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新建桥梁对运营高铁基础变位的影响研究

铁道工程学报 2017年第7期34卷 60-65,83页

作者：王景春刘旭菲侯卫红石家庄铁道大学石家庄050043

研究目的:在高铁桥梁下新建桥梁工程,既要保证新建工程的安全,也要确保因桩基施工与运营引起的高铁基础变位稳定在合理的范围。高速铁路轨道具有高平顺性的特点,其基础变位的限值相较于一般桥梁更为严苛。本文针对哈尔滨-大连铁路客运... 详细信息

研究目的:在高铁桥梁下新建桥梁工程,既要保证新建工程的安全,也要确保因桩基施工与运营引起的高铁基础变位稳定在合理的范围。高速铁路轨道具有高平顺性的特点,其基础变位的限值相较于一般桥梁更为严苛。本文针对哈尔滨-大连铁路客运专线下新建立交匝道桥工程,采用有限差分软件对新建工程影响下的高铁基础变位进行数值模拟,以相关规范为标准,对新建工程对高铁基础变位的影响进行安全评估,并在原方案的基础上进一步分析新建桩基的近接距离与施工顺序对结果的影响。研究结论:(1)原方案中,在下穿区域与新建桩基距离最近的439号墩受影响最大,相邻的438号墩次之,此相邻两墩的基础变位类型均符合《高速铁路设计规范》与《高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)》的要求;(2)不同近接距离对高铁变位影响较大,近接距离越小,高铁基础变位越大,建议新建桩基与高铁基础承台的最小水平距离不低于新桩桩径的3倍;(3)不同施工顺序对高铁变位影响较小,但为了减小施工对高铁运营产生的影响,建议采用跳挖法进行桩基施工;(4)本研究结论可为新建桥梁下穿运营高铁的方案设计提供借鉴和参考。

关键词：高速铁路基础变位近接距离施工顺序

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基坑开挖对既有铁路桥基础变位的影响分析

铁道工程学报 2012年第8期29卷 28-33页

作者：王菲禚一铁道第三勘察设计院集团有限公司天津300142

研究目的:路网的逐步完善使得公路上跨铁路或下穿铁路的项目逐渐增多,由于铁路设计标准较高,行驶中对轨道的平顺度要求较为严格。当上跨桥梁的承台基础或下穿框构的工作坑临近铁路时,要充分考虑到基坑开挖对临近铁路桥基础的扰动及因此... 详细信息

研究目的:路网的逐步完善使得公路上跨铁路或下穿铁路的项目逐渐增多,由于铁路设计标准较高,行驶中对轨道的平顺度要求较为严格。当上跨桥梁的承台基础或下穿框构的工作坑临近铁路时,要充分考虑到基坑开挖对临近铁路桥基础的扰动及因此而产生的铁路桥基础变位,并尽可能地将其控制在极小的范围内,以避免影响铁路运营的安全性和舒适性。研究结论:以西柏坡高速公路田家庄互通立交桥为例,利用ABAQUS大型通用有限元软件,模拟了该桥承台基坑开挖的施工过程,分析了基坑开挖对既有铁路桥基础变位的影响,分别计算得出了由防护桩施工以及基坑开挖所引起的临近铁路桥梁基础的位移。分析表明,该桥承台基坑开挖对既有铁路桥基础变位的影响较小,铁路基础变位值最大值小于2 mm,防护桩的设计能够满足铁路桥运营的安全性要求。

关键词：基坑开挖铁路桥梁有限元地应力平衡基础变位

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盾构法施工对既有桥基础变位的影响分析

铁道工程学报 2011年第6期28卷 14-20页

作者：王菲禚一铁道第三勘察设计院集团有限公司天津300142

研究目的:盾构法施工对周围土体及既有建筑物的影响极为复杂,分析盾构施工过程中对周围既有桥梁基础的影响具有重要的工程价值和研究意义。本文以某隧道开挖的工程实例为背景,采用ABAQUS通用有限元软件,建立了结构的三维有限元模型,考... 详细信息

