城市暗挖隧道穿越既有橋梁的安全控制.pdf

1、隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷發(fā)展，新建隧道穿越既有橋梁的情形越來(lái)越不可避免，而由于隧道開(kāi)挖產(chǎn)生的地層變形和應(yīng)力釋放必然會(huì)對(duì)既有橋梁產(chǎn)生擾動(dòng)，從而威脅橋梁的使用和安全，因此，探究城市暗挖隧道穿越既有橋梁的安全控制理論和方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本論文在對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，以北京地鐵7號(hào)線(xiàn)工程為背景，采用理論分析、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法，對(duì)城市暗挖隧道穿越既有橋梁的安全控制方法進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，得到

2、了如下結(jié)論:
　　(1)在分析地層變形與既有單樁相互作用關(guān)系的基礎(chǔ)上，對(duì)隧道開(kāi)挖條件下既有群樁的變形特性進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并采用數(shù)值模擬重點(diǎn)分析了群樁的遮攔效應(yīng)，認(rèn)為群樁的變形模式和受力特性明顯區(qū)別于單樁，而呈現(xiàn)出其獨(dú)有的特點(diǎn)。
　　(2)從承臺(tái)的作用和土拱效應(yīng)兩方面論述了被動(dòng)群樁受力和變形特性的特殊性。即在隧道開(kāi)挖條件下，一方面承臺(tái)對(duì)各個(gè)樁基的荷載進(jìn)行了均衡化的再分配，另一方面對(duì)低位承臺(tái)而言，承臺(tái)還會(huì)改變樁基的荷載傳遞路徑

3、;而土拱效應(yīng)則會(huì)促使樁間土體發(fā)生應(yīng)力遷移，從而在局部造成樁基的應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致樁基受力和變形特性的改變。
　　(3)在考慮隧道開(kāi)挖對(duì)既有樁基承載力影響的基礎(chǔ)上，建立了樁基承載力的可靠度功能函數(shù)，并采用matlab編寫(xiě)的響應(yīng)面計(jì)算程序?qū)λ淼篱_(kāi)挖條件下樁基承載力的失效概率進(jìn)行了計(jì)算。
　　(4)在對(duì)差異沉降下不同形式橋梁進(jìn)行受力和變形特性研究的基礎(chǔ)上，提出了基于損傷評(píng)估的既有橋梁控制標(biāo)準(zhǔn)的確定方法。
　　(5)從傳統(tǒng)防護(hù)

4、和主動(dòng)防護(hù)兩方面對(duì)隧道穿越既有橋梁施工的安全性控制原理進(jìn)行了闡述。
　　建立了新型的隧道、土體、樁基、上部結(jié)構(gòu)四者之間的相互作用關(guān)系，并提出了基于主動(dòng)頂升的新型的橋梁主動(dòng)防護(hù)方法。
　　(6)建立了完整的隧道鄰近既有橋梁施工的動(dòng)態(tài)控制體系，并形成了該系統(tǒng)的技術(shù)流程。其核心在于橋梁風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的判定及其應(yīng)對(duì)控制措施的選擇。通過(guò)該控制體系可以提前對(duì)橋梁的穿越風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行判定，并及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，從而達(dá)到保證被穿越橋梁安全的目的。

5、　　(7)針對(duì)常規(guī)加固措施只能被動(dòng)應(yīng)對(duì)、無(wú)法主動(dòng)補(bǔ)償樁基沉降的現(xiàn)狀，研發(fā)了隧道穿越既有橋梁的主動(dòng)頂升成套技術(shù)。該技術(shù)主要分為頂升方案設(shè)計(jì)、頂升系統(tǒng)布置、頂升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、頂升施工、清場(chǎng)恢復(fù)五個(gè)步驟。
　　(8)在隧道穿越既有橋梁施工過(guò)程中，針對(duì)暗挖法隧道施工的具體特點(diǎn)，提出了基于反分析預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)控制方法。該方法是將變位分配和反分析預(yù)測(cè)結(jié)合在一起的一種動(dòng)態(tài)控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)穿越施工過(guò)程中的科學(xué)預(yù)警、分級(jí)控制和主動(dòng)應(yīng)對(duì)，從而最大限度的