近接道路施工對(duì)高速鐵路橋梁墩臺(tái)位移影響研究

摘 ?要：隨著我國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，得益于區(qū)域交通之間的進(jìn)步，城鄉(xiāng)之間差距變得越來(lái)越小，這表明交通越發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)越發(fā)展。研究表明，受地基影響，當(dāng)近接道路施工對(duì)高速鐵路橋梁墩臺(tái)位移造成影響時(shí)，一定要采取措施防止相關(guān)安全隱患的出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：近接道路施工;高速鐵路橋梁墩臺(tái);偏差位移;區(qū)域交通;可持續(xù)性發(fā)展

中圖分類號(hào)：U415.6???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???文章編號(hào)：2096-6903（2019）04-0000-00

0前言

在進(jìn)行高速鐵路以及公路建設(shè)過(guò)程中，路網(wǎng)的密度在逐步地增強(qiáng)，由于規(guī)劃的滯后性、修建過(guò)程的差異性和相應(yīng)土地資源的制約性，造成了各級(jí)別道路與高速鐵路建設(shè)存在了相應(yīng)的線路近接情況。為了避免這種近接情況對(duì)相關(guān)路基橋梁墩臺(tái)造成嚴(yán)重的偏移影響，必須通過(guò)改變路塹深度、路基寬度以及地基承載力等情況來(lái)消除安全隱患。

1路基填筑對(duì)高速鐵路橋梁墩臺(tái)位移的影響

首先以填筑距離為研究?jī)?nèi)容，當(dāng)路基的填筑高度為4米，路基寬20米，相應(yīng)的路基邊緣距承臺(tái)邊緣的距離為0米、4米、10米、20米和30米。當(dāng)路基填筑和已有橋梁之間的距離逐漸增加時(shí)，在樁基上部發(fā)生最大的水平位移則更小，相應(yīng)的填筑距離對(duì)于樁基的影響也會(huì)變得越來(lái)越小，相應(yīng)填筑對(duì)樁基的影響逐漸下移。其次針對(duì)地基條件，樁基土體的側(cè)向位移與土的彈性模量、泊松比、地基承載力等息息相關(guān)，當(dāng)土的彈性模量為軟弱土、相應(yīng)的泊松比越低，當(dāng)?shù)鼗某休d力變大之后，近接道路施工對(duì)高速鐵路橋梁墩臺(tái)位移的影響就會(huì)變小，相應(yīng)的道路穩(wěn)定性被大大提升，受到鄰近高鐵線路的影響也會(huì)比較小。

2路塹開(kāi)挖對(duì)高速鐵路橋梁墩臺(tái)位移的影響研究

針對(duì)開(kāi)挖距離，當(dāng)路塹的開(kāi)挖距離為4米時(shí)，路基與已有高速鐵路橋梁之間的距離為0米、4米、10米、12米和40米，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，樁基水平位移在土壤地基交界處大約17米深度時(shí)，產(chǎn)生的變形非常大，這時(shí)墩臺(tái)位移發(fā)生在了樁基的頂部。而且隨著路塹的開(kāi)挖，與橋梁之間的距離逐漸增加到最大程度，然后韌性變成了脆性，相應(yīng)的距離也會(huì)減少。針對(duì)開(kāi)挖深度，隨著路塹開(kāi)挖深度的增加，樁基側(cè)向位移也會(huì)逐漸增加。當(dāng)路塹開(kāi)挖深度為1米時(shí)，樁頂?shù)乃轿灰茷?.979毫米，樁端水平位移為0.103毫米;當(dāng)路塹開(kāi)挖深度為6米的時(shí)候，樁頂?shù)乃轿灰茷?.171毫米，樁端水平位移為0.583毫米。因此，在進(jìn)行路塹開(kāi)挖時(shí)，控制橋墩的橫向水平位移和沉降呈線性關(guān)系，相應(yīng)的橋墩沉降數(shù)值會(huì)變小。

