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对浅埋偏压隧道下穿桥梁施工方案的探究张义堂（广东冠粤路桥有限公司，广东 广州 510000）【摘要】针对浅埋偏压隧道下穿桥梁施工方案进行探究遥 以某高速公路工程为例袁详细介绍了浅埋偏压隧道下穿桥梁施工的情况袁结合国内外相关文献及实测数据袁提出一种基于预应力混凝土箱梁的施工方案遥 该方案提高了工程的施工安全性和效率袁具有较高的实用性和推广价值遥最后袁对该方案进行评估袁并提出了进一步完善的建议遥【关键词】浅埋偏压隧道曰下穿桥梁曰施工方案【中图分类号】U455.4【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2023）07-0154-030 引言随着城市化的快速发展和道路交通的日益繁忙，高速公路桥梁和隧道的建设也逐渐成为一个重要的话题，浅埋偏压隧道下穿桥梁的施工是其中的一项技术难题。浅埋偏压隧道下穿桥梁施工方案的质量和安全直接关系到高速公路交通的畅通和行车安全，因此，可靠的施工方案是至关重要的。本文以某一实际工程为例，介绍浅埋偏低隧道下穿桥梁的情况，并探究一种基于预应力混凝土箱梁的施工方案，该方案在实际工程中具有广泛的适用性和实用价值。通过本文的探讨，有望为类似工程的设计和施工提供借鉴和参考。1 浅埋偏压隧道下穿桥梁施工的基本情况某高速公路工程某一路段实行浅埋偏压隧道下穿桥梁的施工方案。该隧道下穿的桥梁为铁路桥，桥跨采用混凝土连续箱梁结构，总长 100 m，梁高3.0 m，梁宽 3.5 m，板厚 0.2 m，其中，中央三跨和两端跨的梁长分别为 20 m 和 30 m。隧道下穿桥梁的埋深为 6 m，左右孔中心距离为 10 m，采用“L”形隧道结构，封闭式结构高度为 3.2 m，隧道顶宽 3.5 m，底面宽 5.0 m，隧道顶板倾角为 8毅，隧道侧板倾角为6毅，隧道钢筋混凝土厚度为 0.35 m。为保障通行安全，该工程需要对隧道下穿的铁路桥进行现浇梁缝注浆加固处理，并采用预制预应力混凝土箱梁在下穿桥梁下方施工。在施工前，工程人员进行了详细的勘测和分析，采用巨型钻孔机进行地下岩土勘探，精准掌握孔调结构与地下岩土特征，确定了该工程的难点和安全风险，提出了基于预制预应力混凝土箱梁的施工方案，并制订了详细的施工计划和安全措施。施工过程中，通过现浇梁缝注浆加固处理，保证了浅埋偏压隧道下穿桥梁的稳定性1。2 建立计算模型为了建立浅埋偏压隧道下穿桥梁的计算模型，需要分析浅埋偏压隧道下穿桥梁的结构特点和受力情况，确定梁的尺寸、配筋、预应力等参数，再进行计算和分析。首先，通过对铁路桥的结构进行分析，确定梁的受力情况。采用混凝土连续箱梁结构的桥梁在载荷作用下，各跨两侧边梁产生弯矩和剪力，中央跨产生扭矩，因此，需要结合工程实际进行受力分析，确定梁的尺寸和预应力的大小。在确定梁的尺寸后，需要考虑梁的配筋和预应力设计。预应力混凝土箱梁通常采用张拉预应力和压应力两种方式，通过设置预应力钢筋的张拉力和预设的初张力大小，达到最佳的受力状态。同时，在进行配筋设计时，需要结合混凝土强度、剪跨比、拱比和震动等因素进行综合考虑，制定具体的配筋方案。基于上述分析，建立浅埋偏压隧道下穿桥梁的计算模型。采用有限元分析法，对梁的受力情况进行分析，通过模拟不同载荷情况下梁的受力状态，进一步优化预应力设计和配筋方案。同时，还需要制定梁的施工工艺和质量控制方案，确保施工过程中的质量和安全性2。3 浅埋偏压隧道下穿桥梁工程的数值计算方法浅埋偏压隧道下穿桥梁工程的数值计算方法主要有有限元分析法、有限差分法和解析法。