宿智利

摘要 為研究軟土區(qū)新建高速鐵路橋梁對(duì)既有高速鐵路橋梁的影響，文章以新建鹽宜高鐵與既有鹽通高鐵并行段為工程背景，采用巖土有限元軟件Plaxis 3D V20建立模型，分析軟土區(qū)新建高速鐵路橋梁對(duì)既有高速鐵路橋梁沉降的影響。結(jié)果表明：新建鹽宜高鐵橋梁對(duì)周圍土體產(chǎn)生附加沉降，從而引起既有鹽通高鐵橋梁基礎(chǔ)發(fā)生沉降變形；隨著線間距的增大，新建鹽宜高鐵橋梁施工對(duì)既有鹽通高鐵橋梁產(chǎn)生的附加沉降逐漸降低。

關(guān)鍵詞 高速鐵路橋梁；沉降；并行段

中圖分類號(hào) U441文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）08-0031-03

0 引言

隨著我國高速鐵路的飛速發(fā)展，鐵路網(wǎng)密度不斷提高，長距離并行的情況屢見不鮮，新建鐵路與既有鐵路之間的間距越來越小，新建鐵路對(duì)既有鐵路的影響也越來越大，且高速鐵路由于軌道平順性的要求，對(duì)沉降的要求非常高[1-3]。在平原軟土地區(qū)，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，新建鐵路對(duì)既有鐵路的影響更為顯著。在橋梁地段，這種影響主要表現(xiàn)為橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)的沉降和位移。

1 工程概況

新建鹽宜高鐵從鹽城站既有徐宿淮鹽高鐵側(cè)向出岔，出岔后鹽宜高鐵與既有鹽通高鐵長距離并行，并行間距較小，均為橋梁地段，并行段采用32 m跨度簡支梁，平均墩高12 m，均采用8根直徑1 m樁基，樁受力類型為摩擦樁，既有鹽通高鐵樁長57.5 m，新建鹽宜高鐵樁長62.5 m。鹽宜高鐵臨近既有鹽通高鐵施工，在樁基、墩臺(tái)、架梁施工各階段均可能引起周邊土體沉降，但在并行段設(shè)計(jì)過程中，既要保證新線施工對(duì)既有高鐵的安全運(yùn)營不會(huì)造成影響[4]，又要盡可能減少兩線路之間的夾心地，以減少對(duì)外側(cè)土地特別是基本農(nóng)田的占用以及減少拆遷量[5]。故該文以此為研究對(duì)象，選取具有代表性的地質(zhì)參數(shù)、樁基布置形式及樁長，采用巖土有限元軟件Plaxis 3D V20建立模型，對(duì)橋梁施工、運(yùn)營階段進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析，以確定在該地質(zhì)條件下合理的線間距。

2 有限元計(jì)算

2.1 工程地質(zhì)條件

線路沿線松軟土分布廣泛，橋址區(qū)出露地層主要為第四系全新統(tǒng)沖湖積（Q4al+l）粉質(zhì)黏土，第四系全新統(tǒng)海積層（Q4m）淤泥質(zhì)土、粉砂，第四系全新統(tǒng)沖海積層（Q4al+m）粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土與粉砂互層，第四系上更新統(tǒng)（Q3）粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂、粉質(zhì)黏土與粉砂互層、細(xì)砂。

各地層巖土物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

2.2 建模分析

該文使用通用巖土有限元計(jì)算軟件Plaxis 3D V20對(duì)土體及樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模計(jì)算，土體模型沿線路縱向尺寸為150 m，沿線路橫向尺寸為100 m，深度80 m[6]，材料模型采用土體硬化模型，樁與土體之間采用界面單元進(jìn)行模擬。樁基模型為每個(gè)墩臺(tái)采用縱橋向2排、橫橋向4排，共計(jì)8根直徑1 m的摩擦樁，樁間距2.5 m，既有鹽通高鐵樁長57.5 m，新建鹽宜高鐵樁長62.5 m，承臺(tái)、橋墩、梁體等上部荷載采用面荷載的形式均布于樁端加載。該次共建立線間距20 m、30 m、40 m三個(gè)模型，總節(jié)點(diǎn)數(shù)分別為349 230個(gè)、360 502個(gè)、345 007個(gè)。

2.3 施工階段劃分

該次分析共劃分為5個(gè)施工階段，分別為初始階段，既有鹽通高鐵樁基施工階段，既有鹽通高鐵承臺(tái)、橋墩、梁體施工階段，新建鹽宜高鐵樁基施工階段，新建鹽宜高鐵承臺(tái)、橋墩、梁體施工階段，各施工階段說明見表2。

2.4 計(jì)算結(jié)果

對(duì)線間距20 m、30 m、40 m分別進(jìn)行計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果見圖1、表3～5。

由表3～5可知：線間距20 m時(shí)，新建鹽宜高鐵施工對(duì)既有鹽通高鐵產(chǎn)生的總附加沉降量為13.243 mm；線間距30 m時(shí)，新建鹽宜高鐵施工對(duì)既有鹽通高鐵產(chǎn)生的總附加沉降量為8.964 mm；線間距40 m時(shí)，新建鹽宜高鐵施工對(duì)既有鹽通高鐵產(chǎn)生的總附加沉降量為6.317 mm。

3 結(jié)論

（1）新建鹽宜高鐵橋梁對(duì)周圍土體產(chǎn)生附加沉降，從而引起既有鹽通高鐵橋梁基礎(chǔ)發(fā)生沉降變形。

（2）隨著線間距的增大，新建鹽宜高鐵橋梁施工對(duì)既有鹽通高鐵橋梁產(chǎn)生的附加沉降逐漸降低。

（3）從線間距20 m增加到30 m時(shí)，新建鹽宜高鐵橋梁對(duì)既有鹽通高鐵橋梁的總附加沉降由13.243 mm降低為8.964 mm，新線對(duì)既有線的影響下降顯著。

（4）從線間距30 m增加到40 m時(shí)，新建鹽宜高鐵橋梁對(duì)既有鹽通高鐵橋梁的總附加沉降由8.964 mm降低為6.317 mm，影響下降不明顯。

參考文獻(xiàn)

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