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山东大学学报 (工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (1): 91-100.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2018.232

• 土木工程 • 上一篇    下一篇

城市快速路小间距并行高铁深塘跨越技术

蒋树磊1(),杨世锋2,杨令航1,师文明1,邹福清1,单青红1   

  1. 1. 中铁十四局集团大盾构工程有限公司, 江苏 南京 210000
    2. 中铁十四局集团隧道工程有限公司, 山东 济南 250001
  • 收稿日期:2018-06-06 出版日期:2019-02-01 发布日期:2019-03-01
  • 作者简介:蒋树磊(1970—)，男，山东济南人，高级工程师，主要研究方向为隧道及道路工程施工与安全控制.E-mail：jiangshulei7788@163.com

The technology of spanning deep pond of the urban expressway nearby paralleling high-speed railway

Shulei JIANG1(),Shifeng YANG2,Linghang YANG1,Wenming SHI1,Fuqing ZOU1,Qinghong SHAN1   

  1. 1. Mega Shield Construction Engineering CO., LTD, China Railway 14th Bureau Group, Nanjing 210000, Jiangsu, China
    2. Tunnel Engineering CO., LTD, China Railway 14th Bureau Group, Jinan 250001, Shandong, China
  • Received:2018-06-06 Online:2019-02-01 Published:2019-03-01

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391

摘要：

以小间距并行京沪高铁的苏州中环城市快速路深塘跨越段为研究对象,利用数值方法从京沪高铁桥梁墩台水平位移、沉降、桩身轴力及桩侧摩阻力等四方面分析了传统高填方路基填筑及运营对京沪高铁带来的影响。研究表明:高填方路基引起的地层扰动引起的京沪高铁水平位移远远超过限值,会对其高架桥造成较为严重的破坏。提出了采用“预应力混凝土空心板梁,先简支后连续桥面、重力式桥台、钻孔灌注桩基础、墩高4 m”的矮桥深塘跨越技术。数值模拟分析可知,该技术对京沪高铁扰动极小,结合施工过程中的监控量测,验证了矮桥深塘跨越技术的可靠性。

关键词: 道路工程, 矮桥跨越技术, 京沪高铁, 小间距并行, 高填方路基

Abstract:

A deep pond section of a city expressway with small interval parallel to the Beijing-Shanghai High-Speed Railway was taken as engineering background. The impact of traditional high embankment on the Beijing-Shanghai High-Speed Railway was analyzed by numerical method from the following four aspects: horizontal displacement and settlement of bridge piers, axial force and skin friction of piles. The results indicated that horizontal displacement of the Beijing-Shanghai High-speed Railway caused by high embankment was far more than the limit, which would cause serious damage to its viaduct. So a spanning technology using low bridges was put forward, which included pre-stressed concrete slab beam, continuous bridge deck erected as simple-supported, gravity abutment, bored pile foundation and 4 m pier. Displacement caused by the low bridge was far less than the limit value. This technology would not affect the normal operation of the Beijing-Shanghai High-speed Railway. Subsequent monitoring results also showed that the low bridge was a reliable technology to spanning deep pond with small interval paralleling to high-speed railway.

Key words: road engineering, spanning technology by low bridge, Beijing-Shanghai High Speed Railway, nearby paralleling, high embankment

中图分类号: 

  • U416.1

图1

工程基本位置关系示意图"

图2

高填方路基填筑方案"

图3

计算模型及网格划分"

表1

模型材料参数表"

材料名称 体积模量/MPa 剪切模量/MPa 粘聚力/kPa 内摩擦角/(°) 密度/(kg·m-3) 厚度/m
路基填土 28.57 13.95 1.75 32 1 780 6.5
①杂填土 14.38 9.90 23.09 9 1 800 2.0
③ 2粉质粘土 36.76 14.10 26.63 11 1 820 2.0
③ 3粉土 34.13 20.48 7.64 28 1 780 2.0
④ 2粉砂 60.70 26.41 5.81 29 1 830 7.0
⑤粉质粘土 22.07 11.99 9.62 19 1 820 8.0
⑥ 2粉质粘土 27.75 12.81 14.18 24 1 830 8.0
⑦ 2粉土夹粉粘 39.02 20.12 11.19 25 1 820 10.0
⑦ 3粉质粘土 25.83 12.62 18.05 13 1 810 7.0
⑧ 2粉砂夹粉土 65.16 23.34 7.85 28 1 840 9.0
⑨ 2粉质粘土 32.59 13.33 22.86 11 1 890 9.0
⑩粉细砂夹粉土 65.44 25.09 5.74 28 1 860 6.0
钢筋混凝土结构 18 333 13 750 2 400

表2

承台顶外力表"

荷载类型 Px/
kN		 Py/
kN		 Pz/
kN		 Mx/
(kN·m)		 My/
(kN·m)		 Mz/
(kN·m)
值 -48.2 0 -2 411.8 -769.4 0 0

图4

水平原始地应力状态"

图5

路基填筑后水平向地应力状态"

图6

快速路运营后水平向地应力状态"

图7

竖向原始地应力状态"

图8

路基填筑后竖向地应力状态"

图9

快速路运营后竖向地应力状态"

图10

路基填筑高铁基础位移云图"

图11

路基填筑竖向位移云图"

图12

施加运营荷载高铁基础位移云图"

图13

施加运营荷载竖向位移云图"

图14

承台顶端不同位置的竖向位移"

图15

墩台转动几何关系"

表3

桥墩顶部水平位移汇总表"

扰动因素 最大永久水平位移/mm 最大永久水平位移+弹性横向位移/mm
路基填筑 -7.55 -8.43
承台转动 -8.74 -10.41
横向荷载 — -4.94
水平位移和 -16.29 -23.78

图16

矮桥跨越方案示意图"

图17

矮桥施工高铁基础位移云图"

图18

矮桥施工竖向位移云图"

图19

快速路运营高铁基础位移云图"

图20

快速路运营竖向位移云图"

表4

矮桥工法桥墩顶部水平位移汇总表"

扰动因素 最大永久水平位移/mm 最大永久水平位移+弹性横向位移/mm
矮桥施工 -1.00 -1.03
承台转动 -0.44 -0.48
横向荷载 — -4.94
水平位移和 -1.44 -6.45

图21

矮桥施工现场照片"

表5

京沪高铁监测预警值"

监测项目 警戒值/mm 累计变化量
次变化量 日变化量
预警值 报警值
桥墩水平位移 1.0 1.0 2.0 3.0
桥墩沉降 1.0 1.0 2.0 5.0
相邻承台差异沉降 1.0 1.0 1.0 2.0

图22

某桥墩沉降曲线"

图23

某相邻桥墩差异沉降曲线"

图24

某桥墩水平位移曲线"

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