随着城市轨道交通建设的快速发展,新建隧道施工将不可避免地穿越大量既有桥梁,使得既有桥梁的安全和运营受到影响,因此,探究城市暗挖隧道穿越既有桥梁的安全控制理论和方法具有重要的现实意义。本项目在充分调研基础上,综合理论分析、室内试验、数值模拟、现场测试等研究手段,对地铁隧道施工对邻近既有桥梁的影响及其安全性控制进行了较深入的研究,取得的主要研究成果如下:(1)基于穿越工程特点,提出了隧道-土体-桩基-上部结构四者之间的相互作用关系,并对其动态耦合机制进行了系统分析;(2)对地铁隧道施工情形下极不稳定围岩超前破坏模式进行了研究,并根据超前破坏形态的不同,将该类围岩分为正面挤出型、前倾式冒落型及后倾式冒落型;(3)针对群桩基础,综合考虑桩基-承台-土体的整体效应,研究了隧道开挖条件下被动群桩的遮拦效应;(4)采用理论分析推导了桩基沉降 与桩基承载力损失(桩端阻力 与桩侧阻力 变化)的解析关系;(5)建立了桩基承载力的可靠度功能函数,并采用matlab编写的响应面计算程序对北京地铁7号线穿越双井桥过程中桩基承载能力的可靠性进行了评价;(6)在对桥梁上部结构与桩基的动态作用关系、地铁隧道施工影响下桥梁上部结构的破坏模式进行研究的基础上,提出了基于损伤评估的既有桥梁控制标准的确定方法;(7)建立了完整的隧道邻近既有桥梁施工的动态控制体系,该体系分为工前控制、工中控制和工后控制三部分,其核心在于桥梁风险状态的判定及其应对控制措施的选择;(8)研发了隧道穿越既有桥梁的主动顶升成套技术,并对顶升关键参数的确定方法进行优化设计,完善了桥梁主动顶升理论基础与技术体系;(9)在穿越工程中,基于暗挖隧道施工特点,提出了基于反分析预测的动态预测控制方法;(10)该研究成果在北京地铁7号线广渠门外站~双井站区间隧道下穿双井立交桥工程以及北京地铁7号线达官营-广安门区间隧道穿越现况广安门桥工程中进行了成功应用。 2100433B