基于 《公路桥梁承载能力检测评定规程》,确定桥梁承载能力计算参数;采用有限元法计算盾构隧 道穿越既有混凝土桥梁结构时桥梁结构的剩余承载力和结构 内力 ;选取桥梁结构的内力不大于剩余承载能力时 的桥梁结构差异变形值,作为工程的最终风险控制指标 ;根据每个阶段控制步各监测控制点的变形规律,将最 终风险控制指标分配给每个阶段控制步,得到工程的阶段风险控制指标。以地铁公主坟站一西钓鱼台站区间双 洞盾构隧道穿越普惠桥工程为例进行仿真分析。结果表明:该工程的最终风险控制指标为中幅桥台竖向差异沉 降不大于 10.0mm;边幅桥台竖向差异沉降不大于 5.0mm;桥台水平位移均不大于 5.1mm;边幅桥台的差异 变形越大,使得其各工况的内力相差较大;中幅及边幅桥台的变形随着隧道开挖面的接近及穿越南桥台逐渐增 加 ,随着隧道开挖面离开北桥台逐渐减小 ;中幅桥台的竖向阶段风险控制指标明显高于边幅桥台的竖向风险控 制指标 ,而二者水平向的阶段风险控制指标较为接近。 关键词:盾构隧道;桥梁结构 ;风险控制;剩余承载力;结构内力;差异变形 中图分 类号 :U455.43:U441.7 文献标识码 :A doi:10.3969/j.issr~1001—4632.2014.03.08 随着城市轨道交通的快速发展[1],地铁盾构隧 道不可避免地会穿越既有公路桥梁结构等 。在盾构 隧道施工过程中,若土体变形较大,将可能导致既 有桥梁结构产生附加 内力和变形 ,使得桥梁结构开 裂 、倾斜 ,为桥梁的安全和正常使用埋下隐患[2]。 因此 ,如何确定地铁盾构隧道穿越既有桥梁结构时 的风险控制指标 ,成为盾构隧道施工过程中需要解 决 的技术 问题之一。 既有的公路混凝土桥梁在正常使用过程 中,由 于汽车荷载、风吹 日晒等因素的影响 ,其结构构件 不可避免地会出现裂缝 、碳化、钢筋锈蚀等损伤 , 使得桥梁的承载能力随着使用年限的增加而逐渐削 弱 。因此 ,本文基于桥梁承载能力参数的评定 ,采 用有限元法计算地铁盾构隧道穿越既有公路混凝土 桥梁结构时桥梁结构的剩余承载力和结构内力 ,在 此基础上 ,确定盾构隧道施工工程的最终风险控制 指标和阶段风险控制指标,从而提高盾构隧道施工 的安全性和可控性。 1 桥梁承载能力计算参数的评定 目前对既有公路桥梁承载能力的评定采用 《公 路桥梁承载能力检测评定规程 》[6]。该规程通过对 构件材质强度、混凝土碳化深度 、钢筋保护层厚度 等的检测 ,给出各检测参数的评定标度。并考虑评 定期 内桥梁结构进一步的衰退和恶化 ,给出如下桥 梁承载能力极限状态的评定公式 。 roS≤ R(fd,&adc,袁ads)Zl(1一&) (1) 式中:ro为结 构的重要性 系数;S为荷载效 应 函 数 ;R(·)为抗力效应函数 ;厂d为材料的设计强度 ; &为构件截面折减系数 ;adc为构件 的几何参数 ;& 为钢筋截面折减 系数 ;‰ 为钢筋 的几 何参数 ;Z 为承载能力检算系数 ;&为承载能力恶化系数。 采用式 (1)对桥梁承 载能力极 限状态进行评
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