绿色交通154LOW CARBON WORLD 2023/7（1）有限元分析法。有限元分析法是应用最为广泛的一种方法，主要适用于三维空间内隧道下穿桥梁的结构分析和受力计算。在有限元分析法中，可以通过对隧道和桥梁结构进行离散化，建立相应的数值分析模型。在隧道下穿桥梁的受力计算过程中，可以将隧道和桥梁的相互作用考虑在内，结合桥梁的初始负荷、温度、荷载和车辆振动等因素，对隧道和桥梁的结构变形、应力和应变进行计算和分析。通过这种方法，可以掌握隧道和桥梁的受力情况，为施工方案的制定和实施提供重要的数值支持。图 1 为有限元分析法流程。（2）有限差分法。有限差分法主要是将连续区域离散化为离散节点，通过节点之间的差分和新的函数值来计算隧道和桥梁的应力和应变等参数。该方法在计算过程中具有高效、简便、适用范围广等优点，但精度相对有限。（3）解析法。解析法是建立在理论分析基础上的计算方法，通常适用于结构简单或对数值精度要求不高的情况，计算精度较高。但是，该方法在隧道下穿桥梁工程中的应用较少。3.1 浅埋偏压隧道下穿桥梁工程的数值计算结果分析对浅埋偏压隧道下穿桥梁工程进行数值计算时，可以采用有限元分析法对隧道下穿桥梁的结构进行分析和受力计算。在计算过程中，可以考虑隧道和桥梁结构的实际情况和工程特点，设置材料参数、几何参数和荷载条件等，对隧道下穿桥梁的应力、应变和变形进行计算和分析。通过数值计算，可以制定最优的施工方案和安全措施，从而提高工程的质量和效率，减少安全风险3。具体而言，可以从以下两个方面进行结果分析。3.1.1 地表沉降分析地表沉降是浅埋偏压隧道下穿桥梁工程中常见的问题之一，其不仅关系到工程的安全性，而且直接影响到周边建筑物的稳定性和安全性。因此，在数值计算结果分析中，地表沉降是一项极其重要的评估指标。在进行地表沉降分析时，可以采用有限元分析法和经验公式等进行计算和分析。一般来说，地表沉降是由施工过程产生的土体变形和挤压引起的。因此，在进行计算时，需要考虑隧道开挖过程中的土层变形、地下水位和荷载影响等因素。根据计算结果，选择合适的土体参数和模型，建立相应的数值分析模型，对隧道开挖过程中产生的地表沉降进行模拟计算。在计算过程中，需要分析沉降量的分布特点和变化趋势，并综合考虑不同因素之间的影响，制定相应的施工方案和安全措施。3.1.2 桥墩位移分析对于浅埋偏压隧道下穿桥梁工程而言，桥墩位移是一个比较重要的评估指标。在浅埋偏压隧道下穿桥梁工程施工过程中，桥墩位移变化会直接影响桥梁结构的安全性和稳定性。需要采用合适的数值计算方法和模型，对桥梁结构进行全面分析，进而分析桥墩位移情况。一般来说，可以采用有限元分析法和有限差分法等数值计算方法，模拟桥墩位移情况，并分析其影响因素和变化趋势。在进行数值计算时，需要考虑桥梁结构的几何形状、材料特性和荷载情况。一般来说，需要将桥墩和隧道的相互作用考虑在内，并结合桥墩的受力状态、温度、荷载和车辆振动等因素。通过对这些因素进行全面的模拟和计算，可以得到桥墩位移情况和变化趋势。此外，在进行桥墩位移情况分析时，还需要考虑评价指标。一般来说，需要根据桥梁结构的不同类型和重要程度，参考相应的设计规范，制定相应的位移限值和安全措施。桥墩墩顶横向水平位移如图 2 所示。3.2 常用施工方法3.2.1 整体施工法整体施工法是一种在浅埋偏压隧道下穿桥梁施工中的常用方法。整体施工法的基本原理是利用预制隧道构件，将构件组合安装于桥梁顶部，在施工过图 2 桥墩墩顶横向水平位移图 1 有限元分析法流程解析法差分法变分法解析解（函数）数值解（近似）解析解（近似）仅解决某些特殊问题受边界形状限制且精度有限工程应用受限有限元法计算机应用目前工程应用最为广泛的分析方法数值解+解析解绿色交通155LOW CARBON WORLD 2023/7程中需要使用高强度的吊装设备和支撑构件，确保构件能够安全安装。