下穿铁路工程桩板结构设计
桩板结构受力特性分析与研究
桩板结构受力特性分析与研究发布时间：2021-06-22T09:52:19.657Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：刘玉[导读] 摘要：本文以广东珠海市某新建道路下穿广珠城际铁路桥工程为背景，选取3×20m埋入式桩板结构进行分析。
中铁上海设计院集团有限公司长沙设计院湖南长沙 410000摘要：本文以广东珠海市某新建道路下穿广珠城际铁路桥工程为背景，选取3×20m埋入式桩板结构进行分析。
结构形式考虑边支点处托梁与承载板固结和搭接两种情况，分析在这两种情况下结构的受力特性及适用情况，为市政道路下穿铁路桥工程方案设计提供指导性意见。
关键字：桩板结构，全固结，部分固结，道路下穿。
Abstract: Based on a new road underpassing the Guangzhu intercity railway bridge project in Zhuhai City, Guangdong Province, this paper selects the structure of 3×20m buried piles for analysis. The structural form considers the two conditions of the support beam and the carrier plate bonding and bonding at the edge fulcrum, analyzes the force characteristics and application of the structure in both cases, and provides guidance for the design of the railway bridge engineering scheme under the municipal road.Keywords: pile plate structure, fully solidified, partially solidified, road underpass.1 概要在我国铁路经历了近几十年的高速发展后，城市新建市政道路不可避免地出现下穿铁路桥梁交叉点。
下穿铁路立交桥大架空现浇方案
下穿铁路立交大架空，现浇施工方案一、工程概况本工程位于上海至武威国家重点干线公路河南境南阳至内乡段高速公路下穿宁西铁路线处，公路与铁路交点处的公路里程为K64＋911（铁路宁西线里程桩号为K344＋574.5）。
公路中心线与宁西铁路夹角为51.55度。
高速公路下穿宁西铁路立交主体采用2孔17米钢筋混凝土框架桥结构，立交外侧新建两座1－2m箱涵，作为公路排水沟。
西安侧2m箱涵与铁路中心交点处铁路里程为K344＋543.85，南京侧2米箱涵与铁路铁路中心交点处铁路里程为K344＋604.7。
2－17m框架桥沿高速公路方向全长16.6m，全宽53.42m，净空分别为17m×7.65m，斜交于宁西铁路，夹角为51.55°，采用线路大架空现浇施工。
1－4m框架桥沿高速公路方向全长11.7m，全宽5.32m，净空为4m×4m，斜交于宁西铁路夹角为70°，采用顶进施工。
2-2m 框架桥为排水涵，均采用顶进施工，南京侧1-2m箱桥外轮廓尺寸为41.5m×2.8 m，净空为2m×2m，斜交于宁西铁路，夹角52.58°；西安侧1-2m外轮廓尺寸为43m×2.8 m，净空为2m×2m，斜交于宁西铁路夹角50.4°。
所有箱涵主体均采用C35钢筋混凝土。
二、自然概况及工程地质三、线路架空施工方案该方案总体设计为：用I100－L=16m工字钢20片，通过接头连接板及螺栓拼装为 5孔16米连续梁作架空纵梁。
另用I100－L＝16m工字钢 4片作为一组，共4组16片工字钢作托梁，每片托梁工字钢间距600mm，跨度L p＝14.5m。
用903作横抬梁，间距600mm。
在横抬梁与钢轨之间用楔形硬木垫板填塞牢固，保持线路外轨超高。
1－4米框架桥采用顶进施工，线路外侧顶进基坑内预制箱身，线路架空完毕后，顶进就位。
2－17米框架桥采用现浇施工，2－2米框架桥采用顶进施工，线路架空一次到位，基坑挖土及箱身制作分两次进行，先施工西安侧框架，再施工南京侧框架。
双孔大跨径框架桥顶进下穿既有铁路
Value Engineering0引言目前我国高速交通网络飞速发展，越来越多的高速公路项目陆续开展建设，使得越来越多的人们享受到高速公路所带来的便捷与通畅。
当高速公路线路与铁路线路交叉时，主要有两种方案，一是采用桥梁上跨铁路线，但上跨铁路桥梁跨度较大，多采用连续梁或转体桥梁，该两种桥梁不但工程造价高，而且施工工期较长，而且对铁路线路影响较大，后期维护成本较高。
二是下穿顶进铁路线路，一般下穿结构多采用框架桥，下穿顶进施工不但对铁路线路影响时间短，而且框架桥自身刚度大，变形小，后期维护费用低，但框架桥在顶进施工时安全风险高，需要铁路部门配合，同时要确保既有铁路运营安全。
