地铁隧道穿越既有桥梁桩基的设计与数值计算研究

以昆明地铁2号线穿越新中路立交桥为依托,对穿越段地铁隧道进行了设计,并采取数值模拟的方法,来探讨桥梁桩基在地铁2号线穿越之后的变形及内力变化情况,并就城市地铁隧道对既有桥梁的变形控制技术提出了建议。     

受地铁施工穿越的城市桥梁健康监测与安全预警研究

随着城市地下轨道交通的迅猛发展,相当数量的城市桥梁面临着地铁穿越的影响,很多桥梁在地铁施工穿越过程中出现了相当程度的沉降、变形、裂缝甚至局部塌陷,严重的影响了桥梁的使用功能。笔者以北京十号线二期地铁穿越新兴桥为研究对象,建立了在役桥梁受地铁施工穿越的监测指标体系、对监测数据进行了分析处理,对地铁穿越施工对在役桥梁影响进行了评估。     

南京地铁三号线主动桩基托换工程设计

龙蟠南路高架桥是南京市南北向重要通道,交通繁忙。地铁三号线下穿位于雨花站至卡子门站区间,地铁隧道左线穿越龙蟠南路高架桥侵入桥台桩基;隧道右线穿越龙蟠南路高架桥侵入高填土路基挡土墙预制方桩,直接截取桩基对地铁盾构施工及桥梁结构本身受力存在安全隐患,需对其主动桩基托换处理。该文介绍了其工程设计。为维持高架桥正常通车,不中断交通,分别从劲性托换梁方案和承台补偿方案进行对比分析,优化选定了承台补偿方案,并对承台补偿方案的整体结构计算分析与设计作了论述,有效地解决了桥台主动桩基托换难题,具有较好的应用价值。     

土压平衡盾构穿越河道地下障碍物施工技术研究

南昌地铁1号线5标段盾构隧道穿越抚河,抚河下有破除桥梁残留的临时钢筋混凝土桩等障碍物。采用地质雷达确定了抚河段内未知地下障碍物的位置,同时对盾构机刀盘配制、螺旋输送机和掘进参数进行了分析。研究表明：为了保证盾构机安全穿越地下障碍物区,刀盘刀具需具备一定的破岩能力,同时需对刀盘转速和掘进速度进行控制;最后分析了穿越地下障碍物对盾构机的影响。这对今后地铁盾构隧道工程有一定的指导意义。     

隧道下穿既有桥梁施工量测与变形控制

地铁隧道施工必将穿越大量既有桥梁,并对其正常使用造成不利影响,桩基的变形是隧道下穿既有桥梁施工影响的控制核心。以莞惠城际铁路隧道下穿惠州市鹅桥施工为工程背景,通过现场实测数据分析隧道下穿既有桥梁的影响。     

地铁隧道盾构穿越高架桥桩基托换工程计算分析

为有效计算地铁隧道盾构穿越高架桥桩基托换施工前后桥梁承台及桩基受力的变化情况,保证桩基托换工程的顺利进行,本文依托厦门市轨道交通6号线隧道盾构下穿跨杏林湾路高架桩基托换工程,结合桩基托换工程特点和工程现场的实际情况,利用MIDAS/fea与MIDAS/civil建立桥梁桩基托换三维数值模型和梁单元模型,并通过该模型对施工现场的桥梁桩基托换工程进行数值计算,重点分析桩基托换施工中新建承台及桩基承载力的变化情况,据此提出桩基托换施工质量的控制措施,保障桩基托换工程质量,为类似工程的顺利建设提供理论指导与参考。     

中国首条穿越长江公铁两用隧道施工

武汉地铁7号线一期工程过江隧道已于近期进行了盾构机始发井施工，这标志着我国第一条穿越长江的公铁两用隧道正式进入全面施工阶段。     

隔离桩施工对邻近高铁高架桥桩基的变形影响分析

盾构穿越邻近桥梁桩基时通常采用隔离桩作为地基主动加固措施,但当隔离桩与既有桥梁桩基相距较近时,隔离桩桩基施工会对桥梁既有桩基产生影响,因此有必要对此进行分析。依托杭州地铁1号线下穿沪杭高铁余杭南站高架桥工程,结合现场实测数据对钻孔桩和旋喷桩施工引起既有高架桥桩基的变形进行分析。研究表明:钻孔桩施工对桩基水平位移影响很小,对沉降影响较大,现场实测最大沉降为0.94mm;钻孔桩完成后,旋喷桩施工对桩基水平位移和沉降有一定影响,现场实测桩顶最大水平位移为0.5mm,沉降为0.6mm。因此,在施工过程中应严格控制施工速度等参数,加强监测以减小隔离桩施工对既有高架桥桩基的影响。     

