隧道施工对桥桩受力及变形影响因素研究

摘要

随着我国城市化的加快，城市用地明显不足，同时大量人口涌入城市，也促使城市市区内可供利用的土地面积急剧减少。因此地铁建设已经成为一个解决城市交通问题的一个重要措施。所以城市地铁、城市地下交通隧道等城市地下工程建设更是日益受到重视。而在修建城市地铁过程中要不可避免的穿越一些人行天桥和立交桥。但是隧道在施工过程中会引起周围土层变化，进而引起地层变形和位移，使得桩与土体发生了相互作用，引起了桩体变形，最终会影响桥梁的正常使用。因此对新建地铁穿越桥梁时对桥桩受力和变形研究分析是地铁工程建设中亟待解决的重要问题。
　　本论文为了分析隧道穿越桥梁对桥桩的影响，通过对地铁穿越桥梁资料的收集和汇总、数值模拟计算、具体施工案例分析等方法进行研究，论文主要内容和研究成果如下:
　　(1)首先总结了国内外对隧道施工引起地层变形以及对桥桩的影响研究现状，然后从隧道施工的力学机理和对地层影响因素等方面探讨了隧道施工影响桥桩的基本力学行为。
　　(2)主要是围绕北京市地铁14号线收集整理隧道穿越桥梁的工程实例，同时通过对不同工程情况下对比，总结得出隧道与桥梁相对位置关系、隧道施工方法、土层状况以及桥桩桩径四个因素对工程有影响，同时针对北京市地铁穿越桥梁提出对控制值的建议。
　　(3)通过单因素对比方法，利用有限元软件模拟对比分析，对隧道与桥梁相对位置关系、隧道施工方法、土层状况以及桥桩长细比四个因素分别考虑对桥桩的影响。总结不同因素对桥桩受力和变形的影响规律。
　　(4)总结隧道穿越桥梁的控制流程和控制措施，并且通过具体工程实例，应用具体加固措施进行对比分析。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 本论文研究背景及意义

1．2 本课题国内外研究现状

1．2．1 隧道施工地层变形研究现状

1．3 隧道开挖引起邻近桩基研究现状

1．3．1 经验公式法

1．3．2 数值计算法

1．3．3 模型实验法

1．3．4 有限元计算与室内外试验数据对比

1．4 地铁施工引起桥桩破坏的研究现状

1．5 隧道开挖影响邻近桩基存在的问题

1．6 论文研究内容与研究方法

1．6．1 研究内容

1．6．2 研究方法

2 北京地铁穿越桥梁实例汇总及控制值建议

2．1 地铁穿越桥梁实例汇总

2．2 对邻近桥梁沉降控制值的建议

2．3 本章小结

3 隧道穿越桥桩数值模拟计算对比

3．1 Midas—GTS有限元软件

3．2 不同土质对隧道穿越桥桩的影响

3．2．1 不同土质对地表沉降的影响

3．2．2 不同土质对桩体侧向位移的影响

3．2．3 不同土质对桩体竖向位移的影响

3．3 桩径不同(即桥桩桩体长细比)的影响

3．3．1 桩径对桩体水平位移的影响

3．3．2 桩径对桩体竖向位移的影响

3．3．2 桩径对桩体轴力的影响

3．4 隧道与桥桩相对位置关系的影响

3．4．1 隧道与桩体竖向位置不同的影响

3．4．2 隧道与桩体水平位置不同的影响

3．5 隧道不同施工工法的影响

3．5．1 关于施工方法的概述

3．5．2 不同施工方法过程的模拟

3．5．3 施工方法对桩体的水平位移的影响

3．5．4 施工方法对桩体竖向位移的影响

3．6 本章小结

4 隧道穿越桥桩沉降控制措施及实例分析

4．1 隧道邻近桥桩施工的安全控制流程

4．2 隧道施工穿越桥梁主要的控制措施

4．2．1 隧道施工工法的选取

4．2．2 土体的加固措施

4．2．3 桥梁上部结构的优化

4．3 东风北桥站～将台站区间下穿酒仙桥路2号天桥数值模拟

4．3．1 工程概况

4．3．2 变形的控制指标

4．3．3 工程模拟

4．3．4 计算分析

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望与不足

参考文献

作者简历

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