新建公路桥梁对既有铁路桥隧的影响分析

新建公路桥梁对既有铁路桥隧的影响分析

杜丹

杭州市路桥集团股份有限公司浙江杭州310000

摘要：在新建公路桥梁的阶段，无法避免的会出现与既有铁路桥隧相交叉的情况，而在这种情况之下，便需要对于两者之间的空间位置做出分析，随后明确新建公路桥梁对于既有铁路桥隧的影响，之后便可以采取相应的方式对于既有的铁路桥隧采取加固措施，从而使其在实际应用阶段能够发挥出更大的功效，同时也不会由于两者之间产生空间上的交叉而影响到实际工程的质量。

关键词：新建公路；铁路桥隧；影响

在我国的公路工程开展的阶段，必不可少的会遇到公路与铁路、桥梁、隧道之间交错的情况，这些工程都会在一定程度上产生相互的影响，也就是说会产生接近施工的情况。为了使公路、桥梁、铁路以及隧道都能够在实际应用当中发挥出自身的功效，并且为我国人民提供优质的出行服务，便需要在实际当中对于以上问题做出思考，并且针对于具体的工程情况采取一定的加固措施，从而使其能够在实践当中发挥出更大的作用。当前，我国在这一方面的研究也已经取得了一定的成效，同时也具有一定的实践经验。下面，本文将对于新建公路对既有铁路桥隧的影响做出系统性的分析阐述。

1.潜在风险以及研究方法

1.1潜在风险

在新建公路工程当中，公路的结构特点、施工工艺以及其与原本铁路、桥梁、隧道的空间位置关系都会对于现有的设施再有一定的影响，其主要体现在以下两个方面：

（1）在新建的公路工程当中，由于工程当中的施工不当便会对于现有的铁路桥隧造成一定的影响，从而使桥梁以及行车的安全受到威胁。

（2）针对于新建公路工程来说，由于新增公路的自重、振动以及荷载等方面的问题，会使周边的土层环境发生改变，从而改变土壤当中的应力结构，进而在周边引起连锁反映。甚至在严重的时候，还会使既有的隧道发生沉降或者是不均匀沉降现象，并且还有可能会导致隧道的砌砖产生裂缝，随后对于隧道的安全性造成影响，进而导致整个结构的安全运营受到威胁。

1.2评估方法

在实践当中，为了有效的对公路施工工程对既有地铁桥隧的影响做出判断，便需要采取科学的评估方法[1]。通过该项科学的评估方法，能够有效的识别出在其中所存在的安全风险以及环境当中所存在的风险等，随后采取相应的措施做出改善与补足，从而使整个交通系统能够更加稳定的运营，并且充分保证人们出行的安全。在评估的阶段，需要根据公路与铁路桥隧之间的关系特点来开展相应的分析，随后采用科学的方式进行模拟计算，从而评估新建公路工程对于既有地铁桥隧的影响。

2.安全影响分析

2.1工程类比

在分析的阶段，需要用到工程类比的方式，针对于既有施工安全管理的相关规定：列车在运行阶段，严禁在铁路的限界内作业。所以需要搭设专门用于高压绝缘隔垫板或者是采取专门的防电设施，从而保证铁路或者是地铁能够安全的运行，随后还需要在高压接触网上面限界实施全面的电气安全防护。在评估的阶段，需要结合具体工程的结构形式，随后参考同类的新建公路桥梁上面跨既有运营铁路工程防护措施以及既有行车施工安全管理的相关规定，随后采用钢结构排架防护棚和专用防电板来进行防护，随后便可以满足地铁在运营阶段的安全需求。

2.2数值模拟计算

针对于公路工程来说，由于其中的岩土工程本身具有一定的复杂性以及差异性，所以经验方法以及解析方法往往都具有一定的通用性，所以在分析阶段结果的准确性在一定程度上很难得到保证。通过数值分析法可以对于该出的地层条件做出分析与考量，并且充分了解该处的空间条件，随后便能够真实且有效的模拟桥梁施工对于既有铁路桥隧的影响。

（1）隧道围岩分析

桩基的施工阶段，会在隧道的围岩内引起附加的弯矩、剪力以及轴力，随后产生水平向以及竖向位移并且会变形[2]。在这个阶段，需要考量到其水平的位移，同时也要考量到其竖向沉降值，随后根据两项内容之间的关系来计算隧道围岩所产生的最大主应力，该应力便是隧道围岩于新建公路工程之间的应力，随后便可以根据以上的关系来采取措施对其进行加固，保证新建公路工程以及隧道能够拥有更好的耐久性。

