高架桥施工对既有轨道交通结构影响分析

王玮

摘 要：高架桥是所有城市结构中必不可缺的交通结构，但是高架桥的施工势必会对轨道交通产生结构产生影响。因此，如何避免并解决这些问题，就成了我们所需要重点分析。众所周知，对于地铁隧道附近高架桥，桥台需要进行数值模拟分析法来进行测量。这就使我们在施工之前，既要对高架桥有所了解，也要对所施工附近轨道交通情况有所探究。

关键词：高架桥施工;轨道交通;结构;影响

中图分类号：U239.5 文献标识码：A

0 前言

项目以地下线、地面线和高架线为主的城市轨道交通，这是解决大城市交通拥堵的有效手段，但是城市轨道交通在发展的过程中必然会遇到高架桥和现有的城市轨道交通结构相互作用的情况。在施工前，必须需要对高架桥既有桩基础进行施工。对轨道交通结构的影响进行了评价和分析。地铁隧道附近高架桥桥台需要特别重视。高架桥施工进行了数值模拟分析地铁段采法隧道初始支护结构可能产生的影响。穿越地铁高架桥和城市轨道隧道高速公路桥梁以梁工程为基础，将数值模拟方法应用于桥梁上部结构的施工上。在交叉碰撞中进行安全分析。在重庆以现有跨度轨道结构为背景，提出以高架桥市政道路工程为背景对影响轨道断面最不利断面的轨道结构位移和变化进行。分析与形式有关的安全冲击计算与分析等。以这些分析来更好地为解决这些问题打下基础。通过PLAXIS三维数值分析，对某道路交叉口桥梁桥墩高架桥施工进行了分析。依托于城市高速公路高架桥项目，旁边是运营中的地铁隧道，高架桥桩基、承台及上部结构施工对地铁隧道运营的影响研究和分析了形状的影响。使用Midas/GTS有限元软件建立了桥梁、隧道和车站的三维模型，对立交桥进行了计算在施工过程中，位移变化、弯矩和评估施工方法和过程的安全性。

1 国内外现状

在一些发达国家，高架桥施工对邻近既有构筑物的影响研究较早，研究成果也较为肯定。但它在国内并不完全适用，而中国作为一个正在崛起的大国，近年来在这一领域的投资有所增多，并且开始关注这一领域的研究。目前岩土工程中对隧道的研究主要集中在相邻施工上，即侧向隧道、下穿隧道和相邻施工研究方法可分为理论分析、实验室试验和实地测量三大类。理论分析与研究可以分为纯理论分析和数值分析。对于国内与国外相对比而言，我们可以发现国外的高架桥施工较为先进，先进原因在于有统一的施工方式，以及统筹具备施工方案。在施工之前会对施工环境以及周围安全情况进行考究，以确保施工的顺利安全进行。相对比而言，国内的施工就令人担忧，大多数情况施工附近都是质地较为坚硬的岩层，就会给施工带来不小的难度。同时，轨道交通也会被高架桥的施工所受影响，因此良好解决轨道交通与高架桥的兼容性，就是我们今天要讨论的问题。

2 以工程概况为基础探索

对于一个城市项目的高架桥而言，在原先本有的线路上建设新型高架桥，是一个较有难度的项目，同时，从南向北会跨越不少街道以及地铁站与河流，这就是高架桥上所使用的混凝土结构，需要坚韧，因此我们可以了解到高架桥中经常使用的有四种结构形式，分别为组合梁连续钢组合梁简支钢组合梁以及钢箱组合梁。边有弯曲过渡。正面是花瓶的形状。中间墩沿桥向厚度相等，厚度为1.6 m;

过渡墩顶部通过曲线从1.6 m开始变化厚度为2.5 m。K3+560～K6+811高架桥主干线紧邻正在建设的地铁10号线。沿途有三个地铁站，项目主干线高架桥（含引路）全长6 870 m，文华路立交桥至小南街段为双向四车路小南街—深海立交桥段为双向6车道，标准宽度23.5 m，全长6 034 m，全线有5对平行坡道，标准宽度8.25 m，有一条长坡道（包括进场）2 337 m;拆除重建一座宽13 m、长39 m

的框架桥。地面道路宽度50 m～60 m，总长度7 008.35 m。沈海立交北引路长493 m，宽30.5 m～55 m。具体内容包括挡土墙改造、道路改造、铺装和简化撑杆式通道桥梁加宽。本项目主干道面积421 089 m²，其中机动车道面积26 991 m²，

非混路面积为桥下隔离区面积54 346 m²;高架桥面积174 208.5 m²，框架桥面积508 m²。引路面积16 799 m²;深海立交桥北引路改造工程面积21 261 m²，对简支板桥进行拓宽面积33.5 m²。

3 资源地质条件

根据钻井资料，上层的岩层是长期沉淀下的可持续利用岩层，该岩层质地较为坚硬，基岩下白垩统白河东组碎屑沉积岩组成，按类型和岩性可分为：第四纪全新世人工充填土层杂填：松散。平填土：微湿，主要由软塑性粘土和砂土组成。全新世粘粒层，淤泥，粉质粉砂、细砂：饱和、松散、粒状②3粉质黏土：塑、局部软塑～塑。全新世海陆间砂质土，粉质细粒③2中砂：饱和、疏松、粒度较均匀3、细砂：饱和，稍致密，粒度比较均匀。⑤1塑料粉质黏土：塑料;硬塑料粉末粘土：硬塑料。岩石风化带。⑥泥質粉砂岩：芯硬似土，遇水易软化。岩石风化带强烈。⑦1A泥质粉砂岩：岩心以硬土为主柱状，易被水软化;⑦1B泥质粉砂岩：岩心为短柱状、扁平柱状形状，分裂;7。3A粉砂岩：芯体多以硬土柱形式存在，部分相交⑦3B粉砂岩：岩心呈破碎状，扁平柱状，风化不明显两者均为局部嵌风化核。岩石风化带。⑧1泥质粉砂岩：粉质结构，中等厚度层状结构，岩石裂缝略发育，岩心多为柱状砂质构造，薄层状、中厚层状构造，裂缝微发育。场地地势低、平坦，是土地表面多余水的排水区域。

