姚宏志

（四平市盛博公路工程咨詢有限公司，吉林四平136000）

1 引言

目前，我國公路建設與鐵路建設的項目逐年增加，致使我國交通路網(wǎng)越加繁雜，并且在二者的設計中，交叉情況也逐漸地增多。為了確保行車安全以及財產(chǎn)安全，在公路以及鐵路項目施工前，需要對其進行合理的設計施工，盡可能減少二者之間的交叉數(shù)量，提高施工以及日后運營的安全性。本文研究的課題，對我國的高速公路橋梁以及鐵路隧道建設具有重要意義，對公路以及鐵路的交叉安全具有現(xiàn)實性意義。

2 工程概況

一般高速公路的建設，是采取六車道的國家標準建設。通過對重慶市A高速公路進行分析研究，該高速公路行車的速度控制在120km/h以內(nèi)，路基的寬度為34.5m，而在高速公路隧道中則是兩車道，而且隧道的進口為直行，其中段落的曲面半徑為5500mm，隧道的坡度垂直角為11.5°，在交叉的路段中，所覆蓋的土層厚度為10m，在隧道的上方與公路相交，段路的長度為40m，高速公路隧道的結構為雙向v級，在施工中以黃土對隧道兩側進行二襯澆筑。

為有效地確保高速公路以及鐵路的行車安全，本文在高速橋梁中選用1孔50m的裝配式預應力簡支T梁，高速橋梁的橋面橋柱間的角度為60°，橋臺的類型為肋板臺，根據(jù)不同的地理環(huán)境樁長不統(tǒng)一，平均為50m，樁的半徑為1.3m，橋梁全長為50m，合理控制橋梁底部與地面之間的高度。

在交叉口處，交叉點與地面之間的高度為1300m，該地勢的周圍環(huán)境為地面環(huán)繞著山，山間具有一定的深度洼池，是屬于較為具有侵蝕性的地域，而隧道的地勢處于山間洼池處，通過對該地區(qū)進行勘測，發(fā)現(xiàn)勘測的深度已經(jīng)達到了極限，但未見到巖石，該地區(qū)地面類型大都為農(nóng)業(yè)用地，而橋梁的地理位置則處于山間的洼池處，對工程的施工造成了一定的難度。

3 高速公路橋梁上跨既有鐵路隧道安全性計算分析研究

3.1 確定計算模型

一般在對公路以及橋梁的運算過程中，基本選用MIDAS軟件對橋梁的結構以及隧道的結構進行計算。在通過采取該選件進行計算后，需要對該施工工況進行地勢結構分析，并在施工范圍內(nèi)選用各路段中的巖土作為實現(xiàn)，根據(jù)得出的數(shù)據(jù)做出模型，實現(xiàn)該工程路段的三維立體模型，并選用Mohr-Coulomb的準則；在隧道工程中的前期階段，對于支護工程采用三維實體單元彈性模型，并對隧道的二襯澆筑工程進行施工彈性建立，對隧道板進行單元模擬。在水平以及豎直方向中，采用位移約束邊界。

3.2 計算荷載施工階段

在高速公路橋梁工程施工過程中，施工單位以及建設單位需要考慮到隧道兩側的側樁基以及承臺工程，在施工時容易受到施工開挖影響以及橋梁在施工結束后的橋梁自重的影響。工程完畢后，在運營階段，橋梁的運行車輛所產(chǎn)生的荷載重量在一定程度上，其重量是作用于橋梁上的，并且通過橋柱減弱一定的重量，將其余的重量傳遞到橋梁樁基中，容易引發(fā)橋柱周圍的地勢變形。由于該部分的土地層與澆筑后共同成為了受力的整體，在土層結構中出現(xiàn)變形前，通過計算橋梁的荷載力，并對隧道的側襯進行計量。確保在運營的階段內(nèi)，汽車荷載符合公路-Ⅰ級荷載標準。

3.3 計算結果分析研究

根據(jù)對數(shù)值的模擬結果進行分析可知，在該工程項目的構建中，隧道與橋梁的構造中，結構的構建形式呈相交斷面時對其后續(xù)的應用最具劣勢，此時，該結構會導致斷面形變，并且在隧道拱頂處容易發(fā)生坍塌等變形現(xiàn)象。整個工程建筑中，會在仰拱與邊底的結合部位出現(xiàn)結構的最大彎矩與最大軸力。在工況1中，工作人員對施工前的高速公路進行預測分析，其結果顯示，隧道頂部覆蓋土層的面積為10m2。將此時的建筑環(huán)境設置為初始狀態(tài)，則工程位移為零。在工況2中，在高速公路橋梁施工模擬中，施工的具體方案是以隧道的兩側為基礎，在相同的方向中，順次開挖橋梁基樁，之后在其上方施工做樁基承臺，最后對橋梁的上方進行施工。在工況3中，高速公路橋梁模擬施工結束后，對運營再進行模擬，其主要的模擬方式是必須按照《公路橋梁設計規(guī)范》的要求進行標準的施工，在橋梁上方布置行車道的荷載以及車輛集中荷載。通過對三個工程工況模擬施工后，計算結構如表1以及表2所示。

表1 交叉路段各階段的結構荷載力技術結果

表2 交叉路段各階段的結構變形計算結果

根據(jù)表1數(shù)據(jù)得出結論，橋梁的施工在結束后，隧道的一襯以及二襯的結構在底板的拱腳處，彎矩增加了2.5kN·m，并且隧道的拱腳處軸力減少了29.6kN。在運營的過程中，橋梁結構在一定的基礎上，隧道會隨之在一襯以及二襯施工中，底板以及拱腳彎矩將會增大到0.5kN·m，而拱腳軸力減少了2.5kN。通過計算結果得知，隧道結構在此過程中，受到盒子壓力程度并不大，也就說明橋梁在此施工的過程中，對隧道施工的影響作用力并不大，也確保了二者同時施工的安全性。

對于表2數(shù)據(jù)結果而言，在橋梁施工的過程中，隧道的結構受到了一定的影響，隧道的結構在一定程度上出現(xiàn)了嚴重的下沉，并且橋梁的樁基位置也發(fā)生了一定偏移，兩側的沉降垂直方向逐漸減少，最大的垂直方向位置移動距離為-5.56mm，雖然位移量較小，不過在一定的程度上，依舊會影響橋梁的質(zhì)量。當橋梁在運營過程中，在車輛荷載作用下，隧道的機構以及橋梁在建成后，在一定程度上產(chǎn)生出新的下沉。

4 結論

綜上所述，在通過相對的計算結果分析中，由于高速公路橋梁在施工的過程中，對隧道的結構會產(chǎn)生影響力，雖然不大，但依舊存在著一定的問題，無論是整體的結構還是一定的數(shù)值都將會保持在相應的范圍內(nèi)。本文在研究的過程中主要通過對重慶市A高速公路的分析，完成我國現(xiàn)階段高速公路橋梁上跨既有鐵路隧道的安全性分析，并根據(jù)具體的研究完善了后續(xù)的結果確立工作。望此次研究內(nèi)容與結果能夠得到相關人員的關注，并在實際工作中加以借鑒。