盾构隧道施工对既有桥梁基础的影响分析

针对采用盾构法进行隧道施工时对临近的既有桥梁安全性造成威胁的情况,以城轨线盾构隧道近距离下穿京沪高速铁路桥梁的实际工程为背景,分析盾构隧道施工对既有桥梁基础的影响。采用大型有限元软件ABAQUS建立铁路桥群桩基础、隧道及周围土体的三维有限元模型,模拟盾构隧道开挖过程,并对铁路桥基桩的位移、倾斜及内力的变化情况进行分析。分析结果表明:隧道盾构掘进过程中,邻近的既有桥梁基桩沿水平方向及隧道掘进方向产生了位移,同时发生倾斜;隧道盾构掘进引起的地层扰动,不仅使周围土体及基桩产生沉降,而且导致基桩产生一定的附加力,降低了桩基础的承载力。     

软土地区浅埋顶管电力隧道对临近高铁桥梁的影响分析

依托珠三角地区某电力隧道密集穿越高铁桩基项目,采用大型三维有限元软件,建立电力隧道与邻近高铁桥梁桩基础的三维有限元模型,通过施工过程模拟分析软土地区浅埋电力隧道的顶管施工对周围土体及高铁桥梁桩基础的影响。获得了隧道开挖过程产生的地面沉降、高铁基桩的沉降、高铁基桩的应力分布。分析表明:中小直径电力隧道在软土地层中采用浅埋、顶管方式施工对高铁桩基的影响较小,并建议在工程中对顶管线路两侧的土体采用旋喷桩加固,能有效减小高铁桩基附近的土体变形。     

新建路基小角度斜穿对既有高铁桥梁的影响研究

为研究新建铁路路基小角度斜穿对既有高铁桥梁的影响，以沪通铁路黄封上行联络线斜穿京沪高铁工程为实例，运用ABAQUS软件建立三维有限元数值模型，分析研究不同路基加固方案对京沪高铁桥墩和桩基础的影响。结果表明:小角度斜穿条件下，既有高铁桥墩横桥向水平变形受新建路基影响最为显著；不同加固方案对京沪高铁桥墩和桩基础的影响程度从大到小依次为天然地基、浅层加固、CFG桩加固、钻孔桩+筏板加固；CFG桩与钻孔桩+筏板加固方案可以有效将上部荷载效应传递至处理深度以下，避免引起既有桩基倾斜。     

大纵梁体系在框架桥跨线施工线路加固中的应用

店红一级公路采用跨径为(11.5+8.8+11.5)m的三孔连体式框架桥跨越既有铁路,为保证框架桥施工过程中既有铁路运营的安全,对框架桥施工范围内的线路进行预加固。预加固采用大纵梁加固体系,该体系主要由大纵梁、横抬梁、工字形钢枕以及支点桩基础组成,考虑列车的动力作用、大纵梁的结构连续性、横向抬梁的工作不均匀性、安装误差以及使用过程中支点不均匀沉降等因素,对框架桥向前顶进穿越线路过程中的破桩工况进行受力验算。验算结果表明:大纵梁最不利工况为上、下行线会车时,此时大纵梁同时承受两列车荷载作用;横向抬梁最不利工况为破除第二排支点桩工况;各工况的强度、刚度均满足规范和设计要求,能够最大程度保证既有铁路运营安全。     

虎渡河大桥5号桥墩基础加固设计与施工

勘察表明虎渡河大桥5号桥墩基础部分桩基未嵌入基岩或未嵌入基岩足够深度、施工中围堰未下到基岩面、水下混凝土施工质量差等是导致该桥墩受到重载车辆荷载作用时产生横向摆动,危及到桥梁使用安全的原因。文章结合勘察结果确定采用在原围堰范围内增加钻孔桩、在既有承台上增加新承台、在既有墩身和新承台接触面上均匀布置钎钉等措施改善原有桥墩受力状况,以及采用在围堰内抛卵石、灌注水下混凝土填充旧围堰和墩下掏空区等辅助加固措施对该桥墩进行加固。结果表明:采用片石抛填和水下混凝土填充淘空区,再在原墩身外进行钻孔桩施工,围绕原墩身新加预应力混凝土承台,是实现该桥桥墩永久加固的有效措施。     

