铁路桥梁基础下穿隧道模型_W

1、 8.1 三维计算模型8.1.1 三维实体模型图 8-1 三维模型空间位置图 图 8-4 三维模型空间位置正视图 8.1.2 三维有限元模型（1）三维模型计算范围 计算范围内的围岩采用三维实体单元计算；隧道衬砌采用三维板单元计算，桥梁结构使用三维单元计算。为了确保三维模型有足够计算精度并尽量减少计算 工作量，本次计算对计算范围进行了一定的限制。沿隧道横向取 350m，沿轨道纵向取 102m，从地表向下最高处取 74.2m，最低处为 40.2m。所建立的三维有限元计算模型如图 8-5图 8-6 所示。 图 8-5 三维有限元模型（2）三维模型的计算荷载结构自重；隧道开挖产生的围岩释放荷载；桥梁施

2、工产生的围岩释放荷载；桥面结构及车辆荷载传递到桥墩荷载；模型只建立桥桩，将桥梁结构荷载转化到桥墩上，桥台结构板荷载 7500KN 分配到对应桥墩上，P1P10 上部桥墩单墩荷载为 7500KN，如下图 7-7 所示. 在本工程计算中，桥梁荷载来源主要有两部分，一部分是桥梁结构托梁及上部结 构自重，另一部分是车辆荷载作用。现使用 midas-civel 桥梁软件对桥梁上部结构建模，取其中一组桥墩如下图 8-7 所示。高义口西路大桥 10 组桥墩计算后， 得出桥桩端部位置的反力，如下表 8-1 所示。其空间位置参考图 8-3。8.3 三维模型计算结果8.3.1 计算工况目前轨道六号线处于运营状态，

3、所以其正上方的桥梁施工产生的围岩松动 和桥墩产生的压力超载对区间隧道产生变形影响。 高义口西路桥是在轨道六号线隧道修建完毕的基础上进行施工的，所以高义口西路桥施工前的地应力场需要通过模拟轨道六号线隧道开挖得到。计算步 1-16 计算轨道六号线隧道隧道施工完毕后的地应力场，其中计算步 1 计算自重作用下的初始应力场；计算步 216 计算轨道六号线隧道施工后的二次 应力场。计算步 1830 模拟桥梁施工，本计算共 30 个计算步，详情如下表所示。 表8-2计算步分布表8.3.2 初始应力场计算 在桥梁施工前应首先得到围岩初始应力场，下图给出了围岩初始应力场的形成过程，其中图 8-8-1 为原始围岩

4、，后续图 8-8-1图 7-8-18 显示了轨道六号线的隧道施工过程，分别对应开挖阶段 1 到开挖阶段 14。 计算步 1初始地应力 计算步 16开挖阶段 14计算步 2空阶段 计算步 17空阶段（位移清零） 计算步 3开挖阶段 1计算步 18开挖桥台 1 基础、施工桥台 1计算步 4开挖阶段 2计算步 19开挖P1 桥墩基础、施工 P1 桥墩 计算步 5开挖阶段 3计算步 20开挖P2 桥墩基础、施工P2 桥墩 计算步 6开挖阶段 4计算步 21开挖P3 桥墩基础、施工P3 桥墩 计算步 7开挖阶段 5计算步 22开挖P4 桥墩基础、施工P4 桥墩 计算步 8开挖阶段 6计算步 23开挖P5

5、 桥墩基础、施工P5 桥墩 计算步 9开挖阶段 7计算步 24开挖P6 桥墩基础、施工P6 桥墩 计算步 10开挖阶段 8计算步 25开挖P7 桥墩基础、施工P7 桥墩 计算步 11开挖阶段 9计算步 26开挖P8 桥墩基础、施工P8 桥墩 计算步 12开挖阶段 10计算步 27开挖P9 桥墩基础、施工P9 桥墩 计算步 13开挖阶段 11计算步 28开挖P10 桥墩基础、施工 P10 桥墩 计算步 14开挖阶段 12计算步 29开挖桥台 2 基础、施工桥台 2计算步 15开挖阶段 13计算步 30施加桥桩上部结构荷载及车辆荷载 （1）围岩位移云图(mm)（1-0）围岩应力云图(KPa)（2）

6、围岩位移云图(mm)（2-0）地表位移云图(mm)（3）围岩位移云图(mm)（3-0）地表位移云图(mm)（4）围岩位移云图(mm)（4-0）地表位移云图(mm)（5）围岩位移云图(mm)（5-0）地表位移云图(mm)（6）围岩位移云图(mm)（6-0）地表位移云图(mm) （7）围岩位移云图(mm)（7-0）地表位移云图(mm)（8）围岩位移云图(mm)（8-0）地表位移云图(mm)（9）围岩位移云图(mm)（9-0）地表位移云图(mm)（10）围岩位移云图(mm)（10-0）地表位移云图(mm)（11）围岩位移云图(mm)（11-0）地表位移云图(mm)（12）围岩位移云图(mm)（12-0）地表位移云图(mm) （13）围岩位移云