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1、高铁桥墩处开挖施工安全研究【摘要】近年来高铁项目大批上马，而后又迅速建成通车，尤其是在长江三角地带，像沪宁、沪杭、杭甬等高铁，使城市间时间距离大为缩短，成为交通客运大动脉。同时，随着每个城市的规划建设、市政交通工程的施工，势必造成了城市道路与建成高铁的立体交叉，即存在在高铁桥墩处开挖基坑施工。本文以杭州市丁桥东路立交桥工程为例，分析了高铁桥墩处基坑开挖施工的安全问题，可供今后类似案例参考。【关键词】髙铁；桥墩；土方开挖；受力分析；变形计算；中图分类号：TU997文献标识码：A文章编号：一、前言高铁运输作为一种运输量大且经济的一种运输方式，在许多国家的经济生活中占有重要地
2、位，是国家经济发展的必然趋势。21世纪以来，随着沪宁城际高速铁路、京津城际铁路等相继开通运营，中国高铁的建设序幕迅速展开，正以前所未有的速度引领世界高铁的快速发展，无论是国民、经济发展、市场还是铁路自身行业都是势在必行，对我们整个国家的发展起到了重要的作用。在杭州市丁桥东路立交桥工程的施工之中，涉及到高铁桥墩的安全性，这就要求我们在施工的过程当中要确保髙铁桥墩的安全。二、工程概况丁桥东路下穿沪杭高铁处铁路桥跨径为(48.75+80+48.75)连续梁，道路自中孔80m跨径内穿越。按道路规划纵断面，穿越高铁处道路需要下挖，原地面标高在6.5左右，道路下挖基坑坑底-2.94
3、,总挖深9.44m。下挖道路设U型槽支挡结构，两侧桥墩分别为上海侧241号墩和杭州侧242号墩。其中U9东侧挡墙贴近241#高铁桥墩，241#墩台埋深3.8m,承台厚度3m,承台底高程-0.267m,基底为19根直径1.5m钻孔桩,桩长68m,桩底为强风化泥质粉砂岩，o=300KPa,；U5~U7西侧挡墙贴近242#高铁桥墩，该桥墩承台埋深约7.2m,承台厚度3m,承台底标高-3.767,基地为19根直径1.5m钻孔桩，桩长58m,桩底为强风化凝灰岩o=500KPa。高铁桥墩241#、242#照片高铁桥墩241#、242#与U型槽断面位置图三、从设计角度对高铁桥墩进行分
4、析根据U形槽与墩台的位置关系，241号墩侧基坑开挖时,坑底位于承台底下约2.5m,道路施工对其影响相对较大，因此选取241号墩进行受力及变形计算分析。1.241号墩设计情况墩顶纵向最大水平力Px=3637.7kN,竖向力N=55096.7kN,承台纵向最大水平力Px=4224.lkN,竖向力N-102168.5kN,单桩荷载Pmax=8586.9kN,单桩承载力[P]=9237.6kN,设计沉降量：38mm，顺桥向、横桥向刚度：1169.9kN/cm。按《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》，纵向力、刚度与位移关系：本桥墩顶线刚度按大于1000kN/cm控制，墩顶位移量为
5、3.6cm。2.241号墩基坑开挖后的受力情况基坑开挖后，承台承受的水平力变大。基坑深度按8m计算，承台所承受的水平土压力计算为E=1555kNo承台受力情况如下：承台纵向最大水平力Px=5779.3kN,轴力N=102168.5kN3.241号墩变形计算为简化计算，根据刚度等效原则将圆形承台转换为方形承台。基坑底位于承台下2.5m,按高桩承台进行分析。计算简图3.1墩顶位移3.1.1结构尺寸(1)桥墩：直径5.5m圆形桥墩；(2)承台：直径17.7m,厚度3m；(3)钻孔桩：19根直径1.5m钻孔桩，桩长68mo地面线：-2.5m承台桩基础结构图3.2坐标系定义z轴竖
6、直，向上为正；x轴为横桥向，水平向右，y轴根据X轴、Z轴由右手螺旋法则确定；坐标原点位于标高0.0m处。整体坐标3.3荷载信息基坑开挖后，承台承受的水平力变大。基坑深度按8m计算(承台底面以下2.5m),承台所承受的水平土压力计算为E=1555kNo(1)设计受力情况：承台底外力Px=4224.05kN,N=102168.5kN,My=111556kN.m(2)基坑开挖后受力情况：承台底外力Px=4224.3+1555=5779.3kN,N=102168.5kNMy=111556kN.m集中荷载汇总表承台底中心单项荷载表承台底中心单项位移表241号墩高为27m,采用Dr
7、bridgefoudation对墩台验算的结果：承台发生水平变位与转动后的墩顶变形为：0.007919m+27m0.000255rad=0.01480m=l.5cm
