京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》

簡要介紹京滬高速鐵路橋梁設(shè)計總體情況,主要介紹高速鐵路的建設(shè)理念、高速鐵路的前期研究及工程實踐,重點結(jié)合京滬高速鐵路沿線地形、地質(zhì)、氣候、水文等自然環(huán)境,京滬高速鐵路橋梁一般梁型、墩型的選擇與施工組織以及特殊橋梁結(jié)構(gòu)的采用情況。

第30卷增刊2巖土力學(xué)vol.30supp.2 2009年12月rockandsoilmechanicsdec.2009 收稿日期：2009-08-18 第一作者簡介：徐干成，男，1958年生，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事地下工程的設(shè)計和研究。e-mail:xugancheng_xgc@163.com 文章編號：1000－7598(2009)增刊2－0269－05 地鐵盾構(gòu)隧道下穿京津城際高速鐵路影響分析 徐干成1，李成學(xué)1，王后裕1，趙月2，胡萍1 (1.空軍工程設(shè)計研究局，北京100068；2.鐵道部第三勘查設(shè)計院集團有限公司，天津300251) 摘要：以北京地鐵14號線馬家堡東路站–永定門外大街站盾構(gòu)區(qū)間隧道為背景，對隧道施工中的特級風(fēng)險源——區(qū)間下 穿京津城際鐵路段的施工過程進行了三維

地鐵盾構(gòu)隧道下穿京津城際高速鐵路影響分析_徐干成 (2)

地鐵盾構(gòu)隧道下穿京津城際高速鐵路影響分析_徐干成

地鐵盾構(gòu)隧道下穿京津城際高速鐵路影響分析 (2)

第30卷增刊2巖土力學(xué)vol.30supp.2 2009年12月rockandsoilmechanicsdec.2009 收稿日期：2009-08-18 第一作者簡介：徐干成，男，1958年生，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事地下工程的設(shè)計和研究。e-mail:xugancheng_xgc@163.com 文章編號：1000－7598(2009)增刊2－0269－05 地鐵盾構(gòu)隧道下穿京津城際高速鐵路影響分析 徐干成1，李成學(xué)1，王后裕1，趙月2，胡萍1 (1.空軍工程設(shè)計研究局，北京100068；2.鐵道部第三勘查設(shè)計院集團有限公司，天津300251) 摘要：以北京地鐵14號線馬家堡東路站–永定門外大街站盾構(gòu)區(qū)間隧道為背景，對隧道施工中的特級風(fēng)險源——區(qū)間下 穿京津城際鐵路段的施工過程進行了三維

本文以軌道交通某區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿高速鐵路路基為依托，結(jié)合地質(zhì)條件和實際情況對盾構(gòu)施工參數(shù)范圍進行優(yōu)化設(shè)定，另外通過采用有限元軟件及正交試驗，對部分初步設(shè)定的盾構(gòu)施工參數(shù)進行多種組合搭配，確定其最優(yōu)組合，對類似工程有一定參考作用。

橋梁是高速鐵路的重要結(jié)構(gòu),其性能直接影響列車運營的安全性和舒適性。深入開展高速鐵路橋梁相關(guān)問題的研究,提升其設(shè)計、建造及運營維護水平,對推動我國高速鐵路的發(fā)展十分重要。本文根據(jù)我國高速鐵路橋梁的建設(shè)特點,通過對現(xiàn)有文獻的統(tǒng)計分析,總結(jié)了文獻發(fā)表規(guī)律和高速鐵路橋梁的研究現(xiàn)狀。進而結(jié)合我國鐵路行業(yè)發(fā)展需求,在廣泛征集領(lǐng)域內(nèi)專家建議的基礎(chǔ)上,總結(jié)出高速鐵路橋梁發(fā)展過程中亟待解決的問題,指出今后的科研方向。

隨著高速鐵路的高速發(fā)展,高速鐵路網(wǎng)已經(jīng)遍布全國各主要城市,鐵路選線時,在平原、地勢起伏不大時為節(jié)約項目投資,減少少用地數(shù)量或者受現(xiàn)場地形限制,線路在跨越高山、大河,穿越大河時采用橋梁形式通過,橋梁樁基基礎(chǔ)作為橋梁主要承重結(jié)構(gòu),在橋梁施工中起到至關(guān)重要的作用。橋梁鉆孔樁樁頭破除工藝,雖是一個很小的施工環(huán)節(jié),但是在現(xiàn)場調(diào)查中發(fā)現(xiàn),此工藝占用時長比較長,且在破除樁頭過程中極易對樁體主筋產(chǎn)生輕微破壞,影響樁體受力。文中結(jié)合太焦鐵路橋梁鉆孔樁樁頭破除施工有關(guān)過程控制手段,對破除工藝進行了優(yōu)化和完善,闡述橋梁樁基破除樁頭施工工藝、作業(yè)方法、技術(shù)要求,以供類似工程參考。

為了解高速鐵路橋梁段列車運行引起的橋下地面環(huán)境振動衰減規(guī)律,對京津城際鐵路247號橋墩處高速列車橋梁段列車運行時的環(huán)境振動進行測試,通過回歸分析測試數(shù)據(jù),得到了高速鐵路橋梁段列車運行時所引起的地面環(huán)境振動衰減經(jīng)驗公式,并對現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)與其他預(yù)測公式進行比較,分析了預(yù)測公式的有效性,為高速鐵路引起地面環(huán)境振動的預(yù)防和治理提供參考。

地鐵作為大型的城市軌道交通模式,穿越于各種復(fù)雜紛繁的既有建構(gòu)筑物如橋梁、房屋、鐵路等。本文根據(jù)實例分析研究地鐵盾構(gòu)隧道下穿鐵路的實際工況,提出可行的處理措施,以為地鐵隧道設(shè)計者們提供依據(jù)。