2009J086-SS00QL0103 北京市地铁6号线下穿京广桥评估咨询-最终

北京市地铁6号线下穿京广桥、朝阳门桥和京广桥
现况检测及评估咨询
京广桥评估咨询报告
2009J086—SS00QL0103
咨询证书（甲级）编号1032801001
北京市市政工程设计研究总院
2009 年 9 月 11 日
咨询文件扉页
目录
1．工程概况 (1)
2．评估依据 (1)
3．评估内容及流程 (2)
3.1 评估内容 (2)
3.2 评估流程 (2)
4．京广桥简介 (3)
4.1、桥位 (3)
4.2、水文地质资料 (3)
4.3、设计标准 (4)
4.4 桥梁结构形式 (4)
5．地铁6号线下穿京广桥位置关系 (8)
6．6号线穿越工程影响范围 (13)
7．京广桥现况检测 (15)
7.1 检测范围 (15)
7.2 检测内容 (15)
7.3 检测结论 (15)
8．地铁10号线施工第三方监控结果 (16)
8.1 监测范围 (16)
8.2 监测结果 (18)
8.2.1 累计沉降值 (18)
8.2.2 变形情况历时曲线..................... 错误！未定义书签。

8.2.3 桥梁结构变形稳定性评价分析 (28)
8.2.4 对第三方监测工作的建议 (28)
9. 10号线施工完成后桥梁沉降结果分析 (29)
10．6号线穿越工程对桥梁结构安全的影响 (30)
11．6号线施工时应满足的桥梁技术指标 (31)
12．施工监测原则及要点 (33)
12.1 监测原则 (33)
12.2 监控要点 (34)
10.3 施工预警 (34)
13．结论与建议 (34)
14．存在问题....................................... 错误！未定义书签。

1．工程概况
北京地铁6号线一期工程是一条贯穿中心城东西方向轨道交通线，西起西四
环的五路居，向东延玲珑路、车公庄大街、平安大街、北河沿、五四大街、东四
大街、朝阳门内外大街、朝阳北路至草房站，全线为地下线，线路总长度30km ，
共设20座地下站车站。

在西端五路地区和10号线联合设置停车场，东端草房地
区设置车辆段。

全线的总投资约230亿。

图1.1 地铁6号线一期工程全线示意图
拟建地铁6号线全线为地下工程，穿越现况京广桥。

为全面掌握桥梁的使用
状况，确保其安全运行，受北京市轨道交通建设管理有限公司第四项目管理中心
委托，依据北京市路政局关于《地下工程穿越交通设施安全监管暂行办法》，由
北京市市政工程设计研究总院对地铁6号线穿越现况京广桥进行前评估。

2．评估依据
⑴、北京市轨道交通建设管理有限公司前评估委托函；
⑵、北京市路政局《地下工程穿越交通设施安全监管暂行办法》（京路法制
发[2008]64号文）；
⑶、北京市轨道交通工程建设管理有限公司《安全风险技术管理体系（试
行）》；2008年9月；
⑷、京广桥桥梁设计、竣工资料。

⑸、北京市工程管道及桥梁构件质量监督检验站《地铁6#线穿越京广桥评
估检测（063-2009-22）》；
五慈南路居站寿寺站锣鼓巷车辆段
首开段
⑹、北京九通衢道桥工程技术有限公司《北京市轨道交通建设管理有限公司地铁十号线第三方监测总结报告（dsfjczj-10-03-15-01）》
⑺、建设综合勘察研究设计院应用测量研究所《北京市轨道交通建设管理有限公司地铁十号线第三方监测总结报告（dsfjczj-10-02-15-01）》
⑻、《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003 J281-2003）
⑼、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
⑽、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004) ⑾、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
3．评估内容及流程
3.1 评估内容
按照北京市路政局2008年1月21日下发的《地下工程穿越交通设施安全监管暂行办法》要求，地下工程穿越交通设施应进行前评估。

主要评估内容如下：
①、对交通设施现状进行检测评估；
②、评价地下工程对交通设施的影响；
③、提出交通设施允许变形控制值；
④、确定监测原则和技术标准；
⑤、结论及安全防护建议。

