盾构隧道近距离穿越桥墩桩基的力学行为研究

研究目的:盾构隧道近距离穿越既有桥墩的理论研究在国内尚不成熟,可以类比的工程案例也不多且可比性有限,对此课题进行研究,探讨此类工程的力学行为规律及行之有效的加固措施,是本文研究的目的,可为类似工程提供参考或借鉴. 研究结论:盾构近距离穿越桥墩桩基时,若盾构与桥墩的间距小于隧道半径,双桩桥墩就会向反方向倾斜,一定程度上加大了同步注浆量和二次注浆量.若同时对盾构和桩基间土体进行预加固,则是一种即安全又经济的加固方案之一.     

旋喷桩与袖阀管注浆在桥梁桩基加固中的应用

长沙市地铁盾构隧道下穿新中路立交桥,MIDAS有限元分析结果表明,若不采取加固措施桥梁桩基沉降可达5 cm。采用旋喷桩与袖阀管注浆相结合的方式对盾构隧道影响范围内52座桥梁桩基进行加固,介绍旋喷桩加固及袖阀管注浆加固的原理、工艺流程和参数选取。所选用的加固方案施工方便、快捷,成本较低。监测结果表明,加固后避免了桩基的不均匀沉降,整体沉降控制在允许范围。     

不同加固方式下盾构施工对桥梁桩基影响的研究

某城市地铁盾构隧道近距离穿越城市立交桥桩基,最小净距仅1.56 m.应用 ANSYS 建立三维非线性有限元模型分析盾构隧道施工对桥梁桩基的影响.采用接触单元来模拟桩基与土体的相互作用,分析不同加固方式下盾构隧道掘进对近接桩基位移和内力的影响.计算结果表明:盾构隧道近接施工时,既有桩基会产生侧移和附加内力;对距离隧道较近且靠近隧道侧的桩基进行花管注浆加固效果不明显;对盾构隧道穿越地层进行加固能有效降低桩基的侧移和附加内力.     

岩溶区客运专线桥梁桩基沉降和注浆加固研究

新建铁路客运专线设计时速多为300 km以上,对桥梁桩基沉降量要求极高。全面分析岩溶区溶洞对桩基沉降的影响,准确预测岩溶区桩基的沉降量是铁路客运专线桥梁基础设计的难题。以郑徐铁路客运专线徐州特大桥岩溶区桩基工程为依托,通过建立桩基和溶洞地基有限元模型,系统分析了溶洞参数对桩基沉降的影响规律,并对比了不同注浆加固方案对岩溶区桩基沉降的控制效果。结果表明:溶洞顶板厚度、桩尖至岩溶层间岩土层厚度、溶洞尺寸大小及竖向线溶率均对桩基沉降有影响。其中,桩尖至岩溶层间岩土层厚度和溶洞顶板厚度对注浆加固效果影响较大,应根据具体情况进行分析以确定合理的注浆加固方案。     

广州地铁盾构下穿对近接高架桥桩基的影响分析

运用MIDAS/GTS三维有限元分析软件,模拟了盾构隧道动态施工对近接高架桥桩基的影响,重点分析了桩基水平位移及沉降的发展规律,为盾构安全通过提供依据。研究表明:两侧桩基水平位移在隧道范围内呈现明显"凹槽";盾构推力是影响桩基水平位移的重要因素,对沿隧道方向水平位移的影响较沿垂直隧道方向大,对桩基沉降影响较小;工程拟定袖阀管注浆加固措施将引起桩基产生附加沉降,对桩基水平位移控制无明显效果。分析结果认为,在不采取袖阀管注浆加固措施情况下,合理选取盾构推力,可完成盾构隧道对近接高架桥桩基的安全穿越。     

盾构下穿桥梁及河流关键技术方案

盾构在穿越桥梁等障碍物及河流时,施工难度高,风险大。南昌地铁1号线中山西路站—子固路站盾构区间段下穿抚河及横跨抚河的中山桥,因中山桥部分桩基深入盾构范围内,需要研究盾构穿越桥梁桩基的相应方案和技术措施。通过对拆桥重建、改线绕避以及基础托换三个方案优缺点的对比分析,最终选用拆桥重建作为盾构穿越方案。采用拆除既有桩基等障碍物,河道范围施作围堰排水,设置混凝土板抗浮,深层搅拌桩加固土体等综合措施;同时优选盾构机型及掘进模式,控制及调整掘进方向,适时注浆防护,使盾构机顺利穿越抚河。     