天津地铁5号线穿越东风立交桥区段方案研究

随着城市轨道交通建设速度加快,线路穿越城市密集建筑区地段越来越多。为了解决地铁穿越建构筑物密集的城市中心区域地铁选线难题,以天津市轨道交通5号线穿越东风立交桥区域为例,对区域内线站位布设方案、区间盾构隧道设计及桥梁桩基托换等工程技术方案进行研究。主要结论如下： 1）线路采用左右线上下重叠布置方式,较传统的常规方式占用地下空间少,增加线路选线的自由度,可有效避让线路两侧密集建筑物基础,减少拆迁,降低工程造价,解决了拥挤空间内的布线难题。2）上下重叠盾构隧道采用先下后上的施工顺序及在下洞设置钢支架、采用多孔注浆等设计、施工控制措施,可减少上下洞体的相互影响。3）匝道桥桩基托换采用桩基主动托换法施工,可有效控制桥墩沉降。     

全回转套管钻机在盾构隧道桩基清障中的应用

武汉市轨道交通3号线第12标段在菱角湖公园风井-菱角湖路站区间盾构将穿越原有武汉图书大世界遗留桩基将影响盾构的穿越。为保证盾构机正常安全掘进,必须对这些桩基进行拔除。现结合该工程的实际情况,介绍了全回转套管钻机清除地下障碍物施工工法。     

二次托换技术在福州地铁紫五区间桩基托换中的应用

针对福州地铁2号线紫阳站-五里亭站盾构区间五里亭立交桥桥桩侵入隧道影响盾构掘进，且存在低净空、污水管干扰、场地狭小等施工难点问题，提出将桥梁施工工艺、钢管贝雷梁临时支撑、同步顶升、绳锯切割及全回转钻机拔桩等多项工艺有效衔接的二次体系转换法桩基托换施工技术。介绍该二次体系转换法桩基托换施工技术的施工工艺，分析其应用效果和社会经济效益。结果表明： 1）采用该桩基托换施工技术，桥梁裂缝最大为2 mm、梁底最大位移为3.9 mm、墩底最大沉降为3.8 mm、托换体系最大位移为24 mm、邻近桥墩最大沉降为1.2 mm，既有桥梁与周边环境可控。2）与常规托换梁托换后盾构破桩方法相比，工期缩短2~3个月，费用节省约50%，可克服周边复杂环境的影响，规避盾构带压开舱和破桩的风险。     

盾构隧道下穿软弱土层既有人行天桥桩基设计探讨

地铁盾构隧道下穿软弱土层既有人行天桥钢筋混凝土桩基,设计中采用扩大基础对人行天桥桩基进行被动托换,同时在有限的桥下空间采用松木桩加固扩大基础底部软弱土层,结合加强盾构管片配筋、设置地面临时托换支架等措施,确保盾构机直接切削桩基通过后,地面天桥满足正常使用条件、高含筋量混凝土管片的强度及刚度均满足要求.该综合处理方式避免...     

砂卵石地层盾构侧穿既有桥梁桩基施工控制技术

为探究砂卵石地层盾构近接侧穿既有高架桥桩基时相关施工控制技术的适应性,基于成都地铁的地层特征、二环路运营桥梁结构性能及周边环境,针对性地采用“主动加固”与“被动加固”相结合的加固控制技术:桥梁钢管隔离桩、袖阀管注浆加固和盾构洞内注浆加固。结合现场监测分析,实践证明:盾构侧穿高架桩基时双洞之间的桩基础位置为高风险区域,局部施工保护方案有效地阻隔隧道-围岩-桩基-地表的变形传递;地表沉降,墩台沉降以及盾构拱顶沉降在采取了加固措施之后,均满足安全控制值要求。     

双孔平行地铁顺穿桥梁对桥梁桩基础影响研究

利用有限元分析软件建立桥梁基础及双孔地铁的模型,模拟地铁盾构的施工工况。研究盾构施工前后地铁隧道、周边土体变形趋势及其对地铁顺穿桥梁的桩基础轴力、弯矩、水平变形及沉降的影响。分析结果表明:隧道施工造成隧道上部土体沉降,下部土体隆起,隧道呈现椭圆形;其顺穿桥梁桩基轴力、弯矩增加幅度较大,桩基在地铁隧道深度以上竖向沉降,在隧道深度下局部桩体隆起,桩身位移呈现“3”字形,最大位移位于隧道中心标高与隧道底标高之间。     