3工程實(shí)例分析

3.1工程實(shí)例概述

以成貴鐵路道路工程為研究對(duì)象，該工程分為南幅和北幅兩個(gè)部分，其中北幅線路的全長(zhǎng)為2588.218米，寬度為20米，設(shè)計(jì)范圍控制為NK-0-380～NK2+794.335;南幅線路的全長(zhǎng)為3174.335米，寬度為15米，設(shè)計(jì)范圍控制為NK-0-380～NK0+248.990。這其中北幅的全部路段已經(jīng)和成貴鐵路峨眉山支線并行在一起，相應(yīng)的橋梁墩臺(tái)距離控制在8米～18米之間。南幅的部分路段與特大橋18#橋墩相接，相應(yīng)的橋梁墩臺(tái)距離控制在5米～19米之間。

3.2地質(zhì)情況

該交通工程主要位于西南地區(qū)，西南地區(qū)大多數(shù)地方的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，屬于山地和丘陵結(jié)合區(qū)域。而該工程所在線路地區(qū)的地貌細(xì)分屬于淺丘頂部斜坡及沖溝地區(qū)，地形呈現(xiàn)為斜坡和梯田狀，整個(gè)坡度被控制在15～20度，屬于侵蝕堆積類型。在橋區(qū)的上部覆蓋有第四系統(tǒng)全新的人工開(kāi)挖土類型，簡(jiǎn)稱為Q，沖洪積松軟土，簡(jiǎn)稱為Q，還有一部分的坡殘積粉質(zhì)黏土，簡(jiǎn)稱為Q，以及坡洪積粉質(zhì)黏土，簡(jiǎn)稱為Q;下部區(qū)域的基層巖石為白堊系下統(tǒng)灌口組泥巖夾砂巖，簡(jiǎn)稱為K1g;地下水的水位非常淺，水中的PH值破案酸性，內(nèi)部所含有的硫酸鹽離子較多，很容易對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重侵蝕。具體的土層參數(shù)如下：粗圓礫土①的密度為2g/cm，φ值為38°，泊松比為0.2，彈性模量為46Mpa;粗圓礫土②的密度為2.05g/cm，φ值為42°，泊松比為0.2，彈性模量為60Mpa;粉土的密度為1.85g/cm，C值為3kpa，φ值為28°，泊松比為0.25，彈性模量為30Mpa;粉細(xì)砂的密度為1.95g/cm，C值為3kpa，φ值為35°，泊松比為0.3，彈性模量為15Mpa。

3.3分析節(jié)點(diǎn)的選取

針對(duì)該區(qū)域進(jìn)行前期分析，在近期的規(guī)劃過(guò)程中能夠清楚地發(fā)現(xiàn)道路兩邊的規(guī)劃用地被控制在商業(yè)用地和住宅用地兩種類型中。現(xiàn)狀的道路兩側(cè)為護(hù)坡，但護(hù)坡屬于臨時(shí)邊坡防護(hù)，采取了自然放坡和坡面綠化的形式。選取的第一個(gè)分析節(jié)點(diǎn)為184號(hào)橋墩，該橋墩距離鐵路樁基礎(chǔ)的距離為4.86米，左側(cè)填筑高度為3米，右側(cè)填筑高度為3.5米，左側(cè)樁樁頂平移的距離為1.267毫米，右側(cè)樁樁頂平移的距離為1.129毫米，由于兩側(cè)道路的路塹開(kāi)挖深度較弱，對(duì)橋梁墩臺(tái)位移的影響不大;第二個(gè)分析節(jié)點(diǎn)為228號(hào)橋墩，該橋墩距離鐵路樁基礎(chǔ)的距離為6.32米，左側(cè)填筑高度為3.8米，右側(cè)填筑高度為2.5米，左側(cè)樁樁頂平移的距離為1.354毫米，右側(cè)樁樁頂平移的距離為1.257毫米，由于兩側(cè)道路的路塹開(kāi)挖深度較大，對(duì)橋梁墩臺(tái)位移的影響非常顯著;第三個(gè)分析節(jié)點(diǎn)為1號(hào)橋墩，該橋墩距離鐵路樁基礎(chǔ)的距離為5.04米，左側(cè)填筑高度為3.4米，右側(cè)填筑高度為2.9米，左側(cè)樁樁頂平移的距離為1.124毫米，右側(cè)樁樁頂平移的距離為1.451毫米，由于兩側(cè)道路的路塹開(kāi)挖深度不一樣，對(duì)橋梁墩臺(tái)左側(cè)的位移影響不大，但是對(duì)橋梁墩臺(tái)右側(cè)的位移影響比較大。

