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盾构下穿施工既有管线沉降分析及预测

力学季刊 2024年第1期45卷 239-247页

作者：庄新玉中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043

隧道下穿既有管线施工容易造成管线变形及破坏,为了预测隧道下穿施工时的管线变形量,及时采取措施控制管线变形,亟需提出一种管线变形预测方法.以上海某大型断面越江隧道为工程背景,建立盾构下穿既有管线数值模型,定量研究了隧道下穿过... 详细信息

隧道下穿既有管线施工容易造成管线变形及破坏,为了预测隧道下穿施工时的管线变形量,及时采取措施控制管线变形,亟需提出一种管线变形预测方法.以上海某大型断面越江隧道为工程背景,建立盾构下穿既有管线数值模型,定量研究了隧道下穿过程中,隧道直径、管线直径、管隧净距以及管线埋深四个因素对管线变形的影响,并得到了隧道施工对管线沉降影响的多因素耦合公式.隧道下穿完成后,管线及地表沉降均呈现出中间大、两边小的规律.管线最大沉降随着隧道直径、既有管线直径的增大线性增大,随着管隧净距的增大线性减小;管线直径在小于0.5 m时对管线变形的影响较小.提出了描述管线沉降与三个因素之间定量关系的拟合公式,用于隧道下穿管线的估算,对类似工程具有直观参考作用.

关键词：隧道既有管线下穿沉降预测

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双幅整体转体跨铁路刚构桥主墩设计方案比选

桥梁建设 2024年第3期54卷 123-128页

作者：迟德有中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司广西南宁530003

广西滨海公路长坜桥主桥为2×79 m连续刚构桥,桥宽39.4 m,主梁为双幅单箱三室箱梁,左、右幅箱梁共用一个箱式双肢薄壁墩,墩高5.22 m。该桥采用先平行铁路双幅整体支架现浇后转体跨越铁路的施工方法,转体重量3.6万吨,球铰直径6.0 m。根... 详细信息

广西滨海公路长坜桥主桥为2×79 m连续刚构桥,桥宽39.4 m,主梁为双幅单箱三室箱梁,左、右幅箱梁共用一个箱式双肢薄壁墩,墩高5.22 m。该桥采用先平行铁路双幅整体支架现浇后转体跨越铁路的施工方法,转体重量3.6万吨,球铰直径6.0 m。根据桥墩较矮、桥宽较宽、转体T构悬臂较大、转体吨位大、上承台受力较大的构造和结构受力特点,提出双肢薄壁墩、墙式墩、箱形空心墩3种主墩方案,从构造、结构受力、抗推刚度等方面进行综合比选。结果表明:双肢薄壁墩抗弯刚度大,可提高大悬臂转体施工状态下的结构安全性,对梁体主墩处的负弯矩起削峰作用;其抗推刚度小,可降低墩梁刚度比,改善梁体和桥墩的受力,故选择双肢薄壁墩方案。为进一步减小上承台厚度,解决矮墩身、分幅梁体、中心转铰带来的墩身受力问题,在常规整体式双肢薄壁墩的墩顶设置预应力混凝土系梁,形成箱式双肢薄壁墩。经计算,相较于整体式双肢薄壁墩,箱式双肢薄壁墩能有效减小上承台厚度,且能极大地降低主墩和上承台的应力,使结构受力更优,因此该桥最终采用箱式双肢薄壁墩方案。

关键词：连续刚构桥转体施工双肢薄壁墩墙式墩箱形空心墩结构受力抗推刚度方案比选

基于数据协同的勘察设计平台数据架构设计方法

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铁道标准设计 2024年

作者：秦寰宇中铁第四勘察设计院集团有限公司

随着现代工程建设的规模和复杂性不断攀升，大型勘察设计项目对高效、精准的多专业协同设计需求日益显著。传统协同方式因版本控制不便、信息同步复杂、沟通成本高昂且易出错等问题，已难以满足当前行业需求。为解决以上痛点，攻克数据... 详细信息

