新建公路工程下穿既有高速铁路桥梁影响的研究

发布时间：2017-09-05 02:36

  本文关键词：新建公路工程下穿既有高速铁路桥梁影响的研究

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【摘要】：近年来,随着我国公路和高速铁路的飞速发展,公路和铁路的交叉己呈不可避免之势。我国高速铁路中,桥梁所占比例较大,新建公路工程下穿既有高速铁路桥梁,将成为新建公路与既有高速铁路交叉的常态。新建公路无论采用路堑开挖施工方式,还是路堤填筑施工方式,都将对既有高速铁路桥梁产生一定的影响。本文结合高速铁路上常见简支梁桥,研究了新建公路工程对既有高速铁路桥梁的影响,具体研究内容如下：(1)依托金温铁路扩能改造工程中新建桥梁与既有桥梁邻近的实际情况,进行了邻近既有桥梁承台开挖引起场地土应力变化的现场监测,并利用通用有限元软件ABAQUS,建立了承台基坑开挖有限元模型,模拟计算了施工过程中的周围土体的应力变化,并与现场监测进行了对比。(2)对路堑开挖及路堤填筑进行数值模拟研究,讨论了不同路堑开挖深度、不同路堑开挖宽度、不同路堤填筑高度及不同路堤填筑宽度对既有高速铁路桥梁的影响,并将计算结果与相关规范进行对比。(3)分析了施工过程中,遭遇暴雨、弃土旁压及局部堆载等特殊工况下,新建公路工程施工对既有高速铁路桥梁的沉降及变形的影响,为类似工程施工方案及应急方案的制定提供有益的参考。(4)分析了公路竣工后,常规汽车荷载及车辆超载对既有高速铁路桥梁的影响,并将计算结果与相关规范进行对比分析。(5)分析了新建公路工程对邻近既有高速铁路桥梁桥上线路状态的影响,从设计、施工及现场监测等方面,探讨了减小新建公路工程对既有高速铁路桥梁影响的措施和方法。
【关键词】：高速铁路桥梁 新建公路工程 路堑开挖 路堤填筑 有限元
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U415;U448.13
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 研究背景及意义12-15
• 1.2 国内外高速铁路变形控制标准15-17
• 1.3 国内外研究现状17-22
• 1.3.1 国内研究现状17-20
• 1.3.2 国外研究现状20-21
• 1.3.3 主要存在的问题21-22
• 1.4 本文主要研究内容22-24
• 2 路堑开挖与路堤填筑数值模拟方法24-34
• 2.1 数值模拟软件选择24-25
• 2.2 数值模拟中的关键问题分析25-29
• 2.2.1 土体本构关系的选取25-28
• 2.2.2 初始地应力平衡问题28
• 2.2.3 桩-土与梁-墩的接触问题28-29
• 2.2.4 路堑开挖与路堤填筑的模拟问题29
• 2.3 基本假定29-30
• 2.4 模型参数选取30-31
• 2.5 有限元模型建立31
• 2.6 本章小结31-34
• 3 承台基坑开挖现场实测与有限元模拟34-48
• 3.1 依托工程简介34-35
• 3.2 土体侧向应力监测方案35-38
• 3.3 有限元模型38-39
• 3.3.1 有限元模型关键问题38
• 3.3.2 基本假定38
• 3.3.3 参数选取38-39
• 3.3.4 边界条件设置39
• 3.3.5 计算模型39
• 3.4 土体侧向应力实测数据39-42
• 3.5 数值模拟结果分析42-44
• 3.5.1 地应力平衡结果42-43
• 3.5.2 土体竖向应力计算结果分析43-44
• 3.5.3 土体侧向应力计算结果分析44
• 3.6 土压力实测与数值模拟结果对比44-46
• 3.7 本章小结46-48
• 4 路堑开挖及公路运营对既有高速铁路桥梁影响的研究48-76
• 4.1 依托工程概况48-49
• 4.2 有限元模型简介49
• 4.3 路堑开挖深度对既有桥梁的影响分析49-58
• 4.3.1 既有桥梁的水平位移分析50-53
• 4.3.2 既有桥梁的沉降分析53-56
• 4.3.3 既有桥梁受力影响56-58
• 4.4 路堑开挖宽度对既有桥梁的影响分析58-64
• 4.4.1 既有桥梁的水平位移分析58-61
• 4.4.2 既有桥梁的沉降分析61-63
• 4.4.3 既有桥梁的受力影响63-64
• 4.5 特殊施工工况对既有桥梁的影响分析64-70
• 4.5.1 降雨施工64-66
• 4.5.2 路堑开挖弃土旁压66-70
• 4.6 公路运营对既有桥梁的影响分析70-74
• 4.6.1 常规汽车荷载70-73
• 4.6.2 汽车超载73-74
• 4.7 小结74-76
• 5 路堤填筑及公路运营对既有高速铁路桥梁影响的研究76-104
• 5.1 依托工程概况76-77
• 5.2 有限元模型77
• 5.3 路堤填筑高度对既有桥梁的影响分析77-84
• 5.3.1 既有桥梁的水平位移分析78-80
• 5.3.2 既有桥梁的沉降分析80-82
• 5.3.3 既有桥梁的受力影响82-84
• 5.4 路堤填筑宽度对既有桥梁的影响分析84-90
• 5.4.1 既有桥梁的水平位移分析84-87
• 5.4.2 既有桥梁的沉降分析87-89
• 5.4.3 既有桥梁的受力影响89-90
• 5.5 特殊施工工况对既有桥梁的影响分析90-95
• 5.5.1 施工中局部堆载90-92
• 5.5.2 土方运输车辆滞留92-95
• 5.6 公路运营对既有桥梁的影响分析95-102
• 5.6.1 常规汽车荷载95-97
• 5.6.2 汽车超载97-99
• 5.6.3 竣工后局部堆载99-102
• 5.7 小结102-104
• 6 减小新建公路工程对既有桥梁及列车运行影响的措施研究104-114
• 6.1 新建公路下穿既有桥梁对列车运行的影响分析104-108
• 6.1.1 既有桥墩沉降与轨道变形的映射关系104-106
• 6.1.2 既有桥墩沉降对列车运行的影响106-108
• 6.2 采取措施降低新建公路对既有桥梁基础的干扰108-110
• 6.2.1 设计方面措施108-109
• 6.2.2 施工方面措施109-110
• 6.3 对既有桥梁及轨道平顺性的施工监测110-112
• 6.3.1 既有桥梁水平位移及沉降控制标准111
• 6.3.2 轨道几何形态监控测量111-112
• 6.3.3 施工监测方法建议112
• 6.4 本章小结112-114
• 7 结论与展望114-116
• 7.1 结论114-115
• 7.2 展望115-116
• 参考文献116-120
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果120-124
• 学位论文数据集124

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本文编号：795332