双线盾构隧道施工对既有桥梁安全影响的研究

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收稿 日期 :0 2-0 2 21 2— 1
作者简介 : 刘畔(95 , , 18 一)女 助理工程师 , 研究方向 : 工程 、 道路 桥梁工程 以及隧道工程。

5 ・ 7
第 6期
廖小文 , 崔相奎 : c连续 刚构 桥墩顶横 隔板形式对 0 块顶板受力性能影 响研究 P
续表 1
用下 O块顶板受 力 也 比较均 匀 。建 议采 用模 型五 , 即将 横 隔板 与顶板相接 的地 方 掏空 , 样 即可 以限制 截面 畸变 变 这 形, 分担支承反力 , 以减 小墩顶 横隔板对 O块顶 板受力 又可 的不利影响 。
图 1 1 截面
( 上接 第 5 7页 ) 表 2 应 力计算结果 MP a
21 0 2年
第 6期
黑 龙江 交通科 技
HELONGJANG l L I dAOTONG J KE
N 6, 0 2 o. 2 1
( 总第 20 ) 2期
( u o20 S m N .2 )
双 线 盾构 隧道 施 工 对 既有 桥梁 安 全 影 响 的研 究
刘 畔
( 河北省 高速公路邢汾筹建处 )
图 2 地表横 向沉降槽曲线图( m m )
5 桥梁上部结构承载 力评价 5 1 计算模型概述 . 主桥 为预应力混凝土结 构 , 结构 形式 为 3跨连续 梁 , 主 梁为箱型截面 , 混凝 土采用 5 ’钢筋 采用 I级 钢筋 , O, I 预应 力 钢筋采用 85 2钢 绞线 。采用 桥梁 专用 有 限元分 析软 件 1. MD S C i建 立数值 分析 模 型 , 桥共 5 个 节点 、8个 IA — il v 全 7 4
4 计 算 结 果
在全部注浆 的情况下盾构 隧道的左线开挖 , 表最 大沉 地 降 1 m。开挖引起 地表横 向沉降槽呈 正态 分布 , 5m 承台位置 处沉降值小于周 围土体 。隧道开挖会 引起桩基发生变位 , 桩 顶最大 竖 向位 移 5 2 In 桩 身 最大位 移4 5m 在桩顶 以 . n , l . m,

要: 以盾构 隧道 近距离穿越地下既有桥梁桩基 为工程背景 , 采用 F A 3 L C D有 限差分 软件 , 对施 工过程 中
隧道开挖引起桩基的位移进行 了计算分析 , 最后建立 M ds i l ia f 荷载 一结构模 型 , ei 在最 不利差异沉 降工况条 件下 , 对上部桥梁结构 的附加 内力及变形进行验算 。结果表 明 , 全部 注浆加 固地层 时 , 隧道开 挖引起 的桩基 最大沉降值 为 9 3mm, . 最大差异沉降值为 10ml 桥梁承载力满足要求。 . i, l

营- : t
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图 1到图 2为 1截面和 2 截面横 向预应力 作用 前 、 后及 温度作用后 A、 点在 五种模型 中的横 向正应力 的变化情 B两 况 。图 3到图 4为 l截面和 2 截面 A、 点在五种模 型 中 B两

1. OO
的横 向预应力作用后和 温度作用 后横 向正应力 的改变值 。 由表 1 图 量 趟 匠鼙 和 1到图 4可得 : 1 在五种模 型中 , 白重作 () 在 用、 横向预应 力作 用和温 度作 用下 , O 块顶板 同一位置 横 向 正应 力变化 趋势基 本相 同 。对 1截面 , 型二 、 、 模 三 四中横 向正应力 大小相 当 , 型一横 向正应 力最小 , 型五横 向正 模 模 应力次之 ; 2截面 , 对 从模 型一到模型 四横 向正应 力逐渐增 大, 模型五横向正应力较模型一大 , 较其他模型小 。 ( ) 五种模型 中 , 2在 从模型一 到模型 四 O块顶 板横 向预 应力作用效应逐渐减 弱 , 型 五较模 型一大 较其他 模 型小。 模 横 向预应力作用前后 , 、 截 面 A点横 向正应力改 变值 , 12 模 型一 到模 型四最大分别 为 09 P 和 O8 P ; .1 a M .2M a模型五 比 模 型一均 小 0 3MP 。 . a ( ) 五种模型 中 , 3在 温度作 用前 后 , 2 截 面 A点横 向 1 、 正应 力改变值变化 较小 。模 型五 相对其 它模 型横 向正应 力 改变 值改 变最 大。
4 结 论
◆一 ^ ^ _ 忭 I — 一 ^ 一f , ^ f鹰 月麓 - 点 l , 度 作用窟 — 一^ 量度忭用詹 ● ^
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_ ^ ^l生 蔓 曲忭用麓 — 一 j J _ 捕 一 皇 作用岳 ・ 一 ● 鹰 作 顸J力 - ・ ^■ 用詹
通 过 比较分析 , 五种 墩顶横 隔板 模型 中 , 从模 型二 到模 型三 , 顶板受力 逐渐变差 ; 型一和模 型五中 O块顶 板 O块 模 受力最为有利 , 顶板横 向预 应力 的作用效 应最好 , 负温 差作
关键词 : 隧道 ; 盾构 桥梁 ; ; 值模 拟 桩基 数
中图分类号 : 49 1 U 5 .
1 工 程 概 况
文献标识码 : C
文章编号 :0 8— 33 2 1 )6— 0 7—0 10 3 8 ( 02 0 0 5 1
盾构双线 区间隧道从 东 、 西双 匝道 桥基 础 中间下穿 , 隧 道覆 土厚度约 1 2 隧道净距 50m。盾构直径 62I, 7— 0m, . . l l