随着现代工程建设的规模和复杂性不断攀升，大型勘察设计项目对高效、精准的多专业协同设计需求日益显著。传统协同方式因版本控制不便、信息同步复杂、沟通成本高昂且易出错等问题，已难以满足当前行业需求。为解决以上痛点，攻克数据协同技术、实现数据的高效流转与协同成为推动勘察设计行业转型升级的迫切需求。本文提出基于数据协同的勘察设计平台数据架构设计方法，依托TOGAF企业架构方法论，系统地对数据识别、建模、流转、部署等关键环节进行全面分析。通过数据分类与标准化工作，明确了数据类型及其管理规范；通过构建精细化的公共数据与专业数据模型，确保了数据的完整性和准确性；通过设计高效的数据共享机制与版本控制策略，实现了数据在平台内的顺畅流通与更新。同时，结合实际案例展示了数据架构的应用效果。通过本文方法搭建了一个灵活、可扩展的数据架构，提升全桥设计效率30%以上，降低过期数据使用率60%以上，降低专业接口冲突80%以上。综上，本文提出的数据架构不仅提升了勘察设计项目的执行效率，还有效避免了数据错乱和过期数据使用的问题，提高了数据共享的安全性和准确性，并具有良好的可拓展性，为平台的应用拓展提供了无限可能。

关键词：勘察设计数据协同数据架构 TOGAF 架构设计

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双线盾构隧道开挖对临近桥桩的影响规律研究

建筑科学与工程学报 2024年第2期41卷 134-142页

作者：梁涵中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043

为了研究盾构隧道近距侧穿既有桥桩产生的影响,基于呼和浩特地铁1号线侧穿鼓楼立交桥桩工程实例,借助ABAQUS进行数值建模,采用Mohr-Coulomb弹塑性理论,对桩长、桩径、隧道埋深和桩顶荷载等影响因素进行了对比分析。结果表明:在隧道开挖... 详细信息

为了研究盾构隧道近距侧穿既有桥桩产生的影响,基于呼和浩特地铁1号线侧穿鼓楼立交桥桩工程实例,借助ABAQUS进行数值建模,采用Mohr-Coulomb弹塑性理论,对桩长、桩径、隧道埋深和桩顶荷载等影响因素进行了对比分析。结果表明:在隧道开挖土体扰动的影响下,随着桩长、桩径和桩顶荷载的增加,3根桩的水平位移都逐渐降低,Ⅰ号桩和Ⅲ号桩的桩身弯矩都逐渐增加;因Ⅱ号桩位于双线隧道之间,在开挖过程中桩身弯矩受到左右两线隧道开挖产生的叠加效应而相互抵消,使其桩身弯矩不呈规律性变化;随着隧道埋深的增加,3根桩的水平位移均未产生规律性变化,但桩身弯矩显著增加,且桩身弯矩最大值位于隧道埋深范围内;当隧道埋深较浅时,其开挖影响范围较小,对临近桩的影响也较小;注浆加固可有效控制隧道开挖过程中桩基的水平位移和地面沉降,但桩基水平位移的控制效果随着盾构隧道与桩基间净距的减小而逐渐降低。

关键词：盾构隧道侧穿桩基影响因素数值模拟

超大直径盾构隧道浅埋下穿铁路变形及控制技术研究

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铁道标准设计 2024年

作者：戴志成中铁第四勘察设计院集团有限公司

为探究超大直径盾构在下穿铁路时的沉降规律，以济泺路穿黄北延隧道工程双线超大直径盾构隧道下穿邯济铁路为背景，采用FLAC3D软件建立三维数值模型，采用Peck沉降公式对模型的可靠性进行验证，并针对不采取加固措施和采用“D型便梁+地... 详细信息