整体施工法适用于多跨桥梁穿越和桥墩数量较少且结构强度较高的情况。整体施工法的施工步骤如下。（1）地面预制隧道构件。在施工现场制造出足够数量的隧道构件，并对构件的尺寸和相互配合进行严格的控制，确保其质量符合标准。这样可以减少现场加工步骤和资源浪费，提高施工效率4。图 3 为整体施工平面图。（2）将预制隧道构件吊装到桥面。在施工过程中，需要采用高强度的起重设备，将预制隧道构件从桥面一侧吊下来。此时需要采用专业的人员和设备进行操作，并且精准匹配隧道构件的位置，以确保准确安装。（3）将已经吊装到桥面的隧道构件进行组装。在组装过程中，需要对每个构件进行定位，并采用钢筋混凝土等材料进行现场加固，以提高隧道的强度和稳定性。（4）将隧道逐渐下放到桥底，再对隧道进行位置的微调，直到和桥墩上的定位钢筋完全匹配。在下放过程中，需要保证隧道的稳定性和装配质量。（5）对整个隧道进行安全评估，确认设备和构件的安全性，完成隧道的整体施工。3.2.2 顶进施工法顶进施工法也是一种浅埋偏压隧道下穿桥梁施工中的常用方法。该方法基于先进的隧道掘进技术，通过推进机将隧道顶进桥底下，实现隧道穿越施工。顶进施工法适用于被穿越结构跨度较大和存在多跨桥梁的情况。在顶进施工法中，首先，需要进行准确的隧道设计和掘进，根据工程要求和现场情况，选择合适的隧道设计方案，在设计方案中充分考虑施工条件和现场限制因素。其次，在实际掘进过程中，需要按照设计要求采用先进的技术和设备进行掘进作业，并严格控制隧道的质量和施工进度。再次，在隧道掘进完成后，需要对穿越后的桥梁结构进行加固，利用现场的结构和设备，通过地下加固技术对隧道穿越后的桥梁结构进行钢筋混凝土加固，确保其稳定性和安全性。最后，在顶进施工法中，需要严格进行安全评估和控制5。在整个施工过程中，需要持续监测现场环境和设备状况，并及时采取措施处理异常情况。图 4 为顶进施工法。4 结语浅埋偏压隧道下穿桥梁施工是一项具有挑战性和复杂性的工程，为了确保此类工程的质量和安全，需要采用科学的施工方案和先进的施工技术。整体施工法适用于桥墩数量较少且结构强度较高的情况，该方法能够提高施工效率，减少对桥梁的影响，同时保障施工质量。而顶进施工法适用于被穿越结构跨度较大和存在多跨桥梁的情况，该方法通过先进的隧道掘进技术和地下加固技术成功穿越桥梁。为确保施工安全，需要加强对施工过程的监控和管理，及时发现和处理安全隐患，并在解决问题的同时，持续探究新技术和新方法，为浅埋偏压隧道下穿桥梁施工提供保障。参考文献1 杨友国.研究浅埋偏压隧道下穿桥梁的施工方案J.中国水运（下半月），2016，16（9）：234-235.2 朱克常.研究浅埋偏压隧道下穿桥梁的施工方案J.黑龙江交通科技，2017，40（10）：141-142.3 王敬宾.地铁隧道下穿既有桥梁应力应变规律研究J.四川建材，2020，46（7）：122-123.4 汪军武.浅埋偏压隧道下穿桥梁的施工方法探究J.企业技术开发，2016，35（6）：142-143.5 史晋峰.桥体顶进施工法在框架桥工程施工中的应用J.交通世界（建养机械），2011（7）：253-254.作者简介院张义堂（1969），男，汉族，陕西西安人，硕士研究生，工程师，主要从事道路桥梁施工相关工作。图 3 整体施工平面图于上台阶初期支护淤上台阶开挖榆下台阶初期支护盂下台阶开挖俞二次衬砌施工虞仰拱开挖余仰拱填充愚仰拱喷射混凝土舆仰拱灌注图 4 顶进施工法二次衬砌初期支护淤于淤淤淤于盂虞榆盂榆虞4050 m58 m58 m58 m58 m绿色交通156