5 ・ 9

圈 3 1截面

3∞ .
是 2 . ∞
篓 . 蓑 1 O 0
捌 o0 .D 一. I ∞
-. 2 ∞
I. 3 ∞
图4 2 截面
() 4 通过五种模 型的比较分析 , 墩顶横 隔板 降低 了 O块 顶板横 向预应力 的作 用效 应 , 加 了负温差 作用 对 O块顶 增 。 板 的不利影 响。变厚 度横 隔板形式 , 即降低横 隔板 刚度 , 对 0块顶板 受力有利 , 响不 大 ; 但影 改变 0块顶板 的约束条件 , 即将横 隔板 上部 掏空 , 0 块顶板受力非常有利。 对
参考文献 :
[ ] 张强 , 茜茜 . 1 郑 桥梁 桩基 被盾 构 隧道近 距离 穿越 的影 响研究 [] J.山西建筑 , 1 , ( )14— 5. 2 11 6 : 0 7 5 18 [ ] 王占 构近距穿越桩基的研究[]北京: 2 生. J. 北方交通大学, 嬲 [ ] 吴波 , 维宁 , 3 刘 索晓 明等. 地铁施 工近邻 桥基加 固效果三 维数 值分析[]铁 道工程学 报 , 0 , ()4 - 2 J. 2 58 5 :8 5. 0 9 [ ] 李强 , 4 王明年 , 李德才 等. 地铁 车站暗挖 隧道施 工对既有 桩基 的影响[] 岩石力学 与工程学 报 , 0 , ( )14 10 J. 2 62 1 : — 9 . 0 5 8
管 片厚度 03 管 片 外 轮廓 距 桥 梁 桩 基 13 50m 同 .5m, . ~ . 。 时, 在金 涌立交桥 主桥下方 有柴 垛桥 , 于东西两 组 匝道之 位 间, 由于受京 山桥 的桥 桩 限制 , 隧道之 间 的净 距 以及隧 道与 匝道桥桩 的距离无法调整 。
2 评估 思路
3 1 计 算模 型 . A C匝道区域简化模型长 10m, 8 高 8 9 0 3 宽 0m, 0m, 28个 3
图 1 地表横向沉降槽曲线圈图( l) in n
单元, 4 9 3 个节点。模 型 中共有 3 根 桩 , 承台, 89 2 四桩 桩长约 4 桩径 1m, 5m, 承台厚 2m, 45m, 45m。 长 . 宽 . 32 土体参数 . 土体参数见表 1 。 表 1 土层参数 表
Hale Waihona Puke Baidu
针对工程 的特点 , 估咨询 中进行数值计算 和分 析工 在评 作, 包括 , 首先建立 F A 3 L C D地层结构模 型 , 模拟双线盾 构隧 道推进过程 中引起的金涌立交 A ( ) C 西 匝道 桥 的桩基沉 降、 顺桥 向及横桥 向差异沉降 , 次对穿越影 响范 围内的桩基 承 其 载能力及损失进行估算 , 身截 面强度验算 , 建立 Mds 桩 最后 i a ci 载一 il v荷 结构模型 , 不利 差异 沉降 工况条 件下 , 上 在最 对 部桥梁结构 的附加 内力及变形进行 验算。 3 计算 模型及土体参数
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总第 2 0 趔 匠篝 2点 期
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图2 2 截面
效应。 5 2 桩基 变形对上部结 构 内力影响分析 .
根据地层结构模 型计 算 结 果 , 桥 3 线 最 大沉 降 主 3轴 12m 主桥 3 . m, 4轴线 , 最大沉降 11 m .m 。 5 3 内力计算 结果 分析 . 横向沉降槽呈正态分布, 承台位置处沉降值小于周围土体。 应力计算结果见表 2 。 隧道开挖会 引起桩基发生 变位 , 桩顶 最大竖 向位移9 5m . m, ( 下转第 5 9页 ) 桩 身最 大位移 50m 在桩顶 以下 1 。 . m, 9 m处 下 1 m处。 由图 1 知 , 全部 注浆 的情况 下盾 构隧道 的 8 可 在 右 线开挖 , 地表最大沉降2 l。 0r 由图 2 知 , t m 可 开挖引起 地表
单元 。为计算 桩基 变形对桥梁上部结构 的影响 , 对上部结 构 选取 1 9九个控制截 面进行 计算 。在 考虑 结构永 久作用 、 — 移动荷载 及其他 可变 荷载 ( 体升 ( ) 、 整 降 温 温度梯 度 、 础 基 沉降 ) 等作用下 , 试算在地铁 开挖过 程 中各控 制截面 的荷 载
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6 结

() 1 全部注浆加 固地层 时 , 道开挖 引起 的桩基 最大沉 隧 降值为 93m , . m 最大差异 沉 降值为 10I , . t 承台最 大转角 n o 0 0 。最大侧 向水平位移 为 5 0mm。 .2 , . () 2 在桥梁支 座位 移最 不 利组合 情 况下 , C匝道 桥上 A 部结构在各计算状态下 , 各控制截面正截面抗弯满足设计规 范要求 , 正常使用状态下的主梁挠度及法 向压应力均满足规 范要求 , 结构强度及刚度安全储备较 高。
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