为探究超大直径盾构在下穿铁路时的沉降规律，以济泺路穿黄北延隧道工程双线超大直径盾构隧道下穿邯济铁路为背景，采用FLAC3D软件建立三维数值模型，采用Peck沉降公式对模型的可靠性进行验证，并针对不采取加固措施和采用“D型便梁+地层注浆”加固措施两种工况下隧道下穿铁路施工引起的变形规律进行研究。验证表明，使用该数值模拟方法的计算结果能够与Peck沉降公式较好地吻合，计算方法可靠。模拟结果表明，不采取任何加固措施，盾构直接下穿铁路，轨道最大沉降量为15.8mm，发生在铁路与盾构交叠处，而两隧道中线位置上方轨道沉降值为13.4mm，不能满足沉降限值7mm的要求；而采用加固措施后，地表最大沉降值为6.2mm，轨道最大沉降值为5.3mm，水平位移1.59mm，满足安全控制要求。综上所述，采取“D型便梁+地层注浆”加固措施进行变形控制效果明显，能够降低61%的地表沉降和66.5%的轨道沉降，使得轨道变形满足铁路运营控制标准。监测数据与数值计算的规律和数值基本相符，证明“D型便梁+地层注浆”的加固措施在超大直径盾构施工安全控制上的可行性。此外，由于盾构施工中地质状况及施工质量的不确定性，沉降预判可能出现偏差，因此，应积极对铁路轨道和路基变形进行监测，确保铁路运营的安全性及可靠性。

关键词：超大直径盾构隧道浅埋下穿运营铁路 D型便梁

砂岩地层多线隧道并行施工风险防控及结构安全分析

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城市轨道交通研究 2024年

作者：马晓波中铁第一勘察设计院集团有限公司

[目的]多线隧道并行施工过程中,后行隧道开挖将对既有隧道造成不利的扰动影响。相较于双线隧道,多线隧道并行施工导致的扰动问题更为复杂,因此需针对风险防控策略及结构安全开展研究。[方法]以某轨道交通区间线路和停车场站暗挖隧道工... 详细信息

[目的]多线隧道并行施工过程中,后行隧道开挖将对既有隧道造成不利的扰动影响。相较于双线隧道,多线隧道并行施工导致的扰动问题更为复杂,因此需针对风险防控策略及结构安全开展研究。[方法]以某轨道交通区间线路和停车场站暗挖隧道工程为例,对其进行风险识别、防控及安全分析。利用结构可靠度准则量化判定3线隧道并行施工时的强影响区域。介绍了针对强影响区域内的既有暗挖隧道风险防控手段,即洞内加固措施。建立三维精细化数值模型,分析隧道不同并行施工阶段对应的地面沉降和既有隧道受力变形情况,评估了结构安全状态和加固措施的可靠性。[结果及结论]净距较小的既有暗挖隧道在右线盾构开挖过程中表现出明显的位移和变形,后行盾构隧道造成的扰动影响随着其与先行隧道间距离的增加呈现明显的降低趋势。采用横撑和拱棚的整体加固措施能够有效减缓由于后行盾构隧道施工扰动导致的既有结构额外变形和受力。

关键词：多线隧道并行施工风险防控结构安全

兰新高铁门源地震新建简支梁桥减隔震设计研究

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铁道标准设计 2024年

作者：李伟龙徐斌李侠何涛杨少军中铁第一勘察设计院集团有限公司

近断层地震动具长持时、大脉冲、高能量等特点，对铁路桥梁的危害性极强。由于其引起的永久地面位移并不连续，很可能造成桥梁支座剪断、桥墩倾斜、梁体坠落等灾害。以兰新高铁硫磺沟大桥为工程背景，采用Midas软件建立全桥有限元模型... 详细信息

近断层地震动具长持时、大脉冲、高能量等特点，对铁路桥梁的危害性极强。由于其引起的永久地面位移并不连续，很可能造成桥梁支座剪断、桥墩倾斜、梁体坠落等灾害。以兰新高铁硫磺沟大桥为工程背景，采用Midas软件建立全桥有限元模型，运用非线性时程分析法对普通减隔震支座与新型回形钢阻尼减隔震支座两种减隔震体系的减隔震效果进行对比研究，采用回形钢阻尼减隔震支座后纵横向地震位移均能控制在300mm以内，较普通减隔震支座降低约50%，桥墩纵桥向剪力及横桥向弯矩降低20%以上，其余内力变化不大，桥墩整体内力有所下降。研究结果表明，新型回形钢阻尼减隔震支座对近断层高烈度地震区简支梁具有良好的减隔震效果。最后结合兰新高铁震后桥梁复旧技术成果和经验提出近断层高地震烈度区铁路桥梁应采取多道防线、分级破坏的设计理念和原则，在满足性能要求的前提下应尽可能减小结构自重，以及采用可以有效控制地震位移的减隔震体系等建议。

