断裂带错动对地铁高架桥的影响及结构优化研究

作     者：屈阳 黄强兵 解庆禹 苗晨阳 李伦 孙振岳 

作者机构：长安大学地质工程与测绘学院 长安大学岩土与地下工程研究所 中冶京诚工程技术有限公司 北京城建设计发展集团股份有限公司 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2023年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41772274 41072222) 长安大学中央高校基本科研业务费专项基金(300102262904) 

主　　题：地铁 高架桥 断裂错动 数值模拟 变形特征 最优跨长与桩长 

摘      要：城市活断层蠕滑错动对市政建设构成潜在安全威胁，不同于突发型地震灾害，断层蠕滑错动为缓变型灾害，具有可控性。为揭示蠕滑错动对地铁高架桥的影响规律，以西安地铁10号线高架桥跨渭河断裂（F1）、泾阳—渭南断裂（F3）为工程背景，基于有限元数值软件建立地层-断裂带-高架桥计算模型，分析断裂带蠕滑错动作用下不同跨度与桩长地铁箱梁高架桥的变形特征。结果表明：断裂错动作下高架桥场地地层土体变形近似呈“V形，且上盘影响范围大于下盘；桥梁结构与地表的变形均随桩长的增大而减小，当桥梁跨度为40m、桩长为60m时地表沉降、高架桥箱梁及桥墩的变形最小；桥梁结构的变形与其跨越断裂带的角度有关，小角度跨断裂带时桥梁结构变形大于正交和大角度跨越工况；当高架桥以较大角度或正交跨越断裂带时，高架桥最优跨长约40m、邻近断裂带桥桩的最优桩长约55m；当高架桥以较小角度跨越断裂带时，高架桥最优跨长约50m、邻近断裂带桥桩的最优桩长约60m；地铁高架桥跨断裂带可通过采取大角度跨越、合适的桩长与桥梁跨长以减轻活动断裂错动对桥梁的影响。