盾构下穿桥梁及河流关键技术方案北大核心

盾构在穿越桥梁等障碍物及河流时,施工难度高,风险大。南昌地铁1号线中山西路站—子固路站盾构区间段下穿抚河及横跨抚河的中山桥,因中山桥部分桩基深入盾构范围内,需要研究盾构穿越桥梁桩基的相应方案和技术措施。通过对拆桥重建、改线绕避以及基础托换三个方案优缺点的对比分析,最终选用拆桥重建作为盾构穿越方案。采用拆除既有桩基等障碍物,河道范围施作围堰排水,设置混凝土板抗浮,深层搅拌桩加固土体等综合措施;同时优选盾构机型及掘进模式,控制及调整掘进方向,适时注浆防护,使盾构机顺利穿越抚河。     

砂卵石地层盾构侧穿高架桥桩基的施工控制技术

为探究盾构近接侧穿既有高架桥桩基时各相关施工控制技术的适应性,以成都地铁5号线科园站—高升桥站区间盾构侧穿二环路高架桥为工程背景,提出钢管隔离桩、袖阀管注浆加固、洞内注浆加固、综合加固4种施工控制技术。通过数值模拟,结合现场监测分析,得到结论如下:盾构侧穿高架桩基时双洞间的桩基础位置为施工的高风险区域,局部的施工保护措施可有效阻隔隧道-围岩-桩基-地表的变形传递,出现左右线高低双驼峰现象;由于隧道-围岩-桩基之间的变形传递和互相协调,靠近隧道的桩身均出现局部位移偏移,综合加固技术对控制桩基侧向位移具有良好效果;局部的保护措施对盾构衬砌局部的变形具有显著的改善作用。     

浅覆土盾构隧道近距离侧穿地下承重桩施工技术

济南地铁某盾构区间近距离侧穿紧邻车站主体结构尚未施工完成的地下承重桩基,承重桩基底板距离区间隧道拱顶最近处3.3m。盾构穿越区域采用三重管高压旋喷注浆对地层进行预加固,衬砌结构采用冗余注浆孔管片,采用土压平衡掘进和足量同步注浆,管片脱出盾尾后及时二次注入双液浆以进一步提高管片的稳定性等技术措施,这些技术措施可有效控制地面沉降,规避盾构掘进对地下承重桩基的不利影响。     

盾构隧道下穿既有铁路桥梁桩基的加固措施

依托武汉地铁3号线盾构隧道下穿既有铁路桥梁桩基工程,分别对不加固、桩基周围土体注浆加固、采取隔离桩防护3种工况隧道下穿过程进行有限元数值模拟。结果表明:2种加固措施均能减少地表沉降和桩基位移,满足既有结构物变形控制要求;与注浆加固相比,隔离桩防护对地层沉降和桩基位移的控制效果更显著。在此前提下,可综合考虑工程量、工程造价等因素,根据工程实际情况合理选用加固措施。     

荷麻溪大桥主桥方案设计

荷麻溪大桥是广东省江门至珠海高速公路上的一座特大桥梁,主桥为双塔单索面部分斜拉桥,主桥孔跨布置为(125+230+125)m。介绍荷麻溪大桥主桥的方案比选及所选方案的主要结构设计。     

霁虹桥旧桥改造方案的设计构思

为适应城市交通的发展需要,霁虹桥需进行重新修建并恢复老桥原貌。结合旧桥拆除与新桥重建,主要介绍旧桥拆除与新桥重建的设计构思及方案实施。     

杭州湾大桥北航道桥结构优化研究

应用三维空间有限元模型,进行斜拉桥结构优化设计。利用有限元法进行结构分析,求出优化所需的状态变量,挠度、应力和频率。综合考虑设计变量、状态变量和目标函数的联系,应用混合罚函数建立优化模型。运用一阶优化计算方法和引入灵敏度分析进行算法优化,使结构在应力、变形和频率等约束条件下达到最小造价。以通用有限元软件ANSYS作为平台,编制相应程序,综合考虑斜拉桥结构静力性能和动力性能,用两种不同方案对杭州湾大桥北航道桥主桥进行结构优化设计,使全桥造价分别降低9 1%和5 5%。     

广佛江珠城际铁路西江特大桥主桥方案研究

西江特大桥是广佛江珠城际铁路的重要桥梁,为取得主桥合理的桥式方案,遵循"安全、实用、经济、美观"的设计原则,按照单向通航和双向通航的净空要求,采用钢桁拱桥、钢桁斜拉桥及矮塔斜拉桥,对4种桥型设计方案进行对比分析计算,综合考虑施工难度、景观效果、通航条件及工程造价等因素,最终得出双孔252 m钢桁拱桥为推荐方案。     

