高架橋施工對既有軌道交通結構影響分析

王瑋

摘 要：高架橋是所有城市結構中必不可缺的交通結構，但是高架橋的施工勢必會對軌道交通產生結構產生影響。因此，如何避免并解決這些問題，就成了我們所需要重點分析。眾所周知，對于地鐵隧道附近高架橋，橋臺需要進行數值模擬分析法來進行測量。這就使我們在施工之前，既要對高架橋有所了解，也要對所施工附近軌道交通情況有所探究。

關鍵詞：高架橋施工;軌道交通;結構;影響

中圖分類號：U239.5 文獻標識碼：A

0 前言

項目以地下線、地面線和高架線為主的城市軌道交通，這是解決大城市交通擁堵的有效手段，但是城市軌道交通在發展的過程中必然會遇到高架橋和現有的城市軌道交通結構相互作用的情況。在施工前，必須需要對高架橋既有樁基礎進行施工。對軌道交通結構的影響進行了評價和分析。地鐵隧道附近高架橋橋臺需要特別重視。高架橋施工進行了數值模擬分析地鐵段采法隧道初始支護結構可能產生的影響。穿越地鐵高架橋和城市軌道隧道高速公路橋梁以梁工程為基礎，將數值模擬方法應用于橋梁上部結構的施工上。在交叉碰撞中進行安全分析。在重慶以現有跨度軌道結構為背景，提出以高架橋市政道路工程為背景對影響軌道斷面最不利斷面的軌道結構位移和變化進行。分析與形式有關的安全沖擊計算與分析等。以這些分析來更好地為解決這些問題打下基礎。通過PLAXIS三維數值分析，對某道路交叉口橋梁橋墩高架橋施工進行了分析。依托于城市高速公路高架橋項目，旁邊是運營中的地鐵隧道，高架橋樁基、承臺及上部結構施工對地鐵隧道運營的影響研究和分析了形狀的影響。使用Midas/GTS有限元軟件建立了橋梁、隧道和車站的三維模型，對立交橋進行了計算在施工過程中，位移變化、彎矩和評估施工方法和過程的安全性。

1 國內外現狀

在一些發達國家，高架橋施工對鄰近既有構筑物的影響研究較早，研究成果也較為肯定。但它在國內并不完全適用，而中國作為一個正在崛起的大國，近年來在這一領域的投資有所增多，并且開始關注這一領域的研究。目前巖土工程中對隧道的研究主要集中在相鄰施工上，即側向隧道、下穿隧道和相鄰施工研究方法可分為理論分析、實驗室試驗和實地測量三大類。理論分析與研究可以分為純理論分析和數值分析。對于國內與國外相對比而言，我們可以發現國外的高架橋施工較為先進，先進原因在于有統一的施工方式，以及統籌具備施工方案。在施工之前會對施工環境以及周圍安全情況進行考究，以確保施工的順利安全進行。相對比而言，國內的施工就令人擔憂，大多數情況施工附近都是質地較為堅硬的巖層，就會給施工帶來不小的難度。同時，軌道交通也會被高架橋的施工所受影響，因此良好解決軌道交通與高架橋的兼容性，就是我們今天要討論的問題。

2 以工程概況為基礎探索

對于一個城市項目的高架橋而言，在原先本有的線路上建設新型高架橋，是一個較有難度的項目，同時，從南向北會跨越不少街道以及地鐵站與河流，這就是高架橋上所使用的混凝土結構，需要堅韌，因此我們可以了解到高架橋中經常使用的有四種結構形式，分別為組合梁連續鋼組合梁簡支鋼組合梁以及鋼箱組合梁。邊有彎曲過渡。正面是花瓶的形狀。中間墩沿橋向厚度相等，厚度為1.6 m;

過渡墩頂部通過曲線從1.6 m開始變化厚度為2.5 m。K3+560～K6+811高架橋主干線緊鄰正在建設的地鐵10號線。沿途有三個地鐵站，項目主干線高架橋（含引路）全長6 870 m，文華路立交橋至小南街段為雙向四車路小南街—深海立交橋段為雙向6車道，標準寬度23.5 m，全長6 034 m，全線有5對平行坡道，標準寬度8.25 m，有一條長坡道（包括進場）2 337 m;拆除重建一座寬13 m、長39 m

的框架橋。地面道路寬度50 m～60 m，總長度7 008.35 m。沈海立交北引路長493 m，寬30.5 m～55 m。具體內容包括擋土墻改造、道路改造、鋪裝和簡化撐桿式通道橋梁加寬。本項目主干道面積421 089 m2，其中機動車道面積26 991 m2，

非混路面積為橋下隔離區面積54 346 m2;高架橋面積174 208.5 m2，框架橋面積508 m2。引路面積16 799 m2;深海立交橋北引路改造工程面積21 261 m2，對簡支板橋進行拓寬面積33.5 m2。

3 資源地質條件

根據鉆井資料，上層的巖層是長期沉淀下的可持續利用巖層，該巖層質地較為堅硬，基巖下白堊統白河東組碎屑沉積巖組成，按類型和巖性可分為：第四紀全新世人工充填土層雜填：松散。平填土：微濕，主要由軟塑性粘土和砂土組成。全新世粘粒層，淤泥，粉質粉砂、細砂：飽和、松散、粒狀②3粉質黏土：塑、局部軟塑～塑。全新世海陸間砂質土，粉質細粒③2中砂：飽和、疏松、粒度較均勻3、細砂：飽和，稍致密，粒度比較均勻。⑤1塑料粉質黏土：塑料;硬塑料粉末粘土：硬塑料。巖石風化帶。⑥泥質粉砂巖：芯硬似土，遇水易軟化。巖石風化帶強烈。⑦1A泥質粉砂巖：巖心以硬土為主柱狀，易被水軟化;⑦1B泥質粉砂巖：巖心為短柱狀、扁平柱狀形狀，分裂;7。3A粉砂巖：芯體多以硬土柱形式存在，部分相交⑦3B粉砂巖：巖心呈破碎狀，扁平柱狀，風化不明顯兩者均為局部嵌風化核。巖石風化帶。⑧1泥質粉砂巖：粉質結構，中等厚度層狀結構，巖石裂縫略發育，巖心多為柱狀砂質構造，薄層狀、中厚層狀構造，裂縫微發育。場地地勢低、平坦，是土地表面多余水的排水區域。