（2）隧道机构分析

在这个阶段，需要考量到隧道的最大水平位移，随后考量到隧道的内部结构的最大沉降值，在实际当中，左右两侧隧道的最大沉降值基本相同，其出现沉降的现象大约都出现在隧道拱顶偏下的位置。随后对于城轨隧道结构衬砌结构的最大应力做出计算，在明确应力之后才能够采取有效的加固措施。图1为新建高架基桩与城市隧道结构示意图。

图1新建高架基桩与城轨隧道结构示意图

（3）桩基结构位移分析

为了有效的分析新建公路桥梁工程对于既有铁路桥隧的影响，便需要对于桩基的结构位移做出分析。在这个阶段，需要注意到的内容为：在内力的作用下，新建的高架桩基会产生竖向的压缩变形以及水平方向上面的位移变形。对于以上两项数值的计算，能够有效的掌握桩基的竖向变形值，以及桩顶的竖向压缩值，该位移变形的数值基本上会与竖向变形的数值保持一致。

2.3桥梁施工振动的影响分析

桥梁在施工阶段针对的影响主要表现在桥梁桩基的施工会引起地层的振动，随后影响到铁路在实际阶段的运行。交通轨道针对安全的允许振动速度与施工振动频率相关，在实际当中需要考量到城区铁路以及高速铁路。其允许质点振动速度为V，针对于V来说，其取值阶段的最小值为10m/s[3]。嵌岩桩在一般情况下会采用冲击钻以及旋挖机来开展施工，在施工的阶段，旋挖机所产生的振动较小，而冲击钻所引起的振动则比较大，若是在冲钻所产生的针对不会影响到隧道铁的正产运行，则在实际当中的旋挖机也必然会满足实际的要求。基于此，一般情况下都会直接分析冲击钻在施工阶段所产生的振动对于铁路的影响，在实际当中，冲击钻所产生的振动一边都会随着冲击能量以及距离的变化而产生相应的变化，在冲击钻施工的阶段，震源一般都会产生向着四处扩散的振动波，也就是地震波。伴随着传播距离的增大，地震波也会在传播的阶段产生一定的能量消耗，若是距离足够的话，该地震波便能够被逐渐的淹没。在计算阶段，一般采用以下公式：

在该项公式当中，K所代表的便是冲击钻的冲击能力系数，在实际当中，K会受到冲击钻冲程的影响，当冲程为0.5m的时候K值为1.2；当冲程为1m的时候，K的取值为4.7；当冲程的取值为1.5的时候，K的取值为5.3，γ为测点与震源之间的距离，而β则是代表衰减系数，该数值主要便是与工程的地质条件有关，在一般情况下取值为1.2-1.4[4]。下图2为不同冲程引起隧道结构振动速度示意图。

图2不同冲程引起隧道结构振动速度示意图

在实际工作当中，根据现场的施工环境，通过以上公式便能够对于实际的允许质点速度V做出计算，随后便可以具体算出该速度是否能够符合实际的工程标准，从而采取相应的方式来进行改进与调整，进而使整体工程能够更好的完成。

结束语：综上所述，在分析新建公路桥梁对于既有铁路桥隧影响的阶段，首先要做的便是对于两项工程在实际当中的各项数据做出调查，随后利用相应的公式来对于两者之间的影响关系做出计算，查看新建公路桥梁工程是否会影响到既有铁路桥隧实际当中的运行，从而保证新建公路工程可以更加优质的完成。

参考文献：

[1]隗建波，刘浩，莫阳春.上跨公路隧道爆破施工对既有铁路隧道的影响分析[J].科技经济导刊，2017（13）：78-80.

[2]秦涛.跨既有铁路桥梁门式墩盖梁的施工技术[J].城市道桥与防洪，2017（8）：154-156.

[3]李刚，王珣，刘勇，etal.桥梁桩基础施工对既有高速铁路桥梁基础变形的影响[J].铁道建筑，2018，58（12）：62-65.

[4]李璐.公路隧道开挖对下部既有铁路隧道影响分析[J].北方交通，2017（5）：115-119.