前评估结果将作为交通设施监测和制定保护方案的依据。

3.2 评估流程
前评估主要工作流程框图见图3.2.1
图3.2.1 地铁6号线穿越京广桥前评估工作流程图
4．京广桥简介
京广桥位于东三环路，南北方向采用高架桥方式跨越朝外大街，呼家楼路，桥梁中线与三环路永久中线重合。

4.1、桥位
本立交桥梁工程起点桩号为1+692.92，终点桩号为2+387.28，全长为694.26米，桥址位于现况三环路上，桥梁中心线与三环路永久中心线重合。

4.2、水文地质资料
根据北京市勘察院92年12月24日提供岩土工程勘察报告，桥址位置地面标高为37.70+39.12米，现况路面下有各种地下管线纵横交错。

路面以下0.6~5.5米为薄厚不等的人工堆积层，以下为第四纪沉积层为重、轻亚砂土及亚粘土、粉细砂层；27.79~30.73以下为细粉砂层，该层中局部夹有重亚砂土，轻亚粘土层，再下为卵石，园砾层，中细砂层；18.86~21.60米以下
为轻、中亚粘土层，重亚粘及粘土层及重轻亚砂土层，10.08~14.80米以下为卵石及细、中砂层，该层一般厚度 4.9~7.2米，且层中夹有中、重亚粘土层；
3.89~6.47米以下为中、轻亚粘土层及粘土，重亚粘土层。

地下水位
根据92年12月中旬钻探实测静止水位标高为27.46~28.58米，埋深9.80~11.30米，该地下水无侵蚀性。

4.3、设计标准
⑴、设计荷载标准
汽—超20，挂—120，地震烈度按8度设防。

⑵、桥梁宽度
桥梁分为东西两座桥为三上三下，每侧车行道宽度为11.25米，车行道两侧各有0.5米宽的预制方砖安全带，每侧桥的宽度各为14米。

⑶、平面线型及坡度
平面线型
本桥位于两个大半径弯道夹直线段上，朝外大街位于7500米半径上，中间有一段直线长度约83米，后接朝阳北路位于90000米半径上。

纵坡
本桥纵坡分为三部分，朝外大街以南为 3.29%，朝外大街与朝阳路之间为0.30%，朝阳北路以北为3.37%，桥梁最大纵坡3.37%。

横坡
本桥两侧车行道均设置1.5%横坡，曲线段内为径向坡度。

桥下净空和路宽
本桥的朝外大街路口，呼家楼路口，以及朝阳北路路口的车行道部分桥下净空均≥5米。

朝阳路规划路宽：每侧车行道宽16米，快慢车分隔带2.5米，慢车道7米。

朝阳北路路宽：车行道宽24米，快慢车分隔带2米，每侧慢车道7米。

呼家楼路口现况：东侧呼家楼北街路宽17米，西侧关东店北街12米。

4.4 桥梁结构形式
⑴、上部结构
本桥上部结构分为两种结构体系，引桥部分分为三段：自北向南1#~4#墩的
3X27米，7#~21#墩的2X27+3X24+27+4X24+4X27米，24#~27#墩的24+22+24米，
均为预应力混凝土简支梁体系，各跨跨中设置中横梁，两端支承处设置支点横梁，
两片主梁之间设0.5米的现浇段，边主梁外悬臂处设0.89米宽的现浇段，以保
证主梁在预制张拉阶段及主梁吊装阶段的安全、稳定。

27米跨径的边中主梁及
24米边主梁为50#，24米中主梁及22米边中主梁为45#混凝土，预应力钢绞线
采用j φ15，钢绞线标准抗拉极限强度b y R =1600MPa ，预应力锚具采用XM 系列锚具。

分别位于朝阳北路路口和朝阳路路口4#~7#墩和21#~24#墩是二个三跨预应
力连续箱梁结构。

4#~7#墩预应力连续箱梁下底宽为9.55米，上顶宽13.88米，
肋宽0.55米，梁高1.40米，位于规划朝阳北路路口，东、西两座桥跨径均为
27+35+27米，主桥为双向预应力混凝土结构体系，纵、横同时施加预应力，纵
向采用8—7 φ5普通钢绞线（横向采用9—7 φ5普通钢绞线）钢绞线标准强度
为b y R =1600MPa ，张拉控制应力k σ=1120MPa ，预应力锚具采用XM 锚。

