新建橋梁施工對既有高速鐵路橋梁的影響

張剛強(qiáng)

中鐵九局集團(tuán)第二工程有限公司 吉林 132001

隨著中國鐵路網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，越來越多的新鐵路橋梁將與現(xiàn)有的高速鐵路橋梁交叉或平行。新鐵路橋梁的建設(shè)將不可避免地影響現(xiàn)有的高速鐵路，這將給高速鐵路的運(yùn)營帶來安全隱患。

1 新建鐵路下穿既有高速鐵路橋梁施工的特點(diǎn)

現(xiàn)有高速鐵路橋下新鐵路的建設(shè)與一般鐵路建設(shè)不同。除了要考慮常見的路基沉降、邊坡垮塌、路基施工中中線位置偏移、路基裂縫、壓實(shí)度不夠等施工問題外，還應(yīng)考慮既有線高速鐵路列車運(yùn)行施加在既有橋墩上的動荷載對鐵路施工質(zhì)量造成的影響[1]。

1.1 巖土材料的復(fù)雜性

巖土本身是一種極為復(fù)雜的建筑材料，由于其本身具有明顯的時空變異性、極強(qiáng)的地區(qū)性等這些特征決定了在機(jī)械模型的計算下難以準(zhǔn)確地描述巖土材料的力特性。巖土材料的復(fù)雜性給項(xiàng)目帶來了潛在的安全隱患，一旦施工處理措施不當(dāng)，這種潛在的風(fēng)險將會爆發(fā)出來，對工程質(zhì)量造成損傷。

1.2 新建鐵路下穿既有高速鐵路橋梁施工具有隱蔽性

下穿既有線施工隱蔽性工程較多，若不嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計要求施工，則會為工程帶來原本不存在的風(fēng)險。

1.3 路基變形控制要求嚴(yán)格

施工過程中，由于操作不當(dāng)或監(jiān)測不到位造成既有橋墩下沉或傾斜、軌道結(jié)構(gòu)變形等不良影響，危害既有線列車運(yùn)行安全。

1.4 交叉作業(yè)特殊性

現(xiàn)場施工涉及到的路基施工、軌道施工、地面材料搬運(yùn)等，這些都是交叉進(jìn)行，極易出現(xiàn)起重傷害、物體打擊等風(fēng)險事故。

1.5 對工程影響持續(xù)存在

線路沉降是一個持續(xù)發(fā)生的過程，并不能一次沉降到位，因此施工完成后路基沉降的數(shù)據(jù)需通過持續(xù)的監(jiān)測獲得。如果它影響鐵路的正常運(yùn)行，則必須翻新線路以確保安全駕駛。

1.6 施工干擾大、風(fēng)險發(fā)生頻率高

由于在既有高速鐵路橋梁線下施工，此類工程屬于交叉工程，因此必須保證既有線安全、連續(xù)運(yùn)行。同時，施工過程中施工人員對現(xiàn)場的監(jiān)控、量測及對路基結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計與具體的施工組織應(yīng)得到重點(diǎn)關(guān)注。

2 新建橋梁施工對既有高速鐵路橋梁的影響案例探討

2.1 工程概況

A鐵路某段聯(lián)絡(luò)線特大橋140#—144#墩（DK5+073．040—DK5+414．460）采用32+138+138+32m斜拉橋上跨B貫通線，142#，143#橋墩分別位于B貫通線兩側(cè)，交叉處A鐵路里程DK5+299．890，B 貫通線里程 K557+860．402，交叉角度 17．2°。

A鐵路某段聯(lián)絡(luò)線特大橋143#—145#墩（DK5+381．690—DK5+447．365)及 160#—171# 臺（DK6+033．060—DK6+393．660)臨近B貫通線。

2.2 路塹開挖深度對既有橋梁的影響分析

在現(xiàn)有高速鐵路橋梁下的新高速公路的實(shí)際施工中，道路的挖掘深度的選擇通?？紤]到場地所有者的承載能力和場地王的地下水條件。結(jié)合橋梁的高度和道路的高度限制。結(jié)合可能遇到的實(shí)際情況和現(xiàn)有橋墳高度（10m），路基挖掘深度設(shè)定為1m-6m。并分析了現(xiàn)有橋梁的水平位移變化，沉降變化以及不同開挖深度下現(xiàn)有橋礫的變化。W得出不同道路開挖深度對現(xiàn)有高速鐵路橋梁的影響。

2.3 路塹開挖寬度對既有橋梁的影響分析

在實(shí)際道路設(shè)計中，道路的車道布局應(yīng)根據(jù)交通量，道路坡度和實(shí)際地形確定?；?．75m的單車道寬度，分析了不同切削寬度對現(xiàn)有橋梁的影響。隨著挖掘?qū)挾鹊脑黾?，道路墊與現(xiàn)有橋梁之間的距離逐漸減小。當(dāng)?shù)缆敷π返膶挾葹?米時，道路邊緣與現(xiàn)有橋梁之間的距離為6．3米。當(dāng)?shù)缆吠诰驅(qū)挾葹?6m時，道路與現(xiàn)有橋梁之間的距離為0．3m。在不同的切割開挖寬度下，主要分析了現(xiàn)有橋梁的水平位移變化，沉降變化和橋梁軸向應(yīng)力變化。為了便于分析不同攤鋪開挖寬度對現(xiàn)有橋梁的影響，選擇箱梁底板的端點(diǎn)和支撐墊石的頂角。頂蓋的頂角用作現(xiàn)有橋梁的水平位移分析點(diǎn)和沉降分析點(diǎn)[2]。

2.4 路堤填筑寬度對既有橋梁的影響分析

路基填土的寬度主要取決于道路布局?；趩蔚缹?．75m，分析了路堤填筑寬度為4m-16m時路堤填筑對既有梁的影響。為了獲得更好的網(wǎng)格質(zhì)量，確保計算模型的收斂性，并分析不同路堤填充寬度對現(xiàn)有橋梁的影響，將路堤填筑高度設(shè)定為2m進(jìn)行計算。隨著路堤寬度的增加，路堤與現(xiàn)有橋梁之間的距離逐漸減小。當(dāng)路堤填充寬度從4m變?yōu)?6m時，路堤邊緣與橋帽之間的距離從6．3m變?yōu)?0．3m。

3 結(jié)論

（1）斜拉橋的施工對現(xiàn)有橋梁有一定的影響。但由于大量造成的樁基沉降過大，施工期間必須嚴(yán)格按施工要求進(jìn)行施工，施工期應(yīng)合理安排，結(jié)算率不宜確保施工期間鐵路的安全運(yùn)行。（2）相鄰施工對現(xiàn)有的鄭西高速鐵路橋梁影響較小，碼頭及上部結(jié)構(gòu)的沉降和樁基承載力符合規(guī)范限值要求。（3）施工期間碼頭變形監(jiān)測，在監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，判斷鐵路橋梁的變形情況，為鐵路運(yùn)營安全提供預(yù)警。一旦監(jiān)測異常，應(yīng)立即停止施工，并啟動應(yīng)急響應(yīng)計劃。對于觀測變形超標(biāo)的橋墩，分析原因，研究對策，并在施工前提出整改措施，確保鐵路運(yùn)營安全。（4）監(jiān)測各個施工階段的鐵路橋墩，驗(yàn)證和驗(yàn)證理論計算結(jié)果，并在分析觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上判斷鐵路橋梁的變形情況，并對鐵路運(yùn)營安全進(jìn)行預(yù)警。