区间下穿铁路桥变形研究

(整期优先)网络出版时间:2018-12-22
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区间下穿铁路桥变形研究

吴路辉

吴路辉

中铁上海设计院集团有限公司上海200070

摘要:本区间在范围内下穿铁路桥,2股道均为货运。铁路桥框架结构宽度10.78m,跨度为6.5m+16m+16m+6.5m,框架结构底板距离隧道结构顶最小距离为6.394m,现状股道采用钢筋混凝土轨枕、碎石道床。区间与铁路交角约87°左线下穿1、2号铁路桥长度约16m,框架结构之间侧为1200mm的挖孔桩,下穿纵断面区段图。

关键词:铁路桥、区间下穿、数值计算

1概述

随着城市建设的加快,地下工程下穿既有构筑物和建筑物的工程越来越多,这其中盾构法施工的隧道穿越既有铁路就是一类非常典型的工程。国内外大量盾构施工经验表明,盾构施工或多或少都会扰动地层,引起地层移动而导致不同程度的地面沉降。地面沉降的基本原因是盾构掘进所引起的地层损失和隧道周围土体受到挠动或剪切破坏的再固结。从盾构法施工引起地面沉陷和隆起的原因可以看出,控制盾构施工参数如推力、推速、正面土压、同步注浆量和压力等,可有效地抑制其引起的地面沉陷。

2地表横向沉降

PeckR.B.在大量由隧道开挖引起的地面沉降现场监测资料的基础上,系统地提出了估算地表沉降和地层损失的方法。地层中损失的体积应该等于隧道开挖所形成的地面沉降槽的体积。并且假定地层中的损失体积均匀分布在隧道整个长度上,隧道开挖引起的地面沉降横向的分布数值可以近似地拟合为一正态分布曲线,

根据以下计算结果可以看出,由盾构施工第一条隧道开挖引起的2号铁路桥框架结构地基最大沉降为-7.629mm,框架结构最大竖向位移为-2.373mm,最大沉降位于第一条隧道中心线处。第二条隧道开挖完成时,地表最大沉降位于第一条隧道与第二隧道中部,最大沉降值为为-8.601mm,铁路框架结构最大沉降为-3.352mm,框架结构最大水平位移为-0.114mm。

本三维数值分析结果规律,两条隧道中部为沉降最大处,为沉降槽中心,两侧沉降与沉降槽中心距离越大其沉降值越小。通过上述分析,框架结构地基沉降值可控制在8mm左右,小于路基沉降控制要求10mm,满足铁路运营相关要求。

5结束语

在保持正常推进状态的前提下(即施工过程中能够始终良好地建立掘进面土压平衡,各项施工参数控制合理有效,盾构姿态控制良好,同步注浆效果理想)。利用有限元模型计算盾构施工对铁路框架结构桥的影响,由于施工产生的框架结构地面沉降最大值为8.061mm,满足总沉降小于10mm的要求。钢筋混凝土框架结构最大沉降为3.352mm,满足本工程钢筋混凝土板变形限值13mm的要求。