软土区新建高铁桥梁对既有高铁桥梁影响研究

2024-06-14宿智利

交通科技与管理 2024年8期

关键词：沉降

宿智利

摘要为研究软土区新建高速铁路桥梁对既有高速铁路桥梁的影响，文章以新建盐宜高铁与既有盐通高铁并行段为工程背景，采用岩土有限元软件Plaxis 3D V20建立模型，分析软土区新建高速铁路桥梁对既有高速铁路桥梁沉降的影响。结果表明：新建盐宜高铁桥梁对周围土体产生附加沉降，从而引起既有盐通高铁桥梁基础发生沉降变形；随着线间距的增大，新建盐宜高铁桥梁施工对既有盐通高铁桥梁产生的附加沉降逐渐降低。

关键词高速铁路桥梁；沉降；并行段

中图分类号 U441文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）08-0031-03

0 引言

随着我国高速铁路的飞速发展，铁路网密度不断提高，长距离并行的情况屡见不鲜，新建铁路与既有铁路之间的间距越来越小，新建铁路对既有铁路的影响也越来越大，且高速铁路由于轨道平顺性的要求，对沉降的要求非常高[1-3]。在平原软土地区，由于地质条件复杂，新建铁路对既有铁路的影响更为显著。在桥梁地段，这种影响主要表现为桥梁墩台基础的沉降和位移。

1 工程概况

新建盐宜高铁从盐城站既有徐宿淮盐高铁侧向出岔，出岔后盐宜高铁与既有盐通高铁长距离并行，并行间距较小，均为桥梁地段，并行段采用32 m跨度简支梁，平均墩高12 m，均采用8根直径1 m桩基，桩受力类型为摩擦桩，既有盐通高铁桩长57.5 m，新建盐宜高铁桩长62.5 m。盐宜高铁临近既有盐通高铁施工，在桩基、墩台、架梁施工各阶段均可能引起周边土体沉降，但在并行段设计过程中，既要保证新线施工对既有高铁的安全运营不会造成影响[4]，又要尽可能减少两线路之间的夹心地，以减少对外侧土地特别是基本农田的占用以及减少拆迁量[5]。故该文以此为研究对象，选取具有代表性的地质参数、桩基布置形式及桩长，采用岩土有限元软件Plaxis 3D V20建立模型，对桥梁施工、运营阶段进行数值计算分析，以确定在该地质条件下合理的线间距。

2 有限元计算

2.1 工程地质条件

线路沿线松软土分布广泛，桥址区出露地层主要为第四系全新统冲湖积（Q4al+l）粉质黏土，第四系全新统海积层（Q4m）淤泥质土、粉砂，第四系全新统冲海积层（Q4al+m）粉质黏土、粉质黏土与粉砂互层，第四系上更新统（Q3）粉质黏土、粉土、粉砂、粉质黏土与粉砂互层、细砂。

各地层岩土物理力学指标见表1。

2.2 建模分析

该文使用通用岩土有限元计算软件Plaxis 3D V20对土体及桩基结构进行建模计算，土体模型沿线路纵向尺寸为150 m，沿线路横向尺寸为100 m，深度80 m[6]，材料模型采用土体硬化模型，桩与土体之间采用界面单元进行模拟。桩基模型为每个墩台采用纵桥向2排、横桥向4排，共计8根直径1 m的摩擦桩，桩间距2.5 m，既有盐通高铁桩长57.5 m，新建盐宜高铁桩长62.5 m，承台、桥墩、梁体等上部荷载采用面荷载的形式均布于桩端加载。该次共建立线间距20 m、30 m、40 m三个模型，总节点数分别为349 230个、360 502个、345 007个。

2.3 施工阶段划分

该次分析共划分为5个施工阶段，分别为初始阶段，既有盐通高铁桩基施工阶段，既有盐通高铁承台、桥墩、梁体施工阶段，新建盐宜高铁桩基施工阶段，新建盐宜高铁承台、桥墩、梁体施工阶段，各施工阶段说明见表2。

2.4 计算结果

对线间距20 m、30 m、40 m分别进行计算分析，计算结果见图1、表3～5。

由表3～5可知：线间距20 m时，新建盐宜高铁施工对既有盐通高铁产生的总附加沉降量为13.243 mm；线间距30 m时，新建盐宜高铁施工对既有盐通高铁产生的总附加沉降量为8.964 mm；线间距40 m时，新建盐宜高铁施工对既有盐通高铁产生的总附加沉降量为6.317 mm。

3 结论

（1）新建盐宜高铁桥梁对周围土体产生附加沉降，从而引起既有盐通高铁桥梁基础发生沉降变形。

（2）随着线间距的增大，新建盐宜高铁桥梁施工对既有盐通高铁桥梁产生的附加沉降逐渐降低。

（3）从线间距20 m增加到30 m时，新建盐宜高铁桥梁对既有盐通高铁桥梁的总附加沉降由13.243 mm降低为8.964 mm，新线对既有线的影响下降显著。

（4）从线间距30 m增加到40 m时，新建盐宜高铁桥梁对既有盐通高铁桥梁的总附加沉降由8.964 mm降低为6.317 mm，影响下降不明显。

参考文献

[1]孙宗磊，李悄. 石济客专桥梁下穿京沪高铁沉降影响分析[J]. 铁道工程学报， 2013（2）： 53-57.