市政道路下穿运营高速铁路桥梁影响分析及风险评估

市政道路下穿运营高速铁路桥梁影响分析及风险评估

陆钟帅

身份证号码： 45212319870225****

摘要：随着高速铁路和城市建设的迅速发展，新建的城市道路工程和支持高速铁路庭院的城市道路工程必然都要经过高速铁路桥梁。因此，有必要研究新建城市道路工程对高速铁路桥梁的影响，不仅要满足公路建设的方便需要，还要确保高速铁路的安全。

关键词：市政道路；下穿施工；影响；风险评估；

引言

近年来，随着我国交通基础设施的不断建设，公路和高速铁路的交叉工程已呈现日益增多之势。公路施工过程中产生的土体开挖与回填会对周边的铁路桥梁产生扰动，使之产生不均匀沉降或水平变形等，危害铁路的运营安全。因此，在进行涉铁段的公路设计时，应全面调查铁路现状，充分考虑公路的建设施工条件，对下穿设计方案进行合规性审查以及施工工况的安全评估，保证铁路的变形沉降值满足规范要求。

1规划横一路下穿铁路桥安全评估

1.1计算方法

数值分析在土工力学相关领域中的应用主要采用有限元法(FEM)、边界元法(BEM)、离散元法(DEM)、冷边日元法和块体理论等，或者这些方法的组合。其中，有限元法是一种数值方法，根据变分原理解决数学物理问题，即工程科学方法与数学方法相结合。它可以解决分析方法无法解决的问题，特别是对于具有不规则约束和复杂结构形状的结构。因此，这种方法在实际工程中得到广泛应用。本评价采用有限元分析方法，采用MIDAS土工有限元软件建立模型，包括土工技术、桥桩、桩帽、桥墩、钢测向墙等结构。根据实际施工方案，进行增量仿真分析，分析桥梁新建对高速铁路桥梁变形的影响。

1.2施工阶段模拟

ＭｉｄａｓＧＴＳ／ＮＸ软件在计算时先根据实际工程得到重力作用下的应力场，然后将得到的应力场定义为初始应力场，与重力荷载一起施加给原始模型，可以得到既满足平衡条件又不违背屈服准则的初始应力场，可以保证各节点的初始位移近似为０。建模时应将桥梁与公路路基按结构种类划分不同的实体块，实体块之间通过节点耦合，如在基坑开挖过程中，通过钝化表层土与路基土的实体块来实现。计算工况根据施工工序进行实体单元的移除与激活，按照实际的施工步骤进行模拟，新建工程采用放坡开挖→现场浇筑→回填的施工方式，故本次研究共分为６个施工阶段，分别为：阶段１，高铁成桥；阶段２，基坑开挖；阶段３，地基处理；阶段４，基层施工；阶段５，面层施工；阶段６，防撞护栏施工。

1.3计算结果分析

数值模拟将新建桥梁的施工和运行对桥台和桥台的影响编号。21 ~否。22杭州邵台铁路(工作条件10 ~ 13)，主要包括桥梁横向位移(朝向模型y)、沿桥梁位移(朝向模型x)和垂直沉降(朝向z)。作为模型位移，采用柱和反铲最大垂直沉降的工作条件13的位移图。新建桥梁的建设和运营造成的高速铁路支柱。高速铁路桥头堡最大横向位移在桥墩22 #处工作状态13(应用新建桥梁的工作载荷)，最大位移为-0.304mm；高速铁路桥墩顶最大竖向位移为工作状态13(应用新建桥梁的工作荷载)，位于桥墩21 #处，最大位移为-1.203mm。横木公路沿线新建桩基结构引起的既有高速铁路桥墩的最大竖向沉降量为1.203mm，满足了20 mm的控制极限要求；现有高速铁路桥墩的最大沉降差为1.203mm(假设桥墩的垂直沉降为#号)。20在另一端为0)，达到5 mm的控制限制；高速铁路最大纵向位移为1.128mm，达到控制限制28.2mm。高速立柱的最大横向位移差为0.596mm(立柱变形差21 # ~ 22 #)，达到16 mm的控制限制。