4 施工監測

高架橋在施工之前，應及時觀測好高架橋的建設環境同時保證在建設的時候擁有一個平坦的土地條件，這也就要求對高架橋的建設地區選擇尤為重要。正在建設中，實際上正在建設中往往會出現與初代與其不同的情況需要去解決。初代設計以及對于問題的處理通常只是粗略的草圖解釋了初始建設地區的地理情況以及可能會發生的問題然而，由于會出現一定的不可控因素以及現場問題發生的不確定性，必須在施工現場進行監測，以保證工程的安全、順利進行，并最終實現設計項目的目標。對已發生的問題進行分析以及對可能發生的問題進行檢測可供其他類似工程借鑒，指導類似工程建設參考和依據。作者參與了監測方案的制定并在項目中實施。

4.1 監測的主要內容

為了降低建設的成本，我們要時刻對高架橋的建設進行監測防止其因為監測不及時而導致的材料浪費以及浪費一定的人力物力甚至浪費施工時間耽誤施工進程。地鐵隧道結構監測地鐵隧道結構水平位移和垂直位移監測：地鐵隧道結構水平位移和采礦垂直位移監測使用具有一定科學依據的檢測設備。在檢測施工情況時候要及時反應施工進度，沿隧道進行軸方向的布局。車站及輔助結構、主體及區間、變形縫監測、對于軌道幢的監測以及軌道凈利附近土生的監測要處于水平位移，同時，在施工現場也要進行完整的監測，監測施工現場的環境，監測施工現場周圍的安全情況，同時對施工零件的耐用性，要實時監測。現場的安全施工文明情況也不可松懈，及時記錄與反饋，這些情況是使整個工程順利完成進行下去，必不可缺的因素。

4.2 監測控制標準、原則和預警

根據《城市軌道交通工程監測技術規范》（GB 50911—2013），對既有線路隧道結構進行變形控制制定標準值的監測和控制。地鐵車站和隧道結構豎向累積位移：下沉或上升6 mm，或變化率1 mm/d地鐵車站和隧道結構的累積水平位移為6 mm，或變化率為1 mm/d車站與輔助結構之間、主體與間距與變形縫之間沉降差為2 mm，或變化率為1 mm/d。地鐵隧道間隙收斂為4 mm，或變化率為1 mm/d;軌道床層豎向位移控制值為±4 mm，水平位移控制值為4 mm，或變化率為1 mm/d。軌道靜態形狀和位置變化，根據沈陽運行支線維修規程的要求，進行垂直位移控制確定系統值為±4 mm，水平位移控制值為4 mm，或變化率為1 mm/d。土壤深部水平位移控制系統值為20 mm，即變化率2 mm/d，地表沉降控制值為20 mm，即變化率2 mm/d。高架橋工程施工監控過程中，高架橋工程施工可分為：高架橋施工、承臺施工橋墩施工、橋梁架設施工。對待將要實行的方案要有合理的規劃與計劃，本文深刻討論了高架橋施工的問題，高架橋的建設勢必會影響軌道交通，因此就應對軌道交通的現實有所了解，才能處理好這些問題。最重要的是在建設初期要確定高架橋的附近是否存在軌道交通，以及是否會對軌道交通產生影響。因此要實施檢測施工進度以及施工的方案可行性，以免在施工時產生不必要的麻煩。根據工程要求，旋挖鉆機在高架橋施工方案中應分層、分段完成樁孔，因為部分相鄰樁距在不久的將來，將采用打樁的方法來維持泥水之間的土壓力平衡。同時，在鉆機施工前將保護筒打入土壤中。為減少樁基礎周圍土體的過度波動，鉆孔后應立即清理泥漿，準備混凝土。水泥的混合使高架橋有較強的堅韌性并進行最終養護成型。在臨近施工前也應該對高架橋進行最終測量保證其實施的可行性。為了保證可行性，我們一定要在討論之后進行施工方案，切忌盲目施工而帶來的安全隱患，以及資源浪費。

5 結語

（1）安全評價計算結果表明擬建工程在施工過程中既有地鐵結構的變形和裂縫能夠滿足控制指標的要求。

（2）施工前必須對隧道位置進行現場復測、地面放樣和施工現場實際施工時，明確標記，確保樁基礎和隧道的階段準確的位置。在信息化引導施工過程中，必須利用隧道的內部部分動態監測設備，并根據施工面積和施工進度及時調整監測經常、及時采集變形數據，指導施工反饋。

（3）應充分考慮樁基施工對鄰近地鐵隧道結構的影響。優化施工工藝，避免列車運行時間，選擇合理的防護措施。針對于樁基礎與隧道結構凈距離小于3 m的區域，建議在樁基礎上施工試樁前，對施工機械設備、泥漿比參數、施工擾動等因素進行優化。在非原位測試的情況下，測量孔應布置在相應的參考距離處監測措施，對監測數據進行反分析，指導施工，為后續現場施工提供依據。

參考文獻：

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