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大跨度箱涵斜交下穿铁路轨道变形控制及安全施工技术研究
| 论文题名： | 大跨度箱涵斜交下穿铁路轨道变形控制及安全施工技术研究 |
| 关键词： | 大跨度箱涵;斜交下穿;铁路轨道;变形控制;施工技术 |
| 摘要： | 随着我国铁路交通的不断发展，铁路和公路交错的情况也越来越常见，箱涵下穿铁路顶进施工技术作为一种对工程风险控制和施工效率提升有重要意义的技术，需要既保护上方铁路列车安全运营，又保护箱涵自身结构安全，同时顶进施工过程保证施工质量和保护人员安全。为了研究这个技术，本论文将基于通久路箱涵斜交下穿铁路大南线项目，对铁路轨道、线路加固体系、箱涵结构的受力变形特征和顶进开挖面的稳定性开展系统分析，同时对线路加固方案的相关参数进行优化。研究内容主要如下： （1）通过比选现有的上部线路加固方法，结合依托工程的特点，最终选用上部纵横梁整体加固，下部一端支撑在抗移桩与支撑桩上，一端将架在箱涵顶板作为移动支点，形成上部纵横梁整体加强刚度下部支撑桩箱涵提供支撑的系统线路加固方式。 （2）通过建立箱涵顶进地层结构模型，建立土层、基坑、箱涵、铁路和上部线路加固体系，得到铁路沿轨道方向沉降整体大致呈“W”形特征，铁轨悬空部分中间高两端低，且轨道沉降数值在施作铁路加固体系工况下最大，线路加固体系中横抬梁变形呈“勺”形，支撑桩端为“勺”头，箱涵顶板端为“勺”柄。现场监测的铁轨纵向沉降特点和数值模拟结果基本一致，均在铁路规范要求内。 （3）通过分析箱涵斜交下穿铁路三维地层结构模型线路加固体系的变形特点，确定线路加固方案具体优化参数，建立不同工况进行有限元分析。限制横抬梁移动端转动和抗移桩端竖向位移可以有效减小铁轨沉降；横抬梁伸出边坡顶部长度控制在0~3m，能够有效减小横抬梁长度过长对线路加固体系造成偏心的影响。 （4）通过建立箱涵结构顶进各阶段荷载结构模型，计算得出框架桥在滑板上均匀顶推过程中，箱涵受拉区主要集中在竖直板与顶板交界处上侧和顶板跨中位置下侧，结构容易在这些部位发生受拉破坏，箱涵各结构板连接处应力明显高于结构其他位置。另外，在箱涵重心即将离开滑板工况中，在线路加固荷载的作用下，箱涵易出现“扎头”现象。在顶进施工过程中，需要对箱体结构角部进行加强并对箱涵顶进姿态进行控制监测。 （5）通过分解箱涵顶进下穿铁路施工的具体问题，提出了箱涵顶进过程中开挖面稳定研究必要，结合依托实际工程的特点，通过有限元软件模拟多个工况，对比不同开挖方式优劣，计算各工况边坡稳定性（SRM）安全系数，最终选用水泥水玻璃的路基加固方案，并通过现场使用效果监测进行验证。 |
| 作者： | 吴程程 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 黄明利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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