研究目的:盾构法施工对周围土体及既有建筑物的影响极为复杂,分析盾构施工过程中对周围既有桥梁基础的影响具有重要的工程价值和研究意义。本文以某隧道开挖的工程实例为背景,采用ABAQUS通用有限元软件,建立了结构的三维有限元模型,考虑了土体及其与结构间的非线性特性,模拟了盾构法隧道开挖的完整施工过程,最终得到了盾构施工过程中既有桥梁的承台和桩基础的变位规律。研究结论:分析表明,在开挖过程中,在开挖掌子面压力的作用下,前方土体隆起,最大隆起量为4.287 mm;由于开挖引起的土体损失、土体应力释放以及盾尾空隙的共同作用,导致盾构正上方及盾构后方的土体发生沉降,最大沉降量为6.651 mm。盾构施工过程中,承台将发生较大的竖向、横向和纵向变位,不可忽略。进行既有桥梁上部结构分析时应考虑承台的基础变位影响。

关键词：盾构施工桥梁三维有限元动态模拟相互作用基础变位

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带桩沉井复合基础变位分析

河北水利电力学院学报 2020年第1期30卷 7-13页

作者：张凯刘旭锴周燕管青海李自林天津大学建筑工程学院天津市300072 天津市市政工程设计研究院天津市300191 天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室天津市300384 河北水利电力学院土木工程学院河北省沧州市061001

根据桩基础与沉井之间的荷载分配比例关系,确定了主次受力构件,构建了带桩沉井复合地基基础简化计算模型;基于基础的力学平衡关系,推导了带桩沉井基础的计算公式;讨论了带桩沉井的破坏极限状态;分析了持续高水平荷载作用下土体流变效应... 详细信息

根据桩基础与沉井之间的荷载分配比例关系,确定了主次受力构件,构建了带桩沉井复合地基基础简化计算模型;基于基础的力学平衡关系,推导了带桩沉井基础的计算公式;讨论了带桩沉井的破坏极限状态;分析了持续高水平荷载作用下土体流变效应对带桩沉井复合基础的影响。基于工程实例,分析比较了沉井基础及带桩沉井复合基础变位差异。研究结果表明带桩沉井结构与沉井基础相比,基础顶部水平位移可以减小20%~30%,箱体转角可以减小35%~45%;沉井后背土体性质显著影响基础的变位,沉井后背土体由流塑状态逐步改善到坚硬状态,基础顶部水平位移将减小50%~70%,箱体转角减小20%~50%;带桩沉井基础中水平荷载的分配关系与沉井后背土体的刚度、桩基础刚度比例有关,沉井后背土体分担的荷载随着后背土体刚度增加而加大;软土地基带桩沉井基础相比沉井基础虽然能够降低基础的变形,但仍存在台后土体承载能力不足的问题,应对箱体背部采取加固措施改善土体性能,以提高土体承载能力并进一步降低基础的长期变形与短期变形。

关键词：带桩沉井复合基础沉井基础解析方法基础变位土体流变效应承载性能

U型槽下穿施工对高铁高架桥基础变位影响分析

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天津建设科技 2020年第2期30卷 34-36页

作者：魏孟春熊刚天津市市政工程设计研究院

针对下穿现状高铁高架桥的道路U型槽结构施工,以实际工程为例,采用Plaxis-3D分析道路施工及运营阶段对高铁基础变形的影响。研究表明,U型槽开挖阶段高架桥桩顶位移最大,开挖阶段采用横撑对高铁桩顶竖向位移影响不大,但为了降低钢板桩的... 详细信息

针对下穿现状高铁高架桥的道路U型槽结构施工,以实际工程为例,采用Plaxis-3D分析道路施工及运营阶段对高铁基础变形的影响。研究表明,U型槽开挖阶段高架桥桩顶位移最大,开挖阶段采用横撑对高铁桩顶竖向位移影响不大,但为了降低钢板桩的横向位移及基坑稳定,建议采用有横撑开挖。