4 施工监测

高架桥在施工之前，应及时观测好高架桥的建设环境同时保证在建设的时候拥有一个平坦的土地条件，这也就要求对高架桥的建设地区选择尤为重要。正在建设中，实际上正在建设中往往会出现与初代与其不同的情况需要去解决。初代设计以及对于问题的处理通常只是粗略的草图解释了初始建设地区的地理情况以及可能会发生的问题然而，由于会出现一定的不可控因素以及现场问题发生的不确定性，必须在施工现场进行监测，以保证工程的安全、顺利进行，并最终实现设计项目的目标。对已发生的问题进行分析以及对可能发生的问题进行检测可供其他类似工程借鉴，指导类似工程建设参考和依据。作者参与了监测方案的制定并在项目中实施。

4.1 监测的主要内容

为了降低建设的成本，我们要时刻对高架桥的建设进行监测防止其因为监测不及时而导致的材料浪费以及浪费一定的人力物力甚至浪费施工时间耽误施工进程。地铁隧道结构监测地铁隧道结构水平位移和垂直位移监测：地铁隧道结构水平位移和采矿垂直位移监测使用具有一定科学依据的检测设备。在检测施工情况时候要及时反应施工进度，沿隧道进行轴方向的布局。车站及辅助结构、主体及区间、变形缝监测、对于轨道幢的监测以及轨道净利附近土生的监测要处于水平位移，同时，在施工现场也要进行完整的监测，监测施工现场的环境，监测施工现场周围的安全情况，同时对施工零件的耐用性，要实时监测。现场的安全施工文明情况也不可松懈，及时记录与反馈，这些情况是使整个工程顺利完成进行下去，必不可缺的因素。

4.2 监测控制标准、原则和预警

根据《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB 50911—2013），对既有线路隧道结构进行变形控制制定标准值的监测和控制。地铁车站和隧道结构竖向累积位移：下沉或上升6 mm，或变化率1 mm/d地铁车站和隧道结构的累积水平位移为6 mm，或变化率为1 mm/d车站与辅助结构之间、主体与间距与变形缝之间沉降差为2 mm，或变化率为1 mm/d。地铁隧道间隙收敛为4 mm，或变化率为1 mm/d;轨道床层竖向位移控制值为±4 mm，水平位移控制值为4 mm，或变化率为1 mm/d。轨道静态形状和位置变化，根据沈阳运行支线维修规程的要求，进行垂直位移控制确定系统值为±4 mm，水平位移控制值为4 mm，或变化率为1 mm/d。土壤深部水平位移控制系统值为20 mm，即变化率2 mm/d，地表沉降控制值为20 mm，即变化率2 mm/d。高架桥工程施工监控过程中，高架桥工程施工可分为：高架橋施工、承台施工桥墩施工、桥梁架设施工。对待将要实行的方案要有合理的规划与计划，本文深刻讨论了高架桥施工的问题，高架桥的建设势必会影响轨道交通，因此就应对轨道交通的现实有所了解，才能处理好这些问题。最重要的是在建设初期要确定高架桥的附近是否存在轨道交通，以及是否会对轨道交通产生影响。因此要实施检测施工进度以及施工的方案可行性，以免在施工时产生不必要的麻烦。根据工程要求，旋挖钻机在高架桥施工方案中应分层、分段完成桩孔，因为部分相邻桩距在不久的将来，将采用打桩的方法来维持泥水之间的土压力平衡。同时，在钻机施工前将保护筒打入土壤中。为减少桩基础周围土体的过度波动，钻孔后应立即清理泥浆，准备混凝土。水泥的混合使高架桥有较强的坚韧性并进行最终养护成型。在临近施工前也应该对高架桥进行最终测量保证其实施的可行性。为了保证可行性，我们一定要在讨论之后进行施工方案，切忌盲目施工而带来的安全隐患，以及资源浪费。

5 结语

（1）安全评价计算结果表明拟建工程在施工过程中既有地铁结构的变形和裂缝能够满足控制指标的要求。

（2）施工前必须对隧道位置进行现场复测、地面放样和施工现场实际施工时，明确标记，确保桩基础和隧道的阶段准确的位置。在信息化引导施工过程中，必须利用隧道的内部部分动态监测设备，并根据施工面积和施工进度及时调整监测经常、及时采集变形数据，指导施工反馈。

（3）应充分考虑桩基施工对邻近地铁隧道结构的影响。优化施工工艺，避免列车运行时间，选择合理的防护措施。针对于桩基础与隧道结构净距离小于3 m的区域，建议在桩基础上施工试桩前，对施工机械设备、泥浆比参数、施工扰动等因素进行优化。在非原位测试的情况下，测量孔应布置在相应的参考距离处监测措施，对监测数据进行反分析，指导施工，为后续现场施工提供依据。

参考文献：

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