21#~24#墩预应力连续箱梁箱下底宽为9.55米，上顶宽13.88米，肋宽0.60
米，梁高1.60米，由于朝外大街与东三环路斜交67°，所以将上、下行的两座
桥的跨径分别为:西桥： 28.25+41+22.35米，东桥：22.35+41+28.25米，主桥
为双向预应力混凝土结构体系，纵、横同时施加预应力均采用9-7φ5普通钢绞
线，钢绞线标准强度为
b y R =1600MPa ，张拉控制应力k σ=1120MPa ，预应力锚具采
用XM 锚。

⑵、下部结构
桥梁基础为钢筋混凝土桩基，桩径d=1.2米，每个承台为4根桩，下部结构
引桥部分和引桥与主桥衔接部分为T 型墩，其中墩柱为预制，预应力盖梁为现浇，预应力钢束由9-7φ5普通钢绞线组成，钢绞线标准强度b
y R =1600MPa ，张拉控制
应力k σ=1120MPa ，预应力锚具采用XM 锚，主桥中下墩下均采用现浇矩形墩柱，
墩顶分别采用球型支座和盆式支座。

图4.1 京广桥实景图
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图4.2 京广桥立面图
北京市市政工程设计研究总院7
图4.3 京广桥断面图
5．地铁6号线下穿京广桥位置关系
规划地铁六号线线位沿朝阳北路向东行进，横穿京广桥。

6号线呼家楼站位于朝阳北路和东三环路的交叉口处，车站东西向设置。

既有的地铁10号线沿东三环北路南北向延伸，10号线呼家楼站横穿朝阳北路，车站为双层，南北向设置。

地铁6号线车站与10号线车站上层位于同一高程，并在朝阳北路路口实现垂直换乘。

地铁10号线已于2008年7月19日开通运营。

地铁6号线穿越京广桥5~6轴跨。

6号线呼家楼站净宽22.8米，结构北边线与5轴南侧桩距离3.8米，结构南边线与6轴北侧桩距离3.8米；地铁呼家楼站与5、6轴桩间分别设置隔离桩，桩径0.8米，隔离桩边线距5、6轴钻孔灌注桩边线分别为2米，距地铁呼家楼站结构边缘分别为1米。

地铁6号线呼家楼站结构顶面距现况地面9.124米，结构东、西侧均与现况10号线地铁站相连。

地铁6号线呼家楼站与京广桥平面和立面位置关系见表5.1~5.2及图5.1~5.4所示。

表5.1 基础高程表
表5.2 京广桥与地铁6#线相对关系表
图5.2 地铁6#线与京广桥纵桥向相对位置立面图
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图5.3 地铁6#线与京广桥横桥向相对位置平面图
图5.4 地铁6#线与京广桥横桥向相对位置立面图
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6．6号线穿越工程影响范围
根据地铁6#线呼家楼站与京广桥的平、立面关系，6#线穿越工程对京广桥的影响范围见图6.1。

因地铁6号线呼家楼站位于京广桥5~6号墩之间，根据土层破坏棱体，工程施工影响范围为京广桥4~7号墩之间的连续梁跨及3~4、7~8号墩的简支梁跨。

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图6.1 地铁6#线对京广桥的影响范围图
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7．京广桥现况检测
桥梁现状检测工作由北京市工程管道及桥梁构件质量监督检验站完成，2009年4月提交《地铁6#线穿越京广桥评估检测》。

7.1 检测范围
京广桥跨越朝阳路3~8轴墩之间桥梁的桥面系及上、下部结构。

7.2 检测内容
按照《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）中要求，桥梁结构定期检测内容应包含以下内容：
①、桥梁各部位外观变异及缺损情况（裂缝、剥落、析白、腐蚀、露筋等）；
②、混凝土强度；
③、钢筋保护层厚度；
④、混凝土碳化深度；
⑤、钢筋锈蚀；
⑥、根据以上检测内容，对桥梁整体状况进行评估，确定桥梁的完好状态等。

