现浇连续箱梁支架预压计算及施工要点

在大型混凝土浇筑而成的连续箱梁的施工中,支架的稳定性是确保成功完成现浇施工的关键。为了保证箱梁的尺寸、高程和坡度符合设计标准,必须在现浇施工前进行一系列的预压,其目的是消除支架及地基的非弹性变形,获得支架的弹性变形值及施工预拱度数据,以便指导后续施工。鉴于此,以在建沈海复线宁德漳湾至连江浦口福州段高速公路梅里互通B匝道1号现浇连续箱梁桥为例,对桥梁支架的预压施工进行探讨。     

扬州膨胀土地层深基坑受力与变形特性研究

为研究扬州膨胀土地层中深基坑施工过程受力与变形特性,文章基于扬州某隧道工程深基坑开挖实例,进行了大量现场实测分析,结果表明:(1)围护结构深层水平位移最大值位置基本位于基坑开挖面以上0~7 m范围内。最大深层水平位移值约处于0.13%H~0.34%H之间,墙顶竖向位移处于-0.13%H~0.11%H之间;(2)立柱隆沉值位于-0.05%H~0.17%H之间。相邻两立柱的差异沉降值为0.14%;(3)地表沉降值约位于0.04%H~0.14%H之间,最大地表沉降值在距离基坑边0.5H_e~0.7H_e范围内,影响范围约为2.5H_e。而最大地表沉降值与最大围护结构侧移的比值约为0.27~0.42范围,地表沉降值远小于围护结构水平位移值;(4)孔隙水压力和侧向土压力在施工中逐渐减小,土压力包络线为典型的梯形包络线的形式,土压力位于1.07γH_e包络线范围内;(5)膨胀土基坑在施工中表现出明显的膨胀变形。分析得到的各项受力与变形值范围,对于扬州膨胀土基坑设计和施工变形控制具有一定参考价值。     

振动荷载下倾斜桩复合地基变形控制研究

桥梁等工程现场施工时难免出现因施工不当或侧向开挖等因素导致桩基础产生倾斜,而目前对于含不同倾斜角的桩及地基在振动循环荷载下的变形性能研究较少。文章通过室内模型试验,对含不同倾斜角管柱桩及地基施加竖向循环荷载,测量其在不同加卸载阶段的沉降量和水平位移。结果表明:(1)在加卸载过程中,桩和地基的沉降及水平位移随着荷载、加载次数和倾斜角度的增加而增大,实际工程中可以通过预压法减少后期的沉降和水平位移量;(2)每次加卸载时土体产生的沉降与位移变形,均包含弹性变形和塑性变形。结合试验结果,对倾斜管柱桩在竖向循环作用下可能产生的病害进行了机理分析,并提出了防治措施。     

多因素下双线盾构隧道施工引起的土体变形研究

考虑多因素(土体损失、正面附加推力、盾壳摩擦力、附加注浆力)的作用下,文章首先提出了改进统一土体移动模型的方法,其次建立了力学计算模型,对双线水平平行盾构隧道施工引起的土体变形计算方法进行研究。根据弹性力学Mindlin解,对多因素中后3个因素引起的土体变形理论解进行计算,基于统一土体移动模型解对土体损失引起的土体变形理论解进行计算,最后叠加得到多因素下总的土体变形理论解。采用该方法对杭州地铁1号线的纵向地表沉降、纵向水平位移及不同深度处的土体竖向位移进行计算,研究其变化规律;同时对水平位移变化的影响因素进行分析。研究结果表明:随深度改变,在最大沉降量附近10~13 m横向范围内的土体沉降会产生改变;土体水平位移方向随计算点和隧道的位置关系变化而发生改变;随着两隧道间距J的增大,双线隧道深度附近的土体水平位移减小,地表附近处的水平位移值变化值不大。     