关键词：高速铁路门源地震简支梁桥近断层减隔震设计

挡墙绕墙底转动模式有限宽度黏土被动土压力研究

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铁道标准设计 2024年

作者：李新军中铁第四勘察设计院集团有限公司

支护结构不可避免地修建在既有建筑物附近以保持有限土体稳定性。为研究墙后有限土体的被动土压力，使用有限元极限分析法探讨挡墙的破坏模式，为建立理论计算模型提供依据。以有限宽度黏土为研究对象，假定滑裂面为通过墙踵的直线形，... 详细信息

支护结构不可避免地修建在既有建筑物附近以保持有限土体稳定性。为研究墙后有限土体的被动土压力，使用有限元极限分析法探讨挡墙的破坏模式，为建立理论计算模型提供依据。以有限宽度黏土为研究对象，假定滑裂面为通过墙踵的直线形，且在绕墙底转动位移模式下，墙后土体形成圆弧形主应力拱。采用沿简化主应力迹线分层的方法，将挡墙后土体划分为若干倾斜薄层单元，考虑挡墙位移和单元上下界面应力分布不均匀性，提出一种计算绕墙底转动模式挡墙有限土体被动土压力计算方法，给出被动土压力合力及其作用点高度的解析解，并验证该方法的可靠性。研究结果表明，采用倾斜薄层单元法可以较好地考虑土体单元受力特征，更好地反映挡墙后有限土体在转动模式下的被动土压力变化规律；有限土体土压力沿深度呈单调递增的趋势，靠近墙底处土体土压力增幅增大。综合考虑土体黏聚力、内摩擦角、墙土摩擦角和填土宽高比B/H参与敏感性分析，当B/H < 1.76时，随着宽高比的增加，被动土压力逐渐减小，合力作用点高度逐渐升高；减小土体内摩擦角φ以及土体黏聚力c都有助于挡墙被动土压力的减小。当B/H ≥ 1.76时，均趋于稳定，对于任意宽高比土体，减小宽高比B/H与黏聚力c，增大摩擦角φ和δ，都将降低被动土压力合力作用点高度。

关键词：挡土墙有限土体被动土压力主应力迹线倾斜薄层单元

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高压喷射注浆桥梁纠偏影响因素显著性分析

铁道建筑 2024年第3期64卷 77-83页

作者：何新辉中铁第四勘察设计院集团有限公司

采用高压喷射注浆联合应力释放的方法，对已偏移桥梁墩台进行纠偏是一项切实可行的技术措施。为提高桥梁纠偏效率，快速恢复高速铁路正常安全运营，在分析高压喷射注浆桥梁纠偏原理基础上，建立了桥梁纠偏理论模型；基于弹性地基梁理论... 详细信息

采用高压喷射注浆联合应力释放的方法，对已偏移桥梁墩台进行纠偏是一项切实可行的技术措施。为提高桥梁纠偏效率，快速恢复高速铁路正常安全运营，在分析高压喷射注浆桥梁纠偏原理基础上，建立了桥梁纠偏理论模型；基于弹性地基梁理论，推导了桥墩顶部位移计算解析式，分析了影响桥梁纠偏效率的主要因素；通过正交试验设计方法，探讨了桥梁纠偏影响因素的显著性，并以现场典型工程案例进行了验证。结果表明：影响桥梁纠偏效率的主要因素为土体地基系数、超孔隙水压力和注浆施工深度。施作应力释放系统后土体地基系数减小，桥墩日纠偏量由0.42 mm快速增至1.04 mm，增幅为148.8%；注浆压力由20 MPa增至25 MPa，产生的超孔隙水压力增大，桥墩日纠偏量由0.39 mm增至0.86 mm，增幅为118.2%；注浆施工深度由19 m增至24 m，桥墩日纠偏量由0.24 mm增至0.40 mm，增幅为69.5%。土体地基系数对桥梁纠偏效率的影响最显著，其次为高压喷射注浆产生的超孔隙水压力，注浆施工深度的影响最小。研究成果可为提高桥梁纠偏效率提供理论依据。

关键词：桥梁纠偏高压喷射注浆正交试验设计显著性分析工程实例验证