铁路箱涵钢筋接线图,箱涵钢筋的表示方法及图例详解

摘 要：在城市道路下穿既有铁路箱涵顶进施工中，对于多箱涵断面，近接顶进施作箱涵，会对临近箱涵结构产生较大的影响。采用数值模拟的方法，依托大断面箱涵下穿既有线项目，对近接顶进施作大断面钢筋混凝土箱涵的受力特性进行分析研究。通过研究，得到以下结论：当箱涵顶进进尺小于0.6 m时，路基最大位移沉降低于监控量测限制值20 mm,实际工程安全可靠；综合施做进度等因素考虑，建议该工程箱涵顶进进尺可取0.3～0.6 m为宜。

关键词：大断面箱涵;顶管施作;近接施工;受力特性;既有铁路;

作者简介：方霖(1992—),男，四川峨眉人，硕士，助理工程师，研究方向：桥隧结构设计;

随着城镇化和经济的快速发展，城市规模及城镇内配套的道路建设规模越来越大、建设速度越来越快。城市道路与既有铁路的交叉越来越多，由于新建城市道路车道多，宽度大，在下穿既有铁路时，多采用大断面钢筋混凝土多箱涵的断面形式。箱涵之间距离较小，在采用常用的顶进法施作时，近接顶进施工施作的箱涵会对先施作的箱涵结构产生较大的影响。因此，对大断面钢筋混凝土箱涵近接顶进施作的结构受力进行分析研究，具有重要的意义。

朱合华等从力学原理出发，得到了管幕—箱涵顶进施作的工具管网格的临界长度，并依托上海市中环线虹许路一北虹路地下立交隧道工程进行了验证[1]。孙钧采用有限元软件Ansys, 对上海轨道交通明珠线二期工程上、下行线近距离交叠区间隧道盾构施工近接施工的地基沉降进行了研究[2]。赵旭峰等对采用三维仿真软件，对盾构在不同推力情况下对既有运营隧道变形和主应力的影响进行了研究[3]。王宁通过对浦梅铁路近接隧道工程进行研究，得出了隧洞近接施工影响分区分度准则，并提出了评估模型及相应的措施[4]。

张全超通过对下穿高速铁路顶进施工中的危险源进行识别和分析，结合施工监测，建立了贯穿全顶进过程的监测预警机制[2]。李阳对下穿铁路大型箱涵单节单次顶进施工中的质量控制及质量问题进行了研究和讨论[3]。李志刚依托新焦铁路工程丰收路地道项目，对厚覆土情况下完成大体积混凝土顶进下穿铁路隧道的施工要点进行了分析总结[4]。

综上所述，目前相关的研究多集中在箱涵下穿既有道路导致的总沉降的影响研究较多，但对不同顶进步距下，大断面箱涵对既有铁路的沉降的影响研究较少。本文依托某大断面箱涵下穿既有铁路线工程为例，对不同顶进步距下，大断面箱涵下穿既有铁路的沉降影响进行研究。以确定不同的施工步距。

铁路部分框构采用东西框构分两节预制，中继间顶进施工。

在顶进过程中，采用D24便梁对既有铁路进行加固，基础采用钻孔灌注桩桩，桩径1 m, 桩长32 m, 水下C40混凝土。临时桩上设置混凝土冠梁，采用C30混凝土。桩基及冠梁施工完毕后线路加固采用8组D24铁路施工便梁(上下行各4组)进行加固。

根据施工场地所提供的施工及设计文件、地质勘察报告及相关规范，选取计算所需的材料物理力学参数。土体采用摩尔-库伦模型进行建模分析；其余轨道板、轨枕、钢轨、钻孔桩皆采用弹性本构模型。土层的物理力学参数见表1。

表1 材料物理力学参数表 导出到EXCEL

为了更真实的模拟箱涵顶进施工过程，分析各施工关键参数对于路基沉降的影响规律，采用FLAC3D有限差分软件，建立精细化三维数值分析模型。计算模型整体尺寸为100 m×38 m×40 m, 共划分215 892个六面体单元，320 916个节点。模型整体如图1所示。

图1 FLAC箱涵顶进施工三维精细化模型 下载原图

图2 模型局部图及网格划分 下载原图

建立箱涵、铁路道床-轨枕-轨道模型及网格划分见图2。其中道床板与路基之间由于网格不耦合采用接触面单元进行连接。

单次顶进步长是箱涵顶进施工的关键参数之一，是影响地表沉降值的主要因素，为了得到本工程不同顶进步距下的地层位移响应及地表沉降规律，为施工提供依据，分别对不同进尺工况进行了计算，结合监测数据以便指导施工。

因此计算工况主要根据进尺共拟定12种计算工况。本次计算所拟定的计算工况如表2所示。

根据现场的实际工程地质条件和监控测量数据，结合本次研究的目的，本次数值模拟主要研究不同工况下的地层沉降和水平位移值，为了更为准确的反映现实情况，采用了如下步骤对施工过程进行模拟。

表2 数值模拟计算工况 导出到EXCEL

(1)初始地应力的平衡→(2)土体开挖→(3)箱涵预制→(4)箱涵顶进

根据以上计算步骤，分别对不同工况进行计算，同时结合现场监测点进行模型监测点的选取，以便能进行对比验证，本次研究分析的重点为地表沉降值。

数值模拟的重点是在分析箱涵在不同顶进进尺工况下，涵顶覆土的受力及变形特征，通过对比以得出优化参数。结合现场监控量测测点布置情况，及数值模型的特点，选取了上行铁轨、两线路间地表、下行铁轨共计5条测线进行数据采集分析。

根据工况设计表，分别进行数值模拟计算，计算结果见图3所示，由于本文篇幅有限，此处仅给出开挖进尺为0.4 m时计算云图进行说明。