桥下堆载对高铁桥梁运营影响的分析和控制

【摘 要】以宁杭高铁京杭运河特大桥崇贤段城市绿化景观改造工程为背景，结合工程的设计资料与地勘报告，采用数值模拟技术，分析了软土地区高铁桥梁在沿线大面积堆载作用下，土体经过排水固结后，其桥梁墩台/桩基的内力及位移响应。由于桥址范围内广泛分布有13～22m厚的软土，分析表明，在大面积堆载作用下有些墩台间的差异沉降不满足5mm的要求。并且大面积堆载引起桩身负摩阻力，造成桩基轴力增大，大部分桩体受力超过设计容许承载力。因此针对以上两个问题，本文给出关于大面积堆载设计与施工方面的合理建议，可为类似大面积堆载工程提供参考。

【关键词】高速铁路；大面积堆载；土体固结；桥梁墩台沉降；桩身轴力 1 引言

高速铁路因其高速度、高舒适性、高安全性、高密度连续运营等特点，对土建工程提出严格的要求[1， 2]。高速铁路中以桥代路的情况很常见，但桥梁出现较大挠度或墩台出现较大沉降，会直接影响桥上轨道的平顺性，造成结构物承受很大的冲击力，旅客舒适度受到严重影响，甚至影响列车的运行安全。

我国目前修建高铁选线大多经过开发程度较低的乡镇农田，而铁路的开通将拉动沿线城乡的经济发展，有许多后期沿线建设改造项目或将进行，其中包括诸如修建道路网、沿线景观布置等需要大面积堆载的改造项目[3-5]，为了研究大面积堆载作用对既有高铁桥

梁的影响情况，本文以宁杭高铁京杭运河特大桥崇贤段城市绿化景观改造工程为背景，拟通过数值分析的手段，对若干代表性断面进行详细研究，查明大面积堆载作用下，堆填荷载、堆填方式、堆载时间等不同条件对桥梁桩基/墩台及上部结构的影响[6-8]，进而对特大桥在整个绿化景观改造工程中的安全性进行定量评估，并提出相关建议及可能的工程防治措施，以确保京杭运河特大桥在后期运营过程中的安全。 2 研究方案 2.1 工程概况

京杭运河特大桥为宁杭客运专线上一座特大铁路桥，根据杭州市余杭区园林部门的规划，现欲在该大桥dk239+780 ～dk240+800里程段桥下两侧进行城市绿化景观改造。拟堆载范围全长约1065m，宽度约100m（桥下两侧各50m），堆载高度为2m，局部堆高4m。 2.2 地质条件

改造区域所处地貌属冲积平原，地势平坦开阔。桥址范围内广泛分布有13～22m厚的软土（主要为粉质粘土与淤泥质粉质粘土），具天然含水率高、天然孔隙比大、高压缩性、高灵敏度等特征，工程性质差。由地勘报告中可以将该地区土层由上至下分布情况。 参考文献

[1]李向国. 高速铁路技术[m]. 北京市： 中国铁道出版社， 2008.

[2]中华人民共和国铁道部. 高速铁路设计规范（tb10621-2009）

[s]. 北京市： 中国铁道出版社， 2008.

[3]m.s. al-zoubi. consolidation analysis using the settlement rate-settlement（srs） method[j]. applied clay science， 2010， 50（1）：34-40.

[4]d. kim， k.-s. kim， s. ko， y. chae， w. lee. influence of estimation method of compression index on spatial distribution of consolidation settlement in songdo new city[j]. engineering geology， 2013， 152（1）：172-179. [5]张继红， 大面积堆载预压沉降与固结度计算分析及其应用研究[j]. 全国岩土与工程学术大会. 2003.

[6]王恺敏， 王建华， 陈锦剑. 大面积堆载作用下饱和土中的桩基工作性状[j]. 上海交通大学学报， 2006， 40（12）：2130-2133.

[7]律文田， 冷伍明， 王永和. 软土地区桥台桩基负摩阻力试验研究[j].. 岩土工程学报， 2005， 27（6）：45-55.