徐可文

(安徽省综合交通研究院股份有限公司，安徽 合肥 230031)

0 引 言

在地基上进行路基填挖或桩基施工会引起地基应力重分布，造成地基回弹、压缩变形和水平位移，进而引起相邻构筑物产生沉降及不均匀沉降、桩基变位、桩侧负摩阻力等一系列岩土工程问题，存在严重的安全风险[1-5]。

因此笔者结合实际工程案例，运用岩土数值模拟软件对不同的下穿方案进行模拟分析，讨论不同下穿工程对高速铁路桥墩的影响。

1 工程概况

下穿处既有道路为二级公路，路基宽10 m，规划改建为一级公路，路基宽24.5 m。下穿处高速铁路130～131#桥墩均采用32.7 m等跨径预应力混凝土简支箱梁桥，桥墩为圆端实体墩，承台厚2 m，设8根直径1 m的钻孔桩。

2 下穿设计方案

设计拟采用桥梁型式下穿及路基下穿两种方案。

(1)桥梁下穿方案与铁路桥梁交叉角度80°46′，采用一跨20米简支T梁桥，设置桥台盖梁接桩基础。

(2)路基下穿平面与铁路桥梁交叉角度80°46′。下穿段路面设计高程按现状地面高程拟合，设计高程35.2 m，纵坡-0.68%。

3 分析参数选取

岩土及主要结构材料参数见下表[6-7]：

表1 主要岩土层及材料的力学参数建议值

4 荷载参数

结合设计资料及相关规范确定本次分析荷载[8-10]：

(1)铁路箱梁恒载：8 520 kN。

(2)轨道板及附属设施二期恒载：140 kN/m。

(3)铁路活载：ZK活载。

(4)公路活载：公路Ⅰ级。

5 计算分析

选取长80 m、宽80 m、高70 m的岩土体为研究范围，采用数值模拟软件分别建立分析模型(表2)。

表2 影响性分析模型及分析计算结果

4 结果评价

影响性分析结果汇总如下：

表2 分析结果汇总表

桥梁下穿方案在运营状态对130#桥墩影响较大，横向0.141 mm，纵向1.386 mm，竖向-1.262 mm，均满足《公路与市政工程下穿高速铁路技术规程》中不大于2 mm的限值要求。最大沉降差为129#～130#墩的-1.262 mm，满足《高速铁路设计规范》中不大于5 mm的要求。路基下穿方案在运营状态对130#桥墩影响较大，横向-0.030 mm，纵向2.509 mm，竖向-1.584 mm，除纵向位移外，余均满足《公路与市政工程下穿高速铁路技术规程》中不大于2 mm的限值要求。最大沉降差为129#～130#墩的-1.584 mm，满足《高速铁路设计规范》中不大于5 mm的要求[11-12]，整体上采用桥梁方式下穿对铁路桥墩影响较小，本次设计推荐采用桥梁方式下穿。

5 结束语

下穿铁路方案设计中应进行安全稳定性分析，对设计方案施工过程对铁路桥墩的影响进行定性分析，选择最适宜的设计方案。在施工方案选择中，应尽量避免在铁路范围内土体的大规模开挖及填筑，应尽量选择对土体、构筑物扰动小的施工方案及机械，保证桥墩的位移变化满足规范要求。