隔离桩对双线盾构近距离侧穿高铁桥梁桩基的变形控制分析

以武汉市轨道交通7号线某盾构区间下穿沪蓉汉高铁桥梁桩基为背景,使用FLAC 3D数值模拟软件建立了双线盾构近距离侧穿高铁桥梁桩基的数值模型,分析了隔离桩对高架桥下地层及桥桩变形的控制效果。研究结果表明:隔离桩可有效隔断土层破裂面的发展方向并减小影响规模,对地表沉降具有良好的控制作用;当桥墩处在双线隧道单侧时,双线隧道开挖对桥桩变形产生的叠加效应是同向的;当桥墩处在双线隧道中间时,叠加效应是反向的,桥桩首先向先施工隧道方向位移,然后向后施工隧道方向位移,设置隔离桩可大幅减少双线隧道开挖对桥桩所造成的叠加效应的影响。     

大直径浅埋顶管隧道邻近桥桩施工安全控制技术研究

以某顶管隧道工程为背景,基于Abaqus软件建立三维有限元计算模型,研究大直径浅埋顶管隧道邻近桥桩施工对道路路面及桥梁桩基变形受力的影响,并研究袖阀管地表注浆加固与桥桩加固措施对路面沉降及桥梁变形的控制效果,结合现场实测数据分析加固措施的有效性。研究结果表明,顶管隧道施工对桥梁桩基变形及受力影响较大,施工引起桩基向隧道发生侧移,且桩身上部位移要大于下部位移,靠近隧道的桩基易产生较大的侧移与桩身拉应力;未采取辅助措施下隧道施工引起的路面沉降、桥梁桩基变形及应力远超过规范允许值,危及道路及桥梁结构的安全,需采取有效的施工安全控制措施。研究成果可为类似工程施工安全控制提供一定的理论借鉴。     

偏压条件下隧道近接施工对既有桩基稳定性影响的研究

为了分析偏压条件下隧道不同施工方法对既有桥墩桩基稳定性的影响,以深圳市在建葵坝路隧道下穿高速公路桥梁段施工作为工程背景,采用有限差分软件FLAC3D对该隧道在3种不同施工方法作用下的施工过程进行了数值模拟。通过分析隧道围岩的应力和位移的分布特征以及桥墩桩基的变形方式和位移大小,比较了不同施工方法对桥墩桩基稳定性影响的大小。分析结果表明:顶弧侧壁法能够更好地控制桥桩位移和地表沉降,CD法次之,而台阶法最差。     

交通枢纽换乘站深基坑开挖对近邻高架桥安全敏感度分析

以洛阳龙门—换乘站基坑工程为依托，运用Midas-GTS/NX有限元软件建立地层—高架桥三维实体模型，提出桥桩变形理论计算公式，对近邻桥桩和支护桩水平位移及基坑自身位移变形特性进行分析。结果表明：理论计算预测开挖前桥桩最大变形为5.47 mm,与模拟值5.86 mm相比，较为相近；在桥桩约为8 m处，变形达到最大，其值为5.86 mm,小于控制标准值(10 mm);在基坑施工时两侧支护桩向基坑内侧弯曲，位移峰值逐渐下移，开挖结束后位移变形达到8.41 mm和8.5 mm;基坑变形以竖向隆起变形为主，开挖结束后隆起量达到67.92 mm,是最大水平位移变形的5.96倍；结合数值模拟与现场实测对比，验证了“钻土灌注桩+内支撑”支护方案在交通枢纽换乘站基坑施工的适用性。     

基于渗流应力耦合的基坑降水及开挖对邻近桥桩的影响分析

城市涵洞建设下穿高架桥区域时,涵洞深基坑施工会对周边土体和临近桥梁下部结构产生影响。以福州某下穿高架桥涵洞深基坑工程为背景,基于渗流应力耦合理论和修正摩尔库伦三维模型,借助有限元软件对降水条件下的深基坑开挖过程进行模拟,结合现场监测信息反馈进行分析。分析了基坑降水及开挖过程地表沉降及邻近高架桥桩水平位移和竖直沉降分布规律。为探索基坑施工降水最佳模式,减少降水带来的影响,模拟过程对比了一次降水和分次降水条件下的最终地表沉降和高架桥桩的变形。结果表明:基坑降水开挖过程地表沉降沿基坑开挖垂直方向呈"勺形"分布,呈现出两头小中间大的趋势;邻近基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加而减小,远离基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加先增大后减小,且距离基坑较近的桩体水平位移较大。且每一次开挖后地表沉降和桩身水平位移都增加,增加的幅度随着开挖深度变小;现场监测数据略大于有限元结果,但变化趋势基本一致,表明数值模拟具有良好的适应性;基坑降水对坑外地表沉降及桥桩变形影响显著,分次降水方案可一定程度上减少基坑降水引起的地表沉降和桩身水平位移,类似基坑降水施工可通过分次降水方案控制沉降影响。     

