新成昆铁路跨隧道内溶洞桥梁结构设计

新成昆铁路老鼻山隧道掌子面施工揭示溶洞，存在洞顶掉块、溶洞水倒灌等风险，需采用合适的跨越方案。采用调查分析方法对溶洞类型进行判定，提出“拱桥+护桥”结构跨越溶洞方案，并进行了结构设计。为了支撑该拱桥与护桥结构的工程设计，采用有限元方法，建立桥梁结构的三维空间仿真分析模型，针对施工阶段和成桥阶段，从变形、受力等角度系统分析了拱桥主拱圈的静力性能，并讨论受力最不利截面的强度和裂缝情况。研究表明，溶洞内水源补给主要为基岩裂隙水，溶洞整体稳定；在施工阶段，主拱圈最大压应力和最大拉应力分别为5.94 MPa和2.74 MPa,出现在主拱圈拱脚的下缘和上缘位置；在成桥阶段，跨中拱顶和拱脚是不同荷载组合下的最不利截面，混凝土和钢筋的最大正应力分别为11.88 MPa和189.07 MPa,裂缝最大宽度为0.19 mm,应力和裂缝均满足相关规范要求。