富水砂层影响下隧道开挖失稳破坏机理研究

为研究富水砂层影响下隧道开挖失稳破坏机理,文章依托某隧道实际工程,通过FLAC 3D软件进行建模与计算,考虑富水砂层厚度、隔水层厚度、粘聚力和内摩擦角等因素影响,分析各因素对围岩变形破坏的影响规律。结果表明:隧道拱顶对应位置的地表沉降值明显大于其他位置的地表沉降值,拱顶正上方的围岩内部位移随着深度的增加而逐渐增大,隧道拱顶位置的沉降达到最大值;随着富水砂层厚度的逐渐减小以及隔水层厚度的逐渐增大,地表沉降值和拱顶正上方的围岩内部位移不断减小;富水砂层和隔水层的厚度对隧道围岩变形存在较大影响,在隧道的选线过程中,应保证隧道拱顶与富水砂层之间存在足够的安全距离;随着隔水层粘聚力和内摩擦角的逐渐增大,地表沉降值和拱顶正上方的围岩内部位移不断减小:在隧道施工过程中,可考虑通过超前加固措施或者向隔水层进行注浆加固以提高隔水层粘聚力和内摩擦角,降低隔水层的渗透性。     

邻近既有深基坑的盾构法隧道施工地层变位分析

文章针对盾构隧道邻近深基坑推进的工况,进行室内缩尺模型试验,并建立了对应工况下的盾构隧道-土体-基坑围护结构三部分共同作用的三维有限元计算模型。通过对比同一工况下的室内模型试验和数值计算结果,验证了三维数值分析的可行性和可靠性;得到了邻近既有深基坑的盾构法隧道施工引起周边地表沉降的分布特点及其变化规律;分析了盾构隧道开挖引起的横断面不同深度处地层位移的特点;分析了隧道上方的地表沉降分布受邻近既有基坑的影响及沉降值随盾构隧道推进进度的变化规律,得到了盾构隧道对基坑围护结构的位移影响情况;并提出了盾构隧道施工过程中对周边地表沉降、地层变位及基坑围护结构位移与变形进行实时监测的建议。     

超大直径泥水式盾构施工地层变形规律研究

文章以南京市纬三路过江通道大直径双线盾构(φ14.5 m)工程为背景,结合现场监测数据,对超大直径泥水式盾构在砂、砂卵石地层中掘进引起的地表变形过程和分布规律进行分析。研究结果表明:盾构隧道地表纵向变形分为四个不同阶段,分别为隆起、快速沉降、缓慢沉降和最后稳定阶段;单线隧道施工地表变形可用Peck公式描述,拟合得到Vl值平均为1.856%,K值平均为0.423,整体呈现单峰状;双线隧道施工地表变形呈不对称双峰状,这是因为后建隧道的施工增加了地表最大沉降值以及沉降槽宽度,进而改变了沉降槽的形状;双线隧道施工地表变形可用双Peck公式进行描述,K值与隧道数量、施工历史情况无明显关联,Vl值与施工方法、质量控制及双线隧道施工顺序有关。研究结果可为类似工程提供指导及参考。     

特大断面隧道非对称双侧壁施工方法研究

文章以重庆火凤山隧道为依托,根据变更方案建立了对称双侧壁和非对称双侧壁两种工法的三维数值计算模型,针对ZK3+279～ZK3+303里程的20 m加宽大跨段隧道分析围岩变形和地表建筑沉降受开挖影响的规律.计算结果表明:变更前后的围岩位移变化规律相同,最终位移值相近,变更后的围岩位移较原设计略有减小;建筑基底沉降与围岩位移的变化规律相似,在施工方案变更后,建筑基底沉降的变化值较小,基底沉降规律与原设计基本相同;非对称双侧壁工法方案没有出现隧道变形过大等情况,能够有效解决大断面多导坑开挖带来的作业空间有限问题.     

悬臂挂篮施工过程中数字化精准监测及反力架高效预压施工技术的研究及应用

挂篮是悬臂法浇筑混凝土梁体时用于承受梁体自重及施工荷载的特殊设计工艺设备,为解决液压架体受力和位移没有量化精确管控的问题,组织开展了《悬臂挂篮反力架高效预压及施工过程数字化精准监测技术研究》,开发了挂篮施工数字化实时精准监测及挂篮反力架高效预压施工技术,通过液压架体施工数字化精准智能控制系统,实现悬臂浇筑施工过程中对变形和内力进行动态控制的数字化双控,解决桥梁常规施工监控测量的位移监测结果单一且数据采集与挂篮施工过程不同步的弊端,规避悬臂挂篮施工过程中爬架不均匀堆载或超载造成爬架倾斜甚至坍塌的风险。     

