城市道路下穿高铁桥梁的方案研究

发布时间：2017-07-07 00:00

  本文关键词：城市道路下穿高铁桥梁的方案研究

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【摘要】：中国高铁里程到2015年底已达1.9万公里,高铁线路的承载形式80%以上均是桥梁。城市道路新建或改建时,经常会碰到需要下穿既有高铁桥梁的情况,而目前高铁桥梁基础变位的控制标准要远远高于普速铁路。在此类工程当中,如何解决新建工程的施工、运营对高铁运营影响的控制问题,是一个新的课题。本文以此为背景,展开了相应的研究。本文研究了传统的下穿既有铁路的方法,分析了传统方案无法适用于下穿高铁桥梁项目的原因。提出了一种新的下穿高铁桥梁的方案——梁桥方案,并以某城市道路下穿杭甬高铁的项目为案列,通过PLAXIS软件的三维仿真分析,结合设计方案,对新建桥从施工到运营对高铁桥梁基础的影响进行了分析,并得出了以下结论：(1)梁桥梁施工与运营期间,对运营高铁桥墩承台顶产生的最大附加沉降满足相关要求。(2)现场对于高铁桥墩监测显示：实际施工运营期间对运营高铁桥墩承台顶产生的最大附加沉降数据满足铁路方面相关要求,监测值也未超过限值,实际也未对杭甬高铁安全运营产生影响。(3)通过理论计算与实际监测数据的对比,两种方式的结果基本一致,结论相同。本次基于基础数据及实验的计算机建模计算的结果得到了现场实际监测结果的印证,反证了此方案的可行性及仿真分析方法模型的可靠性。在此基础上,探讨了一些对桥梁变位的产生关键影响的参数,如桩径、桩间距、地面机械荷载等,并得出一些有益的结论。(1)桩径、桩间距都是关键影响因素之一,桩基中心与高铁墩台桩中心间距按不小于6D控制。(2)高铁承台的水平位移与梁体的跨度和位置距离均有直接相关。(3)承台的水平位移成为吊机的控制因素,而在所设定的条件下,水平位移绝对值又随吊机吨位的上升而增大。所以,在满足起吊能力的情况下,选用相对小吨位的吊机是最佳方案。
【关键词】：城市道路 高铁桥梁 下穿方案 基础变位 控制参数
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U415
【目录】：

• 致谢8-9
• 摘要9-10
• Abstract10-11
• 1. 绪论11-23
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 研究意义12-13
• 1.1.2 研究目标13
• 1.2 国内外类似领域的研究现状13-17
• 1.2.1 国外研究现状13-15
• 1.2.2 国外研究的不足之处15
• 1.2.3 国内高速铁路桩基沉降的研究现状15-16
• 1.2.4 国内研究的不足之处16-17
• 1.3 依托的工程背景17-20
• 1.3.1 项目位置区域及道路现状17-18
• 1.3.2 既有高铁现状18-19
• 1.3.3 主要技术标准19
• 1.3.4 项目位置的地质情况19-20
• 1.4 本文研究的主要内容和技术路线20-23
• 1.4.1 研究内容20-22
• 1.4.1.1 下穿高铁桥梁方案的选择和优化设计研究20-21
• 1.4.1.2 下穿高铁桥梁的影响分析21
• 1.4.1.3 影响方案结果的参数的研究21-22
• 1.4.2 技术路线22-23
• 2. 下穿高铁桥梁的方案优化23-47
• 2.1 引言23
• 2.2 常规下穿铁路的方案23-33
• 2.2.1 框架体系方案23-30
• 2.2.1.1 结构布置24
• 2.2.1.2 框架体系的受力特点及适用范围分析24-28
• 2.2.1.3 框架桥的施工方式28-30
• 2.2.2 U形槽方案30-33
• 2.2.2.1 U形槽体系的受力特点及适用范围分析30-31
• 2.2.2.2 U形槽的施工方式31-33
• 2.3 常规下穿既有普速铁路项目的统计与分析33-36
• 2.3.1 结构形式与项目数量的分布统计33
• 2.3.2 施工方式与与项目数量的分布统计33-35
• 2.3.3 结构形式占比的原因分析35-36
• 2.4 传统方案对于下穿高铁的评估36-37
• 2.5 优化的下穿方案37-38
• 2.5.1 梁桥方式37
• 2.5.2 梁桥方式与常规下穿铁路方式的对比37-38
• 2.6 梁桥方案的项目应用38-45
• 2.6.1 桥梁设计概要38-41
• 2.6.2 技术可行性分析41-42
• 2.6.3 安全风险评价42-44
• 2.6.4 高铁安全监测44-45
• 2.7 本章小结45-47
• 3. 梁桥方案对下穿高铁的影响分析47-69
• 3.1 有限元模型的建立47-49
• 3.2 材料参数49-54
• 3.2.1 桥梁结构参数49
• 3.2.2 土参数的来源及选取49-51
• 3.2.3 建模所需数值的选取51-53
• 3.2.4 无实验数据时的土参数选取53
• 3.2.5 土体参数取值的注意事项53-54
• 3.3 施工工况仿真54-58
• 3.3.1 土体模型建立54
• 3.3.2 各工况模型建立54-58
• 3.4 有限元整体建模计算结果分析58-64
• 3.4.1 工况二的计算及分析58-59
• 3.4.2 工况三的计算及分析59-60
• 3.4.3 工况四的计算及分析60-61
• 3.4.4 工况五的计算及分析61-62
• 3.4.5 工况六的计算及分析62-63
• 3.4.6 各工况的计算结果汇总及分析63-64
• 3.5 实际监测数据分析64-66
• 3.5.1 现场监测布置情况64
• 3.5.2 现场监测实测数据64-66
• 3.6 结果对比分析66-68
• 3.7 本章小结68-69
• 4. 梁桥下穿方案的关键参数研究69-84
• 4.1 桩径及与桩间距参数的影响分析69-74
• 4.2 梁体沿地面钢滑槽拖送至不同位置的荷载影响74-80
• 4.2.1 30m跨梁在3种不同位置的工况75-77
• 4.2.2 30m跨梁在3种不同位置工况的计算结果77-78
• 4.2.3 不同跨度的梁体在3种不同位置工况的计算结果78-80
• 4.3 地面机械荷载的影响80-83
• 4.4 本章小结83-84
• 5. 结论与展望84-87
• 5.1 结论84-85
• 5.2 展望85-87
• 参考文献87-91
• 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成果91

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