7.3 检测结论
通过对京广桥3~8轴的现场检测，可以得出以下结论：
①．上部结构整体状态较好，主梁未见明显受力裂缝、变位、混凝土空洞、剥落等现象；混凝土强度、碳化深度和钢筋保护层厚度基本满足设计要求；主梁梁端、局部主梁湿接段及边梁悬臂漏水析白，钢筋轻度锈蚀。

②．下部结构墩柱、盖梁均未见明显结构裂缝、沉降、倾斜、变位等现象；混凝土强度、碳化深度及钢筋保护层厚度基本满足设计要求；与上部结构漏水处对应的下部结构析白，保护剂涂层剥落，钢筋轻微锈蚀。

③．桥面铺装及附属设施工作状态基本正常。

沥青混凝土铺装轻微车辙，简支跨桥面铺装有纵向通长裂缝，局部雨水口杂物堵塞，伸缩缝内杂物填充。

④．京广桥检测范围内桥梁BCI＝80.54，桥梁技术状况总体评定为B级桥梁，处于良好状态。

8．地铁10号线施工第三方监控结果
地铁10号线平行下穿京广桥，左右线隧道及车站从京广桥东、西两侧通过。

施工于2004年7月开始，2007年8月23日结束。

呼家楼站是地铁十号线的中间站，位于东三环北路与朝阳北路交叉路口，与6#线线呈十字换乘关系。

车站沿东三环北路呈南北走向，受京广桥桥桩影响，站台分开设置在东三环北路东西辅路下，埋深10米，车站长179.5米。

车站设5个出入口，2组风亭、风道。

车站为分离岛式车站，为双线双洞，双层结构。

单拱单跨断面，主线标准断面开挖宽度12.6m,高15.15ｍ。

主体结构和西北风道施工采用洞桩法（PBA）施工，出入口和东南风道暗挖段采用CRD工法施工。

图8.1 地铁10号线对京广桥的影响范围图
工程开工日期：2004年7月7日，工程竣工日期：2006年12月京广桥段开挖结束。

第三方监测起始日期：2004年5月8日，监控结束日期：2007年8月23日。

2009年9月29日北京九通衢道桥工程技术有限公司在京广侨第三方监测结束两年后，又对该桥沉降进行了一次性观测。

观测前对基准点进行了复核，结果表明基准点变化量小于±1.00mm，稳定状况良好。

8.1 监测范围
地铁呼家楼车站地下施工位置在京广立交桥北部及东、西两侧，施工影响范围在京广立交桥北部桥台往南9跨(10排墩基础)。

第三方监测范围只针对京广立交桥北部9
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跨墩基础，北部桥台未布点。

该桥梁监测范围起始里程（K19＋650）至结束里程（K19＋950），桥梁南北纵向监测范围长度300.0m ，东西横向监测范围长度56.0m 。

地铁呼家楼车站施工位置与京广立交桥测点布置图8.3；测点位置与桥梁墩号位置关系见表8.1.1。

图8.3 京广立交桥测点布置图 表8.1.1 测点布置与桥梁墩号关系表
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8.2 监测结果
8.2.1 2007年8月监测结果
⑴沉降监测结果
该桥自2004年04月初始沉降值至2007年08月沉降观测结束，总累计沉降值见下表8.2.1。

各墩沉降时间历程曲线见图8.2.1~8.2.10。

表8.2.1 京广立交桥总累计沉降差值统计表
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图8.2.1 JG1-1观测点沉降时间历程曲线
图8.2.2 JG1-2观测点沉降时间历程曲线
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图8.2.3 JG2-1观测点沉降时间历程曲线
图8.2.4 JG2-2观测点沉降时间历程曲线
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图8.2.5 JG3-1观测点沉降时间历程曲线
图8.2.6 JG3-2观测点沉降时间历程曲线
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图8.2.7 JG4-2观测点沉降时间历程曲线
图8.2.8 JG5-1观测点沉降时间历程曲线
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图8.2.9 JG5-2观测点沉降时间历程曲线
图8.2.10 JG6-2观测点沉降时间历程曲线
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图8.2.11 JG7-1观测点沉降时间历程曲线
图8.2.12 JG7-2观测点沉降时间历程曲线
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图8.2.13 JG9-1观测点沉降时间历程曲线
图8.2.14 JG9-2观测点沉降时间历程曲线
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图8.2.16 JG10-2观测点沉降时间历程曲线
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⑵桥梁结构变形稳定性评价分析
1）该桥第1排（12轴）至第4排（9轴）施工后沉降观测相邻2周期间，沉降变化值较小，沉降变化趋向于稳定。