盾构切桩后桩基对管片作用力确定及控制措施

为获得盾构切除桥梁桩基后残桩对管片的竖向荷载及残桩的承载力，评估切桩后桥梁和盾构隧道结构安全，开展残桩对管片作用力的计算分析。首先，分析盾构切桩后残桩对管片作用力的影响因素，包括桩长减短、施工扰动及桥桩竖向刚度变化等。然后，在考虑这些因素影响的基础上建立残桩承载能力和所受竖向荷载计算公式，并以具体工程为例进行计算对比，结果表明： 本工程残桩承载力无法满足所受竖向荷载，需进行残桩周围地基加固；通过对地基注浆加固计算，残桩承载力可满足竖向荷载，能够保证管片和上部桥梁结构安全。最后，根据理论和实例分析，提出减小残桩对管片受力影响的施工控制措施，包括减小施工扰动、提高桩侧摩阻力及加强管片配筋和螺栓强度等。     

桩基施工及承载阶段对运营盾构隧道的影响

针对合肥某立交桥上跨既有盾构隧道工程，通过有限元数值模拟方法对单桩邻近隧道施工进行参数敏感性分析，并进一步研究立交桥单桥墩桩基础与双桥墩桩基础在施工及承载阶段对盾构隧道管片变形与内力的影响；通过对比分析2种立交桥跨越既有盾构隧道方式下的地表沉降、盾构隧道管片及铁轨变形，探讨2种跨越方式在工程应用中的优劣。研究结果表明： 1）单桩对邻近隧道结构的影响，随着桩长、桩径的增加而增大；随着桩隧净间距的增大而近似呈指数函数形式降低。2）当桩长与隧道埋深比值大于1时，增加桩长是减小隧道结构变形的有效途径。3）单桥墩桩基础施工阶段对盾构隧道的影响效应小于承载阶段，管片位移以沉降为主。承载阶段随着荷载的增加，横向轴力与弯矩在靠桩一侧拱腰位置变化最大，纵向轴力与弯矩在拱顶位置变化最大。4）双桥墩桩基施工及承受上部荷载时，较单桥墩而言同一管片处的沉降增大0.3 mm，水平向位移减小0.56 mm。经比较，中间无桩的跨越隧道方式更优。     

盾构隧道施工对邻近桥梁桩基的影响分析

以深圳地铁7号线珠光站-龙井站区间盾构隧道下穿南坪快速龙珠大道跨线桥为依托,运用MIDAS GTS NX软件模拟了盾构掘进的全过程,得出了地面沉降和桩基倾角值;对施工时地面沉降进行预测,并与监测数据进行了对比,证明计算结果可靠。结果表明:地面沉降的理论计算最大值为8.5 mm,实际监测值为8.0 mm,误差为6.25 %;桥梁桩基产生隧道横断面、隧道纵向方向的最大倾角分别为39.62",39.2",其倾角在盾构机穿过桥基30 m后趋于收敛稳定。     

盾构隧道埋深对临近铁路桥梁的影响分析

为研究盾构隧道下穿临近铁路桥梁过程中隧道埋深对既有桥梁沉降变形及水平位移变化的影响,以武汉地铁3号线区间盾构穿越铁路桥梁工程为依托,利用有限元软件ANSYS对不同隧道埋深（2D、2.5D、3D（D为隧道直径））下桥梁的梁体结构、轨道线路及桩基位移等进行对比分析,并结合现场数据进行验证。研究结果表明： 1）随着隧道埋深的增大会引起桩基、梁体及钢轨等结构竖向位移的增大,当隧道埋深为18 m时,墩台最大沉降超过了限制值; 2）隧道埋深分别为12、15、18 m时,桥梁墩台及梁体结构均表现出以沉降为主的变形,而水平位移变化幅度较小; 3）在满足地表沉降限值的条件下可适当减少隧道埋深,以控制隧道开挖引起的上部桥梁、钢轨等结构物变形。     

城市桥梁桩基托换设计关键技术

依托某高架桥梁桩基托换工程,从托换方式、旧承台与托换梁连接设计、顶升设计等桩基托换设计方面以及施工监控和风险源控制等方面,介绍了桥梁桩基托换设计的关键技术,并提出了将桩基托换、盾构施工和既有桥梁结构安全分析结合起来进行整体系统性分析研究的建议。