高压旋喷桩施工对相邻既有高铁基础的影响分析

为研究高压旋喷桩施工对既有高速铁路桥梁桩基础的影响,以一受高压旋喷桩施工影响而发生偏移的高铁桥墩为背景,采用ABAQUS对桥梁下部结构建模计算分析,将墩顶横向侧移的计算值与实测值进行对比,分析基桩的内力和位移,计算不同施工压力作用下桥墩的侧移量和横桥向基频的发展趋势,从动力和静力两方面评估结构现状,给出处理措施。结果表明:高压旋喷桩施工导致桥墩偏移,墩顶横向侧移的计算值与实际值较吻合,随着施工压力的增大,墩顶偏移量的增加也更快,横向基频变化不明显;基桩未出现裂缝;提出了采用应力释放孔来纠偏的处理措施。     

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。     

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。     

华南沿海地区桥梁摩擦桩基础沉降研究与处理

为解决华南沿海强风化岩地区桥梁摩擦桩基础沉降问题,以深圳某跨海大桥为例,对该类桥梁基础沉降原因进行分析并提出相应处理措施。该桥11个摩擦桩基础桥墩在箱梁架设后均产生了不同程度的基础沉降。对最大沉降量为42 mm的桥墩桩基础进行钻芯取样分析并对该墩地基承载力进行验算。针对实际情况提出在该桥墩桩底进行压力注浆的处理措施,然后采用静载试验验证该措施的效果。结果表明:该桥墩基础出现沉降的主要原因是基础的持力层(强风化辉绿岩)遇水软化,造成地基承载力下降;桩底压力注浆后该基础的后续沉降量不足1 mm,说明该处理措施取得了良好的效果。     

新建铁路下穿宜泸高速公路桥对其桩基变形影响分析

以西南地区某新建铁路下穿既有高速公路桥梁为例，运用有限元软件，以地基沉降量和桥梁桩基最大竖向应力为研究对象，在路基填筑施工阶段和安全运营阶段，对有无CFG桩地基加固处理两种形式进行对比分析。发现CFG桩可有效减小新建铁路的沉降量，降低其对桥梁桩基最大竖向应力的影响。     

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。     

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。     

浅谈西安至南京铁路桥梁加固

针对西安至南京铁路初验交付后部分桥梁由于横向刚度不足、横向振幅超出规范要求的问题,提出了桥梁加固原则及加固方法,通过加强既有梁部横向联结、加大墩身截面以及增加钻孔桩等方式,分别对桥梁的梁部、桥墩及基础进行了加固处理,通过动载检测对加固前后的结果进行对比,表明加固效果明显.     

岩质边坡桩柱式桥墩的受力分析研究

岩质边坡上桥梁基桩具有承重与阻滑双重功能,其受力性状远比抗滑桩和平地上两侧无坡度的单一倾斜受荷桩要复杂得多.本文在探讨和总结了桩柱式桥礅双排桩的受力特点和计算方法的基础上,采用大型通用非线性有限元分析软件MSC.Marc对其进行数值模拟,建立了岩质边坡桥梁双排基桩三维有限元计算模型,通过计算得到了岩质边坡的应力分布情况.由于桩柱式桥墩桩顶横向连梁对桩顶的约束作用,桩身变形特征也发生了明显变化,桩柱式桥墩前、后两根基桩的侧移曲线均有桩顶弹嵌的特征,使得桩身受力更加合理,对桩身材料强度的要求相对有所降低;此外,以该模型为基础,分别分析了基桩间距变化、桩体刚度变化、嵌岩深度变化及桩周岩(土)体性质变化对桩柱式桥礅双排桩受力及位移的影响,其计算结果可用于指导岩质边坡桥梁基桩的设计及施工.     

地铁车站施工近接既有桥梁桩基础变形及地表沉降规律分析

以北京地铁6号线开挖地铁车站时近距离穿越桥梁桩基础为依托。采用三维弹塑性有限元数值模型对车站施工穿越桩基础过程进行动态模拟,分析了桩基础水平位移、竖向位移以及地表沉降的变化和分布规律。提出对桥桩进行地面预注浆的加固方案,并建立注浆加固强度分别为100,150,200,250 MPa和300 MPa的工况,分析其加固效果。结果表明:车站主体开挖是影响桩基础水平位移和竖向位移的主要施工阶段;车站竣工后,远、近侧桩竖向位移方向相反,远侧桩水平位移沿桩身呈现出两端小,中间大的规律,近侧桩则呈两端大,中间小,远、近侧桩的竖向位移沿桩身分布较为均匀;地表沉降槽在各施工阶段均以车站中线对称分布,其中拱部施工阶段引起的地表沉降值最大,约占总沉降量的48.9%;当注浆加固到100,150 MPa后,桩的最终水平位移分别减小了21.4%,28.4%,但注浆强度达到200 MPa以后对桩水平位移的进一步控制不显著,建议增加加固措施;桩的最终竖向位移随注浆强度的提高依次减小了57.7%,81.1%,92.6%,99.5%,93.7%,加固效果明显,建议注浆加固强度控制在200~250 MPa为宜。     