2）该桥第5排（8轴）至第10排（3轴）施工后沉降观测相邻2周期间，沉降变化有沉降、上升起伏波折异常反映。

3）综合上述情况判断分析：该桥南部第1排至第4排墩基础沉降变化趋于稳定。

该桥第5排（8轴）至第11排（2轴）墩基础结束观测期有沉降、回升现象，该桥局部位置处于不稳定状况。

⑶对第三方监测工作的建议
综述沉降变化情况建议：
1）该桥第1排（12轴）至第4排（9轴）墩基础趋于稳定，但是竣工后沉降稳定观测周期较短，建议增加、延长施工后的沉降观测周期。

2）对该桥局部不稳定的点位第5排（8轴）至第10排（3轴）墩基础，增加、延长施工后的沉降观测周期。

3）第三方监测点应与施工方和业主委托监测单位的测点相一致，并对沉降观测数据相对比。

8.2.2、2009年9月观测结果
⑴沉降观测结果
2009年9月29日，北京九通衢道桥工程技术有限公司对京广桥各墩沉降又进行了一次观测。

沉降观测结果见表8.2.2。

表8.2.2 2009年9月29日沉降观测结果表
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⑵桥梁结构变形稳定性评价分析
根据北京九通衢道桥工程技术有限公司《京广桥墩柱沉降观测数据报告》1）本期与初始期总累计较大沉降量，主要发生在地铁十号线施工期间。

2）2年周期沉降变化量呈普遍上升趋势，且变化幅度较小或无明显沉降变化，该桥墩柱沉降变化进入稳定阶段。

9. 10号线施工完成后桥梁沉降结果分析
根据地铁10号线施工第三方监控2009年9月29各墩沉降观测最终结果，6号线施工影响范围内各墩纵横向差异沉降见表9.1。

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表9.2 10号线施工完成后桥梁沉降监测结果表
根据地铁10号线施工中第三方监控结果，到2009年9月29日，6号线施工影响范围内简支梁最大差异沉降6.61mm，连续梁段最大差异沉降3.40mm，该桥墩柱沉降变化进入稳定阶段。

10．6号线穿越工程对桥梁结构安全的影响
地铁6号线呼家楼站穿越京广桥，属一级环境风险工程，施工造成的基础沉降影响范围为京广桥3~8号墩之间，对桥梁结构可能造成的损伤有以下几个方面：
①、4~7号墩之间的上部结构预应力混凝土连续箱梁。

由于基础的不均匀沉降，会造成连续梁的内力重分布，跨中、支点截面应力增加，影响主梁的安全性；
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②、3~4号墩、7~8号墩之间的上部结构预应力混凝土简支T梁。

基础纵向不均匀沉降不会对简支梁内力造成影响，但基础沉降过大会破坏桥面连续及桥梁伸缩装置，影响桥梁的使用功能。

基础横向不均匀变形过大则会对桥梁横向联系产生危害，影响主梁间的共同受力。

③、桥下道路。

路面沉降过大将影响桥下行车的舒适性及路面排水效果。

11．6号线施工时应满足的桥梁技术指标
11.1 计算分析
京广桥经检测总体评定为B级桥梁，处于良好状态。

根据北京九通衢道桥工程技术有限公司及建设综合勘察研究设计院应用测量研究所提供的《北京市轨道交通建设管理有限公司地铁十号线第三方监测总结报告》，该桥在地铁10号线下穿工程施工中已经发生了部分沉降，因此结合穿越工程施工对桥梁结构可能产生的危害，参阅原桥梁设计、竣工资料及计算书，结合10#线施工第三方监测总结报告给出的累计沉降值，采用midas Civil-2006程序，应用空间杆系单元，将京广桥划分279个节点、336个单元，计算主梁在各种不均匀沉降工况的内力，进行承载能力极限状及正常使用极限状态的验算，得出地铁6号线下穿京广桥应满足的桥梁控制技术指标。

