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)代化進程的不斷發(fā)展，新建隧道穿越既有橋梁的情形越來越不可避免，而由于隧道開挖產(chǎn)生的地層變形和應力釋放必然會對既有橋梁產(chǎn)生擾動，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)實意義。
　　本論文在對國內(nèi)外相關(guān)文獻資料進行廣泛調(diào)研的基礎上，以北京地鐵7號線工程為背景，采用理論分析、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場實測相結(jié)合的方法，對城市暗挖隧道穿越既有橋梁的安全控制方法進行了深入系統(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)系的基礎上，對隧道開挖條件下既有群樁的變形特性進行了詳細的闡述，并采用數(shù)值模擬重點分析了群樁的遮攔效應，認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)出其獨有的特點。
　　(2)從承臺的作用和土拱效應兩方面論述了被動群樁受力和變形特性的特殊性。即在隧道開挖條件下，一方面承臺對各個樁基的荷載進行了均衡化的再分配，另一方面對低位承臺而言，承臺還會改變樁基的荷載傳遞路徑

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

4、和主動防護兩方面對隧道穿越既有橋梁施工的安全性控制原理進行了闡述。
　　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，并提出了基于主動頂升的新型的橋梁主動防護方法。
　　(6)建立了完整的隧道鄰近既有橋梁施工的動態(tài)控制體系，并形成了該系統(tǒng)的技術(shù)流程。其核心在于橋梁風險狀態(tài)的判定及其應對控制措施的選擇。通過該控制體系可以提前對橋梁的穿越風險進行判定，并及時采取應對措施，從而達到保證被穿越橋梁安全的目的。

5、　　(7)針對常規(guī)加固措施只能被動應對、無法主動補償樁基沉降的現(xiàn)狀，研發(fā)了隧道穿越既有橋梁的主動頂升成套技術(shù)。該技術(shù)主要分為頂升方案設計、頂升系統(tǒng)布置、頂升監(jiān)測系統(tǒng)、頂升施工、清場恢復五個步驟。
　　(8)在隧道穿越既有橋梁施工過程中，針對暗挖法隧道施工的具體特點，提出了基于反分析預測的動態(tài)預測控制方法。該方法是將變位分配和反分析預測結(jié)合在一起的一種動態(tài)控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)穿越施工過程中的科學預警、分級控制和主動應對，從而最大限度的