软土地层顶管法地下通道近接桥梁施工保护方案研究

为顶管施工中既有桥梁结构的保护提供合理可行的方案,以昆明市轨道交通4 号线菊华站地铁车站过街通道矩形顶管近接高架桥施工为背景,采用数值模拟的方法,对软土地层顶管法地下通道近接桥梁施工的地层注浆预加固及不同触变泥浆减摩等保护方案的应用效果进行研究。研究结果表明: 1)对桥桩桩侧土进行预加固可以明显减小顶管施工过程中桥桩的水平横向变形,减小比例达34%; 2)采用超灌触变泥浆减摩方案,可有效降低顶管顶进时管土摩擦力对桥桩的影响,其中桥桩纵向变形的最大值在采用超灌触变泥浆减摩方案时,相较于常规触变泥浆减摩方案减小28%; 3)采用桥桩桩侧土预加固结合超灌触变泥浆减摩的方案,可保证顶管施工过程中近接桥梁结构的安全。     

城市快速道路软土路基沉降和侧向位移监控方法

城市快速道路扩建工程软基路段施工期间的稳定安全及工后沉降控制是影响施工进度和质量的关键问题。通过对汕头市梅溪河金凤大桥———西港高架桥段城市快速道路软土地基路堤施工沉降观测和侧向位移观测,总结不同施工期沉降观测和侧向位移观测的监控方法。     

逐跨拼装中小跨径连续刚构桥临时固结方案优化研究

为优化中小跨径连续刚构桥逐跨节段拼装施工的边墩临时固结,以南昌市洪都高架桥PM45～PM48为研究对象,采用Midas软件建立"整体杆系+局部实体"的全桥有限元模型。结合现场临时固结方案,分两种优化方案,研究边墩临时固结方法对逐孔节段拼装不同点位的内力及变形的影响。结果表明:临时固结方案不同,主梁顺桥向位移不同,会导致成桥后内力不同。全联拼装完再解除边墩临时固结,有利于施工中线形控制,墩底截面拉应力也能够得到优化。临时固结的刚度越大,顺桥向位移越小,对边墩墩底应力影响就越大。对于完全刚性的临时固结,结构体系转换前后PM48墩底应力幅值变化最大;弱化固结刚度时,边墩顺桥向位移变化幅值最大。     

某连续刚构组合梁桥成桥方案对比研究

运用有限元软件建立某连续刚构组合梁桥分析模型,对不同合龙顺序和体系转换顺序对主梁应力、变形的影响进行对比,分析不同成桥方案对主梁受力和线形的影响。结果表明,不同合龙方案对主梁应力影响不大;先边跨后中跨合龙顺序下边、中跨位移增量相差较小,有利于桥梁线形控制;该桥采用先边跨合龙、后中跨合龙、再体系转换的施工方案可有效控制桥梁线形,还能减小边、中跨合龙段的竖向变形。     

超深厚软土地基海堤与桥梁叠交区沉降及稳定监测研究

超深厚软土地基海堤与桥梁叠交区的沉降使桥墩和桩基产生侧向位移,并对桩基产生负摩阻力。该文通过对某超深厚软土地基的地表沉降、内部分层沉降、侧向位移、内部测斜和孔隙水压力等进行长期观测,获得了详实的监测数据,比较客观地反映了超深厚软土地基海堤与桥梁叠交区沉降实际变化规律。     

复杂条件下暗挖隧道近距离穿越施工对既有桥梁的影响研究

为研究地铁隧道近距离穿越桥梁施工过程中的变形特点,基于深圳地铁5号线南延段某区间隧道下穿兴海大道立交桥工程,采用FEM方法对1#桥墩性状影响进行数值模拟分析。结果表明： 1）同侧桥梁上部结构沉降规律相同,最大值对应右线隧道正上方; 2）到隧道开挖面距离越小,桥梁结构受影响程度越大; 3）当开挖面到桥桩距离L=7D（跨径）时,桥桩开始受到施工影响; 4）当L=3D时,桥桩沉降速率显著增大; 5）隧道上方桥桩竖向沉降变形最大,且沉降随埋深增大而增大; 6）桥桩上部水平位移方向指向隧道,桥桩下部水平位移方向相反,且横向位移极值随桥桩到隧道距离增大而减小。采用层次分析法提出隧道施工过程中桥梁变形控制标准,并对减小沉降变形措施提出建议。隧道顺利穿越城市立交桥,验证了分析结果的合理性。     

高速公路特大桥预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

以某一大跨径预应力连续梁桥为对象,通过MIDAS/Civil建立桥梁悬臂施工阶段以及成桥阶段的结构模型,分析桥梁不同工况和不同施工荷载下的位移云图和应力云图,获得桥梁变形特征和应力特征。研究结果表明:悬臂施工段,悬臂端自重横载作用和张拉预应力作用下产生最大累计位移由悬臂根部逐渐增大;由于最大位移相反,因此预应力累计位移能够较好的抵消恒载位移影响;悬臂阶段,主梁最大应力出现在墩梁固结处,主梁应力由墩体位置向合拢段逐渐减小,在合拢处取得最小值;成桥阶段主梁合拢段产生最大应力,由合拢区向墩梁固结处应力逐渐减小,在墩梁处取得最小应力,位移量由合拢处向左右两侧块逐渐增大;中跨合拢60 d后桥面铺装时,最大位移量出现在中跨合拢段;桥梁投运3 a后主梁整体位移表现出不确定性,各块均表现出不同程度的增大或减小。     