中俄同江铁路桥钢桁梁桥面系结构形式研究

研究目的:通常情况下,钢桁梁长度超过80 m时,桥面系应设置纵梁断缝,以减小桥面系参与结构主体的共同受力作用。同江黑龙江铁路特大桥中108 m钢桁梁桥面系采用纵横梁栓接先张法预应力混凝土套轨道床板的轻型桥面结构。为适应套轨道床板布置、提高轨道的平顺性及减少桥梁结构养护维修工作量,通过建立有限元模型进行对比分析,研究在该桥钢桁梁桥面系中设置连续纵梁的可行性。研究结论:(1)采用连续纵梁时,桥面系参与钢梁整体受力的作用增强,可缓解主桁特别是下弦杆的受力状态;(2)纵梁的轴拉力明显增加,从而引起横梁特别是端横梁的面外弯矩增大,水平挠度增大;(3)端节间撑架的设置,引起纵梁轴拉力小幅增加,但却大幅度减小横梁的面外弯矩及水平挠度,纵梁截面需适当增大,以适应其自身强度的需要;(4)按中、俄两国规范检算的结果表明,桥面系杆件受力满足两国规范要求,在本工程中设置连续纵梁可行;(5)本研究成果对桥面系设置连续纵梁的钢桁梁桥的设计具有一定的参考意义。     

铁路梁桥改扩建框架桥设计方案浅析

因地制宜地制定完整、科学、合理的设计方案是铁路梁桥改扩建为框架桥顺利实施的先决条件,结合泉州市南北大道立交桥工程实例,对在保证铁路行车安全的条件下,利用既有桥墩作24 m施工便梁加固线路,拆除既有桥,完成新桥体顶进的设计方案进行分析、探讨。     

牛角坪双线特大桥桥式方案研究

研究目的：结合线路、地形、地质情况,对牛角坪大桥提出较为合理的桥式方案。研究方法：通过对不同桥式方案的静动力特性研究,结合投资分析,提出较为合理的桥式方案。研究结果：进行了主跨256m钢桁拱,主跨256m钢管混凝土拱,主跨（110＋192＋110）m预应力混凝土连续刚构,主跨（144＋192＋144）m下承式连续钢桁梁研究。研究结论：大跨铁路桥梁,采用轻型梁部结构的上承式拱桥方案,动力特性较易满足。高墩大跨铁路梁式桥,采用轻型的梁部结构,动力特性相对较好;采用混凝土梁部结构,经济上较省。     

基于移动荷载过桥的轨道交通桥梁振动研究

应用振型分解法,对移动荷载通过轨道交通桥梁时的动力响应进行理论分析,得出轨道交通车辆过桥时共振和振动相消的公式。当桥梁第一阶竖向自振频率等于车辆速度与车辆长度之比时,会发生共振。为避免桥梁共振,设计时应满足第一阶竖向自振频率大于车辆最大速度与车辆长度的比值。当桥梁第一阶竖向自振频率等于车辆速度与两倍桥梁跨长之比的奇数倍时,轴重在桥上引起的自由振动和轴重离开桥梁后桥梁的自由振动相互抵消,桥梁振动最小。     

芜湖长江大桥裕溪河桥车桥耦合振动分析

采用空间杆系有限元方法,建立芜湖长江大桥裕溪河2×80 m连续钢桁梁桥的动力分析模型。计算得到其横向基频为2.097 Hz,与实测值1.95 Hz吻合良好,且满足现行《铁路桥梁检定规范》相应限值1.125Hz的要求。运用车桥空间耦合振动理论对该桥在实际运营列车作用下的车桥动力响应进行计算与分析,结果表明,在空载及空重混编货物列车以速度50~80 km.h-1通过时,桥梁的横向振幅达到4.5~8.1 mm,与实测值4.6~8.4 mm吻合良好,但超出《铁路桥梁检定规范》的限值,而脱轨系数小于0.8,轮重减载率小于0.6;当通过速度在70 km.h-1以下时,机车车辆平稳性达到“良”或“合格”。因此,该桥能够满足空载及空重混编货物列车以70 km.h-1及以下速度通过。     

钱江四桥主跨车桥耦合振动分析

钱江四桥是一座结构非常复杂的组合跨径双层钢管混凝土系杆拱拱桥。规划中的杭州地铁1号线从该桥下层通过。为确保成桥后轨道交通运行的安全性与乘坐舒适性，对该桥主跨进行了车桥耦合振动分析。采用数值方法模拟了脉动风速场及轨道不平顺。桥梁结构采用有限元模型，机车车辆被简化为车体、转向架和轮对并包含阻尼器及弹簧的两个悬挂系统的体系，每节车辆共有31个自由度。根据车桥耦合关系，并考虑桥上轨道不平顺以及侧向自然风的影响，分别计算了40km/h及80km/h车速下车辆和桥梁的响应。分析结果表明，在车速为80km/h、风速高达20m／s的情况下车辆运行的安全性和舒适性均能满足要求。