计算工况及计算结果见表11.1.1，图11.1.1~11.1.4。

根据上部结构计算结果，对桥梁桩基础承载能力进行复核。

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图11.1.1 全桥模型图
图11.1.2 工况1计算结果图
工图11.1.3 况2计算结果图
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11.2 技术指标
综合考虑桥梁在10#线施工时已发生的沉降及主梁内力计算结果、桩基础承载能力计算结果，得出地铁6#线施工中，京广桥的桥梁控制技术指标。

①、桥梁相邻各墩基础纵向差异控制值见表11.1。

表11.1 桥梁沉降控制值表
②、墩柱倾斜度不大于1/1000；
③、桥区相关道路路面沉降控制值为15mm（1/1000坡度），并与桥梁结构沉降监测值对比，结果不应出现异常。

12．施工监测原则及要点
12.1 监测原则
按照《地下工程穿越交通设施安全监管暂行办法》要求，本工程应进行第三方监测。

根据本工程特点，确定监测原则如下：
（1）、监测项目应根据本报告提出的影响桥梁正常使用的要求确定。

所有监测项目均应进行全过程监测，监测频率应满足相关规范的要求；
（2）、监测仪器精度应满足控制值测量指标及相关规范要求；
（3）、监测工作需及时反映施工的具体状况，建立预警机制，防止突发事件发生。

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12.2 监控要点
本穿越工程的第三方监测应重点对京广桥以下部位进行检测：
⑴、京广桥3~8轴墩柱竖向沉降；
⑵、京广桥3~4轴、7~8轴简支梁跨及4~7轴连续梁跨，纵桥向差异沉降；
⑶、京广桥3~8轴墩盖梁及墩柱倾斜值；
除重点对以上内容进行监测外，还应该在结构相邻段及周边设立监测比较测点，排除其他因素影响。

10.3 施工预警
监测预警值按严重程度由小到大分为三级：黄色监测预警、橙色监测预警和红色监测预警。

1、黄色监测预警：监测指标变化量超过监控量测控制值的70%时；
2、橙色监测预警：监测指标变化量超过监控量测控制值的85%时；
3、红色监测预警：监测指标变化量超过监控量测控制值，或变化速率出现急剧增长时。

当达到黄色预警时，应查找原因，加强监测和巡视；
当达到橙色预警时，应停工检查，进行风险处理；
当达到红色预警时，应启动应急预案。

13．结论与建议
①、京广桥经现场检测，桥梁技术状况总体评定为B级桥梁，处于良好状态。

②、地铁6#线呼家楼站从京广桥下穿过，桥区有各种管线，如果桥区管线发生破坏，会对桥梁安全构成威胁，故建议有关单位委托有资质的单位对其进行充分细致的调查，评估其安全性。

6#线地铁设计、施工时，除应满足本报告提出的京广桥的各项控制指标外，也要满足各管线的控制指标，设计、施工时以各控制指标的最小值为准。

③、6#线设计单位应根据前评估报告提出的桥梁沉降控制指标对地铁6号线穿越京广桥进行专项设计。

如不能满足沉降控制指标，则需采取加固、预顶升等有效措施，确保桥梁结构安全。

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京广桥评估咨询报告
④、施工过程中应有满足设计要求切实可行的施工组织方案，并进行第三方监测，并制定紧急情况处理预案。

因桥梁在运行过程桥墩、台已存在某些沉降的可能性，10号线穿越过程中，桥梁又发生了不同程度的沉降，所以第三方监测应做到动态观测，及时掌握桥梁安全状态。

⑤、施工完成且沉降稳定后，应根据监测结果及桥梁状况对本立交桥进行后评估，确定地下工程穿越后的对桥梁影响程度，并提出处理意见。

北京市市政工程设计研究总院35。