饱和软土地区地下车站管幕法支撑施工关键技术研究

在软土地层中进行暗挖施工风险较高,对周边环境影响较大。管幕法可有效控制开挖期间沉降,适用于软土地区,但目前在软土地层中实施管幕暗挖施工的实际工程案例和相关研究较少。依托上海轨道交通14号线桂桥路站管幕工程实例,介绍了在狭小的管幕分仓空间内快速暗挖出土和采用可施加预应力型钢框架支撑的施工技术。研究表明:采用管幕分仓分层暗挖方式可行,采用改进的扒渣机和破拆机器人配合可提高出土效率,且施工期间总体沉降可控;通过施加预应力可有效抵消管幕和钢支撑结构的弹性变形和非弹性变形,进而降低开挖时管幕总体沉降。     

地铁车站中洞法施工地表沉降变形规律研究

文章以北京地铁14号线陶然桥站中部暗挖主体工程为研究对象,通过几何水准测量监测方法,对中洞法施工各施工工序引起的地表沉降变形规律进行了分析和总结。结果表明,沉降变形主要经历5个阶段,即柱洞初期支护施工沉降阶段、中洞初期支护施工沉降阶段、中洞二次衬砌底板与扣拱施工沉降阶段、侧洞初期支护施工沉降阶段及二次衬砌结构施工沉降阶段。其中第Ⅰ阶段与第Ⅳ阶段沉降值占最终沉降值比重最大,最终沉降横断面曲线呈轴对称,以中洞中线为对称轴线。     

基于热力图的地铁车站变形可视化分析

为了直观地展示地铁车站在施工过程中整体变形的实时分布情况,文章基于等高线生成算法,对变形监测点数据进行热力图可视化研究;基于某地铁车站的变形监测数据,针对地铁车站在施工过程中的地表沉降、桩(墙)体水平位移、支撑轴力等监测项目进行变形可视化分析。结果表明,采用热力图可视化分析方法对监测数据进行实时分析,得到了对应监测项目的变形实时分布情况,能更加形象、快速、直观地展示出地铁车站不同位置的宏观变形情况。这种基于热力图可视化进行监测变形分析的方法,丰富了施工变形分析的研判手段。     

隧道穿越软硬互层地区围岩变形模拟研究

文章以某公路隧道穿越软硬互层实际工况为原型,设计不同的软硬互层层厚比和层厚工况,进行室内模型试验,分析隧道围岩的宏观破坏特征,并通过ABAQUS数值仿真计算,模拟隧道开挖施工过程,得到其围岩特征点位移的变化规律,结论如下：软硬互层的层厚比、层厚越小,隧道模型试块所能承受的极限承载力越小,拱腰处裂缝越多,拱顶沉降越明显,隧道变形越剧烈;隧道穿越软硬互层时,其层厚比、层厚越小,隧道四周的应力集中越明显;隧道穿越软硬互层时,其围岩竖向位移与水平位移均以隧道为中心对称分布,软硬互层层厚比、层厚越小,拱顶沉降值、拱底隆起值、两侧拱腰水平位移值均越大,围岩变形越明显。     

盾构隧道穿越桥梁桩基群的桩基托换技术研究

为探析盾构隧道穿越桥梁桩基群中桩基托换过程的受力转换机理及盾构隧道掘进对群桩基础结构的影响,文章以深圳地铁10号线盾构隧道穿越广深高速桥梁桩基群为工程背景,采用FLAC~(3D)开展桩基托换与地铁隧道施工的数值模拟。研究结果表明:桩基托换后,桥梁荷载体系从桥面板→桩基→地基土转换为桥面板→既有桩基+托换桩→地基土,被托换桩的上覆荷载能够有效地转移到新建托换桩上;在桩基托换与盾构掘进过程中所产生的沉降变形能够提高桩端阻力与桩侧摩阻力,使得桩基结构的最大主应力有所降低;桥梁桩基沉降量以盾构隧道推进过程中由地层损失和掘进扰动产生的沉降变形为主,桩基托换所产生的沉降量占总沉降量的20%~30%;桩基沉降变形、侧向位移与主应力降低效应均主要表现在托换桩上,非托换桩变化不大;盾构隧道管片衬砌结构变形主要产生在桩基托换区域附近,且以沉降变形为主,水平位移较小。     