3.4施工建議

在進(jìn)行道路橋梁工程施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)做好前期準(zhǔn)備工作，對(duì)施工區(qū)域內(nèi)部的地質(zhì)情況、水文情況進(jìn)行相的研究，并且要加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)狀的考察研究，從而選擇合理的地區(qū)進(jìn)行棄土場(chǎng)和堆土場(chǎng)的設(shè)置，便于施工過(guò)程中填料的防治，從而制定出更為高效的施工組織方案，便于后期施工工作的順利進(jìn)行。只有前期施工工作做好以后相應(yīng)的道路工程和鐵路工程運(yùn)輸線路才能夠保持通暢，對(duì)于疏導(dǎo)交通做出較大貢獻(xiàn)。另外，針對(duì)于施工過(guò)程中出現(xiàn)的近接道路對(duì)高速鐵路橋梁墩臺(tái)位移造成的影響，應(yīng)當(dāng)充分考慮工程運(yùn)輸車對(duì)其造成局部荷載過(guò)大的情況，并做好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案設(shè)施，以防萬(wàn)一。

最后還需要根據(jù)高速鐵路運(yùn)營(yíng)的具體時(shí)間節(jié)點(diǎn)，來(lái)安排施工時(shí)間，要求在高速鐵路經(jīng)過(guò)高鐵時(shí)不能施工，當(dāng)沒(méi)有經(jīng)過(guò)高鐵時(shí)才可以施工，這樣避免了兩部分荷載對(duì)道路地基和橋梁墩臺(tái)造成的消極影響。此外，還需要持續(xù)性地對(duì)高速鐵路橋梁位移情況進(jìn)行監(jiān)控，一旦遇到極端暴雨天氣，還要做好相應(yīng)的排水處理，防止雨水和積水造成的影響。

在道路路基施工過(guò)程中，首先應(yīng)該注意的是要保證路塹兩側(cè)開(kāi)挖過(guò)程是逐步進(jìn)行的，而且在路堤填筑的過(guò)程中也需要一步一步進(jìn)行。其次，在進(jìn)行施工過(guò)程中還需要保持道路兩側(cè)的開(kāi)挖過(guò)程和填筑過(guò)程同步進(jìn)行，這樣才能減少橋梁墩臺(tái)出現(xiàn)位移的情況。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)近接道路施工對(duì)高速鐵路橋梁墩臺(tái)位移的影響，要結(jié)合工程概況來(lái)進(jìn)行分析。要減少道路施工對(duì)近接橋梁墩臺(tái)發(fā)生位移造成的影響，不僅僅需要保證道路路塹的開(kāi)挖和道路填筑工程趨于同步，還需要注重路基填筑和現(xiàn)階段已經(jīng)存在橋梁距離之間已經(jīng)增加的距離，防止忽略已發(fā)生事故。最后一點(diǎn)則是要對(duì)路基填筑區(qū)域下部分的地質(zhì)土壤進(jìn)行置換，選擇穩(wěn)定性更強(qiáng)的土質(zhì)，以此來(lái)減少相鄰高速鐵路橋梁墩臺(tái)和施工道路之間的位移，保障工程的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2019-07-10

作者簡(jiǎn)介：陳新宇（1980—），男，天津人，工程師，從事道路橋梁，高鐵工作。

Research on Influence of Construction of Proximity Road on Bridge Pier Displacement

CHEN Xinyu

（Northwest Corporation of CCCC First Public Bureau Group， Xi'an ?Shaanxi ?301900）

Abstract：??with the rapid development of urbanization in China， the gap between urban and rural areas is becoming smaller and smaller due to the progress of regional transportation， which indicates that the more developed the transportation economy is， the more developed the economy is. The research shows that under the influence of the foundation， when the construction of the near road has an impact on the displacement of the piers and abutments of the high-speed railway bridge， it is necessary to take measures to prevent the occurrence of relevant safety hazards.

Key words：?near road construction; high speed railway bridge abutment; deviation displacement; regional traffic; sustainable development