地面堆载对既有桥梁结构的影响分析

针对在桥墩附近违章堆载影响桥梁结构安全的情况,研究地面堆载对既有桥梁结构的影响。以某匝道桥为例,对梁体变位、墩顶偏位、墩顶支座位移及伸缩缝缝宽等指标进行连续监测,判定险情出现时结构变位是否处于稳定状态;采用美国土工软件FLAC3D模拟被动桩的空间变形和受力状态,验证了地面堆载是产生墩身位移的主要因素,并对地面堆载对桩基和上部结构的影响进行理论分析,通过双速度法对桩基础进行检测。结果表明:在地面堆载作用下,桥墩发生水平位移,进而导致桥梁支座发生滑移,桩基与承台交接处混凝土开裂。建议继续进行结构的变形监测,同时立即对梁体进行复位,对桥梁下部结构进行加固维修。     

深厚软基地区下穿便道对既有桥梁桩基的影响及保护措施优化

以某填海工程施工便道下穿既有高速公路桥梁安全评估为背景,采用三维有限元方法分析便道施工和使用过程对桥梁桩基的影响,对比桥墩保护措施实施前后桥梁桩基的附加内力和变形,根据土体变形和支护结构内力对原保护方案进行优化设计,并提出相应的监测建议。分析结果表明,"钢板桩+钢管桩"保护方案能有效减小路基开挖和车辆荷载引起的土体和桩基变形,钢拉杆对控制软基侧移无明显作用。分析加深了对海相深厚软土地基中既有桥梁桩基变形规律的认识,为今后类似涉路工程桥墩桩基保护设计和安全监测提供参考。     

钢管树根桩在桥梁桩基抗水平力加固中的应用

树根桩具有桩径小,施工方便,需要的施工面小,在桥梁基础加固施工中可以不中断桥上交通,可在桥下正常施钻成桩等优点,被广泛运用于桥梁基础加固中。此外对于需要抵抗水平力的桥台或桥墩基础加固采用斜树根桩不失为一种好办法,文章结合曲罗线大马场2号桥的桩基加固工程实例,利用Abaqus有限元软件模拟树根桩加固桥梁基础,介绍了树根桩在桥梁基础抗水平力加固中的应用。结果表明:桥梁基础在承受较大水平力时,通过布置斜树根桩,可以有效抵抗基础水平力,提高地基承载力,达到加固效果。     

岩质边坡桩柱式桥墩的受力分析研究

岩质边坡上桥梁基桩具有承重与阻滑双重功能,其受力性状远比抗滑桩和平地上两侧无坡度的单一倾斜受荷桩要复杂得多。本文在探讨和总结了桩柱式桥礅双排桩的受力特点和计算方法的基础上,采用大型通用非线性有限元分析软件MSC．Marc对其进行数值模拟,建立了岩质边坡桥梁双排基桩三维有限元计算模型,通过计算得到了岩质边坡的应力分布情况。由于桩柱式桥墩桩顶横向连梁对桩顶的约束作用,桩身变形特征也发生了明显变化,桩柱式桥墩前、后两根基桩的侧移曲线均有桩顶弹嵌的特征,使得桩身受力更加合理,对桩身材料强度的要求相对有所降低;此外,以该模型为基础,分别分析了基桩间距变化、桩体刚度变化、嵌岩深度变化及桩周岩（土）体性质变化对桩柱式桥礅双排桩受力及位移的影响,其计算结果可用于指导岩质边坡桥梁基桩的设计及施工。     

隧道穿越城市桥梁的施工技术研究

在盾构机下穿城市桥梁施工过程中,加强对既有桥梁的保护和控制沉降变形是一项关键技术,采用桥梁基础周边土体预加固措施和控制盾构施工参数、保证注浆和二次注浆质量是保证既有桥梁运营安全的重要措施。