盾构施工不同加固措施对临近高架桥桩基影响研究

城市地铁盾构施工会导致临近土体变形,使得已有桥梁桩基产生一定位移,因此在实际施工时需采取措施进行加固。该文以实际工程为例,采用有限元模型试验分析方法,分析了3种加固方式下盾构地铁施工对临近高架桥桩基的影响。结果表明:隔离桩方案隔离效果较差,注浆、横撑加固方案可有效减小桩体的水平位移。     

钢管混凝土拱桥拱肋浇注顺序优化研究

钢管混凝土拱桥拱肋安装完毕后,有多种浇注拱肋内部混凝土的方案,而不同方案对拱肋产生的内力、位移及稳定安全性都有较大的影响。为了获得最优的拱肋混凝土浇注方案,采用三维有限元分析软件模拟钢管混凝土哑铃型截面拱肋内混凝土4种浇注方案,分别从应力、变形和稳定性3个方面对比不同浇注方案间的差异。研究结果表明:随着施工阶段的增加,结构的应力、变形增大,稳定性减小;初始施工时浇注相同部位混凝土对应的最大应力、变形和稳定性系数是相同的,已完成的施工阶段会对后续施工阶段的应力、变形和稳定性产生影响;相对于其他方案,先下拱肋后上拱肋的浇注顺序下结构在整个施工阶段应力、变形幅值较小,稳定性较好。     

路桥过渡段软土地基侧向流动规律及影响研究

为研究CFG桩地基加固下的路桥过渡段软土地基的侧向流动规律，并探究其对桥梁基桩受力变形的影响，运用数值模拟，对不同CFG桩加固下路桥过渡段地基内部软土地基侧向流动、基桩受力变形情况进行对比研究。结果表明:软土地基侧向流动程度较大，且会对基桩的受力产生较大影响，增大基桩的水平位移。设置CFG地基加固桩有利于减小软土地基侧向流动，从而减小对桥梁基桩受力变形的影响。     

近海填土对既有桥梁桩基影响分析与建议

随着沿海城市建设的发展,土地资源逐渐成为制约其城市发展的瓶颈.工程建设中常常出现由于地面填筑、堆载等施工导致邻近结构物桩基拉应力和位移过大的情况.结合沿海某人工岛填筑项目对桥桩影响为例,运用Midas GTS NX三维数值模拟方法分析了填土方向以及分层填土衔接顺序对桥梁桩基的影响,同时对比分析了填土对不同桥桩桩径的影响以及对桥墩采用不同保护措施后桥桩的影响,研究结果可以为类似工程设计施工提供参考.     

近海填土对既有桥梁桩基影响分析与建议

随着沿海城市建设的发展,土地资源逐渐成为制约其城市发展的瓶颈.工程建设中常常出现由于地面填筑、堆载等施工导致邻近结构物桩基拉应力和位移过大的情况.结合沿海某人工岛填筑项目对桥桩影响为例,运用Midas GTS NX三维数值模拟方法分析了填土方向以及分层填土衔接顺序对桥梁桩基的影响,同时对比分析了填土对不同桥桩桩径的影响以及对桥墩采用不同保护措施后桥桩的影响,研究结果可以为类似工程设计施工提供参考.     

桥梁桩基础施工对既有明挖隧道变形影响研究

以某桥梁跨越隧道工程为研究背景,运用有限元软件模拟桥桩基础施工过程,并针对桩基础不同开挖深度对地铁隧道的影响展开对比分析,研究表明:在桥梁桩基础施工过程中,东西双向隧道拱底、隧道左、右拱腰以及桩基础周边土体变形规律均呈对称分布;靠近隧道附近施工对隧道拱底和拱腰的变形影响最大;桩基础开挖深度未超过隧道时,地表沉降与桩周土体水平位移均随着开挖深度的增大而变大,当开挖深度超过隧道位置后,地表沉降与桩周土体位移将不再受开挖深度的影响,其结论可为类似桥梁跨越隧道工程研究提供参考与借鉴。     

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。     

群桩基础桥桩单边开挖稳定性精细化数值模拟分析

航道升级开挖会对既有桥梁桩基产生复杂的不安全影响。由于缺乏相应的设计计算理论,因此优化设计困难。文中针对桥桩嵌入河岸和远离河岸2种典型情况,考虑群桩桩土接触效应和钻孔灌注桩施工特点,采用侧壁阻力反算摩擦系数的方法,建立地基-桥桩整体三维精细化数值模拟模型,对存在软弱夹层的河床地层开挖后桥桩的内力和位移影响进行研究。结果表明,由于河床开挖回弹和河岸边坡的综合效应,桥桩与河岸分离时,桥桩产生的内力与位移大于嵌入式模型,桩基产生了1.66 MPa的拉应力,桩顶最大水平位移9.5 mm,大于规范允许值6 mm,建议进行加固预处理。三维精细化数值模拟能有效反映桩土摩擦效应、开挖引起的整体位移场效应、复杂地层分布,以及复杂边界效应。