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地铁盾构下穿既有桥梁对周边工程环境的影响研究
| 论文题名： | 地铁盾构下穿既有桥梁对周边工程环境的影响研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;盾构施工;下穿工程;既有桥梁 |
| 摘要： | 随着我国地铁的不断修建，工程技术难题也在不断变化升级。因为早期城市建设较少会考虑地下空间的分布问题，盾构隧道在设计过程中难免会出现既有桩基侵入隧道的情况。地铁建设的过程中会考虑使用桩基托换的方法来解决，并对旧桩直接盾构切除。而桩基托换和盾构切桩均会对周边工程环境造成较大的影响，严重时会导致建构筑物桩基破坏，造成工程事故。本文根据南昌地铁2号线盾构下穿八一桥时对周边工程环境的影响进行了研究，主要研究内容如下： 南昌地铁2号线某区间段由于八一桥若干独柱独桩侵入隧道需要进行桩基托换。而桩基托换会对周边工程环境产生较大的影响。本文取其中一根桩基运用ABAQUS有限元软件模拟托换施工顶升、卸载及截桩三个关键步骤，并通过对这三个施工阶段监测的结果进行分析。研究结果表明，桥墩、托换梁和新桩的位移变化均处在安全范围内，施工方案能有效控制变形，但在顶升和截桩阶段应加强对新桩和桥墩的监测。 在对原先的独柱独桩桥梁进行托换后，会出现以下两种情况：新托换桩与隧道的距离不同；托换梁和隧道的夹角不同。本文通过物理模型试验的方法按照1:30的比例研究了地铁盾构下穿不同位置的新托换桩时对周边工程环境产生的影响。研究结果表明，当托换梁与隧道间角度不变时，桩距越小对桩基的影响越大；当桩距不变时，托换梁与隧道间的夹角越小对桩基的影响越大。针对桩距小夹角小的托换桩，在设计时应特别注意。 在实际工程中，地铁盾构往往会根据周边工程环境选取适宜的埋深，本文运用物理模型试验和数值模拟相结合的方法，研究了当地铁盾构隧道的埋深不同时，地表沉降和托换桩内力的影响。研究结果表明，隧道埋深越深对地表沉降产生的影响就越小，但会对桩产生的影响较大。并且，隧道所在之处对桩身的影响是最大的，在托换桩设计时，应该考虑对隧道区域的桩身进行加固。 为了进一步研究泥水盾构和旧桩切除的共同作用对桩基产生的影响，本文运用有限元软件ABAQUS精细化模拟现场施工过程，重点分析了托换桩水平承载特性的变化规律。研究结果表明，旧桩切除会导致托换桩产生较大的弯矩、剪力和水平位移，在实际工程中应该加强对周边工程环境的监测。 |
| 作者： | 孟成 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 耿大新;王宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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