穿风化槽水底隧道施工中围岩变形行为分析

对穿越风化槽和一般岩层的水底隧道分别进行实体建模,应用有限元程序对其施工全过程进行弹塑性数值模拟,得出施工过程中两种工况下目标断面地表、拱顶、仰拱、边墙和目标掌子面处围岩的变形行为及位移分布规律。结果表明,地表沉降主要发生在上台阶的开挖过程中;地质条件越差,目标断面之前的岩体开挖产生的地表沉降占总沉降量的比重越大,更应注意加强超前预支护;地层隆起显著区域集中在距洞壁4 m范围内;水平位移则集中在距洞壁6～8 m的范围内;目标断面最大Z向位移点位于掌子面中心下方。     

双线盾构隧道近接下穿既有隧道结构沉降变形与施工节点控制分析

城市新建地铁隧道穿越引起既有隧道变形的规律是工程领域研究的热点。文章依托某新建盾构隧道近接下穿既有盾构隧道工程,对施工全过程的实测数据进行整理,结合数值模型计算结果,重点分析了新建左、右线依次穿越过程中既有双线隧道沉降变形规律,进一步对阶段受扰动土体稳定性进行分析。结果表明:(1)时间维度上,穿越过程中既有结构竖向变形趋势与施工阶段具有一一对应关系;(2)距离维度上,隧道结构变形随着距穿越中心距离减小而增大,规律与模拟结果一致;(3)根据既有隧道变形量及变形速率,穿越开始阶段可作为沉降控制的关键节点;(4)既有隧道穿越中心区域沉降量远小于模拟值,实际沉降变形实现重新分布,验证了施工关键节点控制的有效性和结论的准确性。     

泥炭(质)土地层中盾构法施工对邻近桥梁的影响分析

文章以昆明地铁3号线工程为例,采用有限元软件模拟泥炭质土地层中盾构掘进对邻近桥梁的影响,分析了地表沉降与桥梁桩基位移规律,并与现场实测结果进行了对比。结果表明:泥炭质土层中盾构施工会造成较大的地表沉降及桩基位移,一定范围的地层加固可有效减小沉降及位移值;数值模拟中泥炭质土加固后工况的地表沉降量与桥梁位移值与现场实测值较为接近,验证了数值模拟结果的准确性与可行性。     

近接施工上覆既有车站变形动态反分析及预测

北京地铁新建4号线宣武门站分离式双洞隧道近距离垂直下穿既有2号线车站,是4号线全线建设的控制性工程。为保证施工顺利进行,需对施工引起的既有车站变形做出合理预测。为此,引入位移反分析方法,依据施工计划建立模拟动态施工过程的有限元模型,根据试验段确定"反分析前两个施工步既有车站的实测位移,确定计算参数,进而预测下一施工步既有车站变形"的动态位移反分析预测方案,对剩余施工步序中既有车站的变形进行预测及分析。采用该方法预测既有车站最大变形的误差为0~2.16 mm,预测最大差异沉降的误差为0.12~2.59 mm,比正分析方法预测准确;同时,该方法的预测准确性受新建隧道施工方法的影响,在前后两个施工步施工方案相似的情况下,预测准确度高,反之则会相应地降低。     

黄土地区地铁隧道不同湿陷变形方式模型试验系统的研制及应用研究

为研究不同湿陷变形方式下黄土地区地铁隧道周围土体的沉降量变化规律,研制出一种测量黄土在均匀湿陷、不均匀湿陷时沉降量的模型试验装置。该装置由模型箱、流速控制系统和沉降量测量系统组成。通过室内模型试验对黄土在遇水后的湿陷变形规律进行总结,并对黄土地层在两种不同浸水方式下隧道围岩土体的变形规律进行分析。试验结果表明:不均匀湿陷最终累计沉降量大于均匀湿陷最终累计沉降量,说明不均匀湿陷对地铁结构物的危害更大;两种湿陷变形方式均为隧道中线附近沉降最大,因此,施工时应该重点加强隧道中线的位移监测。通过室内模型试验,分析了均匀与不均匀湿陷对黄土地铁隧道变形影响,研究结果对湿陷性黄土地区地铁隧道建设中施工把控及灾害规避具有重要意义。     

高填方路堤沉降位移观测方法及重要性

介绍了高速公路在高填方路堤施工过程中沉降位移观测点的布置方法及控制测量方法。结合青蒙高速公路工程实例,说明了高填方路堤沉降位移观测的重要性。