软土地段铁路高路基对桥梁结构影响和措施

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1、软土地段铁路高路基对桥梁结构影响和措施　　摘要:软土地区铁路路基边坡已进入桥墩及其基础结构范围，由于路基、轨道自重引起的静载和客（货）运列车动载对相邻桥梁产生一定影响，本文通过理论分析和数值分析方法对桥梁结构安全问题进行分析 ，得出荷载影响程度，并据此优化了工程设计及施工措施方案。关键词:软土高路基、桥墩、结构安全中图分类号：K928.78文献标识码：A1引言近年来铁路、公路建设发展较快，立体交叉大量出现，加之宁波地区软土厚度达30m以上，导致临近高路基的桥墩基础受侧压较大。因此，软土地区临近高路基地段桥墩基础抗侧压能力就成为工程建设关注的焦点，如何保持其桥墩

2、的良好工作状态就成为一项重要的研究课题。本文以宁波北站上行疏解线、牵出线及改建萧甬下行线高路基下穿宁波机场路北延工程高架桥T16~T17#墩为背景，以理论分析为手段进行课题研究。由路基、轨道引起的静载和客（货）运列车引起的动载必然会对桥墩产生一定影响，因此必须对桥梁结构安全问题进行分析。2、概况10宁波北站上行疏解线，牵出线及改建萧甬下行线路基下穿宁波机场路北延工程高架桥T16~T17#墩，T17#墩及其基础结构位于铁路路基边坡范围内。图1机场路高架桥与铁路路基横断面图宁波机场路北延工程高架桥T17#墩承台尺寸为7m×9.5m（顺桥向×横桥向）；双立柱接盖梁结构，立柱尺

3、寸为2.5m×2m（顺桥向×横桥向），双立柱净间距4.5m，盖梁尺寸为2.7m×23.5m（顺桥向×横桥向）；桥墩上部结构为跨径45m先简支后连续预应力小箱梁；T17#墩下部基础结构为12根直径1.0m钻孔灌注桩，桩长61.7m。图2T17#墩桥梁结构断面图地层编号土类名称h（m）γ（kN/m3）Es（MPa）φ（°）c（kPa）(1)粘土3.017.23.8911.823.3(2)1/(2)2淤泥/淤泥质粉质粘土7.916.92.328.014.0(3)2粉质粘土夹粉砂10.518.54.222.613.0(4)1淤泥质粉质粘土15.517.42.429.016.0(

4、4)2粉质粘土夹粉土6.518.27.010.317.010(6)2含粘性土中砂3.619.28.2329.08.0(6)3粉质粘土夹粉砂3.118.87.013.018.0(8)1含粘性土中砂7.819.310.029.07.0(8)2砾砂9.520.315.031.02.0表1机场路高架桥跨越铁路工段土层的地质参数路基范围内广泛分布有滨海相沉积的淤泥、淤泥质（粉质）粘性土及粘性土等软土层，具有强度低、压缩性高、渗透性低等特点，工程地质条件较差。T17#墩断面桩长范围内的土层从上到下依次为(1)粘土、(2)1淤泥/(2)2淤泥质粉质粘土、(3)2粉质粘土夹粉砂、(4)

5、1淤泥质粉质粘土、(4)2粉质粘土夹粉土、(6)2含粘性土中砂、(6)3粉质粘土夹粉砂、(8)1含粘性土中砂和(8)2砾砂。3、路基填筑对桥梁桩基偏移及抗裂性检算外力作用下基桩的长期使用性能，和基桩钢筋混凝土的裂缝张开度密切相关，而基桩混凝土构件的裂缝与构件承受的最大拉应力（弯矩）及构件自身的特性（强度、配筋情况等）密切相关。对宁波机场路北延工程T17#桥墩基桩的偏移及抗裂性进行检算，并研究分析邻近铁路路基填土堆载和列车及轨道结构荷载对桥墩的影响，以确定基桩的安全性。AcScIcγαα（kN/m）γαβ（kN·m/m）γββ（kN·m/rad）5156429653713

6、.5×105-1.1×1063.75×10710铁路交通荷载是轨道上部结构和路基结构物设计的主要荷载之一。行车时，轮轨动力相互作用产生的竖向、横向和纵向荷载通过轨道上部结构传入基床和地基，由轨道结构和路基结构共同承担。3.1线弹性地基反力法检算采用《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)推荐的线弹性地基反力法（m法）对桥墩在水平外力作用下的桩基内力和变形进行理论分析，以确定基桩的安全性。（1）计算群桩刚度系数、、群桩刚度系数γαα、γαβ、γββ是指由于承台板绕中心产生单位转角时，所有桩顶产生的竖向反力之和、水平反力之和以及它们对承台中心的反弯矩之和，分

7、别以kN/rad、kN/rad和kN∙m/rad计。计算公式如下：式中，Ac，Sc，Ic—承台板侧面地基系数C图形面积和对底面的面积矩、惯性矩，Ac=Cnhn/2、Sc=Cnhn2/6，Ic=Cnhn3/12，这里Cn和hn为承台板底面处的地基系数和承台板埋置深度。x——桩顶中心的坐标距（m）。b0——基础侧面土抗力的计算宽度（m），同前。群桩刚度系数计算结果见表2。表2计算群桩刚度系数γαα、γαβ、γββ（2）计算承台底部中心的位移α和转角β10通过给出承台底部中心的外力（∑P、∑M）计算承台中心的水平位移α及转角β，计算