《捷運鄰近既有橋樑施工安全性控制理論與方法》是依託北京交通大學，由蘇潔擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：捷運鄰近既有橋樑施工安全性控制理論與方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蘇潔
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為實現城市捷運隧道鄰近既有橋樑施工安全風險控制的科學化、精細化、定量化，本項目擬將捷運隧道-土體-樁基-既有橋樑四者作為整體系統，通過抽象概化分析變形土體與結構之間的耦合作用，揭示既有橋樑變形的力學本質及其變化規律，並籍由室內試驗與現場測試的有機結合，模擬樁基承載力的主要影響因子，建立樁基承載力多因素關聯函式；通過樁基與橋樑上部結構的動態回響特徵，分析橋樑上部結構的不同破壞模式，並綜合考慮橋樑損傷狀態和橋樑承載力剩餘安全儲備，提出既有橋樑控制指標與控制標準；基於捷運隧道施工動態過程的系統性分析，依據非線性動力學理論及控制論原理，建立動態控制的修正模型，提出既有橋樑的階段控制標準。對既有橋樑實施動態控制，形成完整的捷運鄰近既有橋樑施工安全性控制方法。項目預期成果將豐富城市地下工程鄰近結構物施工的基礎理論，對提高城市地下工程施工安全性具有重要的理論意義與實際套用價值。
結題摘要
隨著城市軌道交通建設的快速發展，新建隧道施工將不可避免地穿越大量既有橋樑，使得既有橋樑的安全和運營受到影響，因此，探究城市暗挖隧道穿越既有橋樑的安全控制理論和方法具有重要的現實意義。本項目在充分調研基礎上，綜合理論分析、室內試驗、數值模擬、現場測試等研究手段，對捷運隧道施工對鄰近既有橋樑的影響及其安全性控制進行了較深入的研究,取得的主要研究成果如下：（1）基於穿越工程特點，提出了隧道-土體-樁基-上部結構四者之間的相互作用關係，並對其動態耦合機制進行了系統分析；（2）對捷運隧道施工情形下極不穩定圍岩超前破壞模式進行了研究，並根據超前破壞形態的不同，將該類圍岩分為正面擠出型、前傾式冒落型及後傾式冒落型；（3）針對群樁基礎，綜合考慮樁基-承台-土體的整體效應，研究了隧道開挖條件下被動群樁的遮攔效應；（4）採用理論分析推導了樁基沉降 與樁基承載力損失（樁端阻力 與樁側阻力 變化）的解析關係；（5）建立了樁基承載力的可靠度功能函式，並採用matlab編寫的回響面計算程式對北京捷運7號線穿越雙井橋過程中樁基承載能力的可靠性進行了評價；（6）在對橋樑上部結構與樁基的動態作用關係、捷運隧道施工影響下橋樑上部結構的破壞模式進行研究的基礎上，提出了基於損傷評估的既有橋樑控制標準的確定方法；（7）建立了完整的隧道鄰近既有橋樑施工的動態控制體系，該體系分為工前控制、工中控制和工後控制三部分，其核心在於橋樑風險狀態的判定及其應對控制措施的選擇；（8）研發了隧道穿越既有橋樑的主動頂升成套技術，並對頂升關鍵參數的確定方法進行最佳化設計，完善了橋樑主動頂升理論基礎與技術體系；（9）在穿越工程中，基於暗挖隧道施工特點，提出了基於反分析預測的動態預測控制方法；（10）該研究成果在北京捷運7號線廣渠門外站～雙井站區間隧道下穿雙井立交橋工程以及北京捷運7號線達官營-廣安門區間隧道穿越現況廣安門橋工程中進行了成功套用。