关键词： U型槽下穿高铁基础变位基坑开挖高架桥公路

地铁盾构隧道下穿既有地铁车站变形控制标准探讨

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铁道标准设计 2022年第9期66卷 123-129页

作者：张运涛陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院) 西安710043

为研究盾构隧道穿越已运营车站变形控制标准,并对既有车站结构进行安全性评价,以杭州某地铁盾构隧道穿越已运营车站为依托,参考地方标准及类似工程经验,通过分析长期运营监测数据初步探讨相应的变形控制指标;采用经典力学理论以多跨连... 详细信息

为研究盾构隧道穿越已运营车站变形控制标准,并对既有车站结构进行安全性评价,以杭州某地铁盾构隧道穿越已运营车站为依托,参考地方标准及类似工程经验,通过分析长期运营监测数据初步探讨相应的变形控制指标;采用经典力学理论以多跨连续梁为模型,进一步分析基础变位作用下结构的受力行为,根据分析结果,提出以极限状态为原则的结构沉降控制标准;最后,运用Midas GTS有限元分析软件,建立三维数值模型模拟施工全过程,并在实际工程中进行监测反馈。研究结果表明,采用基础变位反分析得出既有车站结构沉降指标为-4~6 mm,严于技术标准及工程类比得出的相应指标,盾构穿越已运营车站最大沉降量为2.3 mm,沉降变形在允许可控范围内,验证了变形控制指标的有效性,确保了已运营地铁设施安全。

关键词：地铁盾构隧道既有车站沉降控制标准基础变位安全评价

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路基开挖对高铁高架桥桥墩和基础的影响

中外公路 2015年第1期35卷 18-22页

作者：张静元马科萌东北林业大学黑龙江哈尔滨150040

拟建公路下穿高铁高架桥,在开挖基坑的施工过程中会对临近桥梁下部结构和周边土体产生影响。该文依据某实际公路下穿高铁高架桥工程,利用Midas-GTS有限元软件模拟基坑开挖过程,分析在高铁高架桥正常运营情况下,基坑开挖不同深度对桥梁... 详细信息

拟建公路下穿高铁高架桥,在开挖基坑的施工过程中会对临近桥梁下部结构和周边土体产生影响。该文依据某实际公路下穿高铁高架桥工程,利用Midas-GTS有限元软件模拟基坑开挖过程,分析在高铁高架桥正常运营情况下,基坑开挖不同深度对桥梁墩顶、桩基础和周围土体的影响,以确保铁路桥梁的安全运营。分析表明:基坑开挖方案在各施工阶段对高铁高架桥桥墩及基础的变位和内力影响均在规范限值内;在基坑开挖至1.0 m时,基坑边坡开始塌陷,在施工阶段应采取可靠的支护措施,避免基坑边坡塌陷,造成对桩基础和周边土体的扰动。

关键词：基坑开挖高铁高架桥基础变位施工阶段

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盾构下穿对石拱桥结构稳定性的影响研究

盾构下穿对石拱桥结构稳定性的影响研究

作者：李春明太原理工大学

学位级别：硕士

地下空间的开发必然要与地上建筑相适应,研究地下隧道盾构施工对地上既有桥梁的影响便是其中一个重要课题。石拱桥是我国桥梁史上的常用桥型,具有十分重要的历史价值和实用价值。现代盾构隧道工程中不乏有下穿石拱桥的案例,而盾构施工... 详细信息