2风险分析与管理

下穿段道路施工过程中可能危及既有高速铁路桥墩的重要风险源为施工挖土、堆土、注浆对既有高速铁路桥梁造成影响，施工机具触碰铁路桥梁等。施工过程中应根据条件的变化进行动态识别与防范，加强施工管理与风险监测，遵守相关法令与高速铁路营业线施工规定，落实风险防范应急预案。施工阶段发生安全风险事故的概率等级为3（偶然），事故后果等级为3（严重），安全风险等级为中度，属于可接受的风险，但是事故一旦发生后果严重，因此须采取控制措施降低风险并加强监测。控制措施：①为减少道路施工对既有铁路的影响，应按不同施工阶段及关键工序编制专项施工方案，并报铁路相关部门审批通过后方可实施；②施工前设备管理人员到现场确认各铁路设备的位置，并采取有效防护及临时过渡措施后方可开始施工，操作人员严格持证上岗，严格执行“一机一人”防护工作；③新建道路施工期间桥墩附近严禁堆载；④各种施工机械使用过程中时刻保持安全距离，不得触碰铁路桥墩及附属设施，增加桥墩临时隔离防护措施；⑤施工期间严禁在杭长高速铁路附近抽排地下水，做好新建道路、既有铁路及施工区域的排水工作；⑥施工期间应做好桥墩变形监测，避免因铁路桥墩变形超限发生重大风险事故。

3结论与建议

3.1安全注意事项

1. 移梁过程中安排专人全过程进行指挥，被吊装的梁下严禁站人，确保安全;梁片上应提前做好清扫，不得携带任何障碍物和轻飘物进入封锁地点。2)吊梁之前，检查钢丝绳与各部件的磨损情况，超过限制时应及时更换，不得凑合使用，确定钢丝绳完好后再进行吊装。3)梁从运梁炮车起吊时，当梁刚好脱离运梁炮车的时候(即起吊2～3cm时)停止起吊，然后对龙门吊进行一次全面检查，若无异常现象，再进行下一步。4)吊梁过程中，随时注意卷筒绕绳，如发现钢丝绳掉槽、乱绳应马上停止作业，更正后继续进行作业。5)在梁体下落过程中，应由专人看护卷筒放绳状态，如有夹绳、脱槽现象应立即停机处理。6)单片梁就位后，严禁非工作人员上梁走动及派专人巡视，并且在两端采用钢管设置硬隔离，采用彩条旗拉设安全警示标示。7)起重作业时，必须执行“十不吊”“七禁止”的制度。

3.2其它

(1)为确保铁路桥梁的结构安全，应在高速铁路桥墩附近的市政道路两侧设置防护栏，以避免车辆在后期运行中碰撞高速铁路桥墩。(2)为防止发生紧急情况，应准备高速铁路下市政道路建设的应急措施，并根据现场情况及时制定相应的应急计划。(3)在高速铁路大桥下的施工阶段，有必要严格控制施工，以避免高速铁路大桥上工程机械的接触和损坏。(4)做好施工前后和道路运营初期的监测工作，动态掌握现有高速铁路桥梁的状况，必要时结合控制标准制定应急预案，确保现有高速铁路桥梁的安全。(5)钻孔灌注桩应对称间隔放置。对于高速铁路桥梁桩基础附近新建的桩，应适当延长钢衬长度，避免钻井过程中出现倾斜孔、孔崩、泥浆泄漏、跑步机周边不稳定等现象。(6)施工单位应按照规定与铁路部门签订安全协议，并根据批准的施工方案、安全措施和施工计划开展工作。专职安保人员24小时巡逻，保护铁路，随时制定应急计划和措施，确保现有铁路运营的安全。

结束语

下穿铁路方案设计中应进行安全稳定性分析，对设计方案施工过程对铁路桥墩的影响进行定性分析，选择最适宜的设计方案。在施工方案选择中，应尽量避免在铁路范围内土体的大规模开挖及填筑，应尽量选择对土体、构筑物扰动小的施工方案及机械，保证桥墩的位移变化满足规范要求。

参考文献

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