地下空间的开发必然要与地上建筑相适应,研究地下隧道盾构施工对地上既有桥梁的影响便是其中一个重要课题。石拱桥是我国桥梁史上的常用桥型,具有十分重要的历史价值和实用价值。现代盾构隧道工程中不乏有下穿石拱桥的案例,而盾构施工对石拱桥结构稳定性的影响研究还有欠缺,需要进行进一步研究。本文依托太原地铁二号线下穿迎泽公园内一座单孔石拱桥建设工程,采用理论分析、数值模拟结合现场工程实践的方法开展论文研究工作:分析了石拱桥基础变位对其稳定性的影响;确定了此石拱桥的极限承载能力和基础极限变位;探讨了盾构下穿施工对石拱桥基础变位的影响,并提出了相应加固措施。主要研究内容和结论有:(1)基于结构力学理论研究,分析了拱桥基础变位使石拱桥主拱结构产生附加内力的力学机理,得出结论:基础竖向不均匀沉降、横向不均匀位移和单侧基础倾斜都会使石拱桥产生不利附加内力甚至造成石拱桥破坏失稳。(2)采用离散元软件选取分离模型建立石拱桥模型,用节理单元模拟石砌体砌缝,选取桥体是否产生裂缝作为判断石拱桥稳定性的准则,通过对基础施加不同的位移荷载,分析确定了石拱桥基础各向极限位移及其对应的石拱桥极限承载力,同时确定石拱桥最容易破坏的部位,为类似工程重点关注部位提供参考。(3)从理论上分析了盾构推进时引起拱桥基础变位的原因:石拱桥上部结构、基础和地基存在协同作用,而盾构施工造成的地层扰动通过使地基受到扰动进而影响石拱桥基础和上部结构,通过分析盾构施工造成的地层沉降槽规律,理论上确定石拱桥左侧基础各向变位量大于右侧基础。(4)采用有限差分软件建立盾构开挖下穿石拱桥整体计算模型,研究盾构下穿石拱桥时拱桥基础变位规律,结果表明:盾构下穿施工造成的石拱桥基础水平不均匀位移和单侧基础倾斜值都未超过允许值,但竖向不均匀沉降超过允许值,如不采取加固措施,会造成石拱桥失稳破坏,为工程施工采取加固措施提供参考。(5)总结了下穿桥梁工程的常用的地基加固措施,并根据现场实际对各种方案进行了比选,由此提出“匚”型注浆孔布置及加固深度为16.2m的针对性加固方案,同时运用数值模拟分析方法验证了此方案的有效性。根据后续施工现场监测数据,进一步验证了加固措施的有效性,从而在技术上为相似工程提供参考。

关键词：盾构下穿石拱桥稳定性分析基础变位分离模型预注浆加固

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新建桥梁对邻近运营高铁桩基变位的影响研究

新建桥梁对邻近运营高铁桩基变位的影响研究

作者：刘旭菲石家庄铁道大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国基础设施建设步伐的加快,交通网络日益密集,公铁交叉的现象时有发生。公路在建设时不可避免地对土体产生扰动,土体变形对邻近的高铁桥基产生附加荷载,继发基础变位。高速铁路高平顺性的特点要求在进行公路建设时应当尽... 详细信息

近年来,随着我国基础设施建设步伐的加快,交通网络日益密集,公铁交叉的现象时有发生。公路在建设时不可避免地对土体产生扰动,土体变形对邻近的高铁桥基产生附加荷载,继发基础变位。高速铁路高平顺性的特点要求在进行公路建设时应当尽量减小对土体的扰动,使高铁基础变位控制在合理限值。本文以赵坎子枢纽互通式立交匝道桥下穿哈尔滨—大连客运专线鲅鱼圈特大桥为工程背景,研究从哈大客专438与439号墩之间穿过的4根桩基施工与运营荷载对哈大客专基础变形的影响。首先,使用Flac5.0有限差分软件对施工工程进行模拟,计算得出高铁基础变形值,通过综合考虑相关规范对高铁基础的变形要求,确定哈大客专承台基础变位的限值、警戒值和预警值,据此对高铁桥基的变形进行安全评估。并且分析了高铁承台随工序的变形趋势,研究了高铁群桩沿桩身的变形规律,对比了角桩、边桩和中心桩的变形大小。除此之外,在原方案的基础上以新建桩基与既有群桩分别在顺桥向和横桥向的近接距离、新桩桩长和施工顺序作为变量,通过设计单因素试验,分析了各因素的变化对承台变形的影响规律,通过设计四因素四水平的正交试验,探讨了各因素对结果影响的显著性。最后,选取对承台变形影响显著的因素进行双因素双指标的正交试验,以变形控制标准为依据,采用绘制等值线的方法对哈大客专周围土体划分影响区域。当新建桩基处于无影响区时,不需采取措施,处于弱影响区时应进行变形监测,处于强影响区时应加强监测并做好应急预案,处于严重影响区时将影响哈大客专上部轨道的正常运营,应采取停运整修措施。

关键词：桩基施工高速铁路基础变位变形控制影响分区