在武深高速公路始兴联络线项目下穿既有铁路框架桥顶进施工中，由于该框架桥为双孔大跨径设计，所顶进下穿的赣韶铁路桥路基距离框架桥顶覆土约1.9m ，施工难度大，安全风险高。
为确保该框架桥能够顺利顶进，使其标高与位置满足要求，同时还要确保既有铁路线运营安全，项目部对该框架桥施工方案进行仔细研究，对施工工序进行优化，同时对施工安全措施进行严格把控，通过上述一系列举措，不但保证了该框架桥顶进施工中既有铁路线的安全运营，而且也使得框架桥顶进后其顶板和底板标高位置符合相关要求。
通过现场实际应用，该大跨径框架桥顶进下穿既有铁路所涉及的工艺和措施在施工中取得很好的效果。
1工程概况武深高速公路始兴联络线项目起于罗坝镇深渡水乡坪田村，在深渡水设置互通连接武深高速，而后经过横岭村，周所村，在顿岗镇东侧跨越X346，于石坪村东侧跨越墨江及S343，设置始兴东互通与S244相连，经过马市镇涝洲水村置服务区及红梨村、安水村，终点位于马市镇柴塘村。
路线全长29.55km 。
全线共设互通式立交3处、服务区1处、管理分中心1处、养护工区1处、收费站1处。
该顶进框架桥用双孔设计，孔跨布置形式为10.0+10.0m ，全宽为21.95m 。
框构桥中线与铁路线路交角为90°。
[广东]下穿铁路地下通道人工挖孔桩施工方案
![[广东]下穿铁路地下通道人工挖孔桩施工方案](https://img.taocdn.com/s3/m/dd23f4e3f12d2af90342e6ce.png)
目录一、编制依据ﻩ错误!未定义书签。
二、工程概况.............................................................. 错误!未定义书签。
三、施工工期安排 ..................................................... 错误!未定义书签。
四、人员、机械安排 ................................................. 错误!未定义书签。
五、挖孔桩施工 ......................................................... 错误!未定义书签。
六、挖孔桩施工工艺流程图 ..................................... 错误!未定义书签。
七、施工行车安全保证措施ﻩ错误!未定义书签。
八、顶进涵线路加固方案设计计算书ﻩ错误!未定义书签。
地道/顶进框架涵挖孔桩施工方案一、编制依据1、施工现场实际情况,中铁第四勘察设计院相关施工图纸。
2、《铁路技术管理规程》3、《铁路工务安全规则》4、《铁路混凝土与砌体施工及验收规范》ＴB10424—20035、《建筑桩基技术规范》ＪGJ94-２00８６、铁办［2008］19０号《铁路营业线施工及安全管理办法》7、广运发［２0０8]282号《广铁（集团)公司铁路营业线施工安全管理实施细则》等相关文件。
二、工程概况本工程包括地道三座、顶进框架护管涵二座具体情况如下:①、K112９＋03８ 12m×4.7m进站地道，全长1１６.０５m。
②、K1１29+１16．8 １2m×４.7m出站地道全长115．0８m。
③、Ｋ１1２9+１70 5．2５m×３．5ｍ行包地道全长７2.51m。
④、K１129+3０3.5 1－1.5×2.0m框架护管涵全长1２5.０m其中顶进段长６３.0m。
市政道路下穿铁路方案
榆中县盆地大道二期工程穿越陇海铁路桥施工组织设计一、编制说明及工程概况1、编制依据1.1、榆中县盆地大道二期工程穿越陇海铁路线，夏官营中桥；与现有金夏公路连接，长期规划与拟建东绕城高速公路夏官营连接线相接。
路线平面设计以兰州城市规划设计院提供的道路红线图为依据，综合盆地大道在榆中县城市路网中的功能定位和作用，同时充分考虑路线与沿线各交叉口衔接；施工招标文件、设计图等资料。
1.2依据我公司现场踏勘有关实际地质情况，排水设施，并结合设计图纸和相关规范。
1.3有关质量、安全、环境法律法规和其他要求。
2编制原则2.1遵守招标文件的各项条款、各种规范和设计施工图纸要求，抓关键，重策划，解决施工重点、难点，确保既有线行车安全，突出重点，科学组织，抓好线路防护及涵洞路基施工质量。
2.2采用新技术、新工艺、新设备，加快工程进度，保证工程质量的同时尽量减少对铁路的干扰，做好各项防护措施。
2.3推行“项目法”施工，优化项目施工方案，确保整个工程顺利施工。
尤其加快路线终点穿越陇海线施工进程，组织专业人员、专业队伍精心施工，缩短工期，减少干扰。
3工程概况3.1工程概况盆地大道二期工程穿越陇海铁路夏官营中桥，与现有夏金公路连接，拟建东绕城高速公路夏官营连接线相接。
该处陇海铁路与现有公路高差为10米左右，与设计盆地大道二期公路交叉处高差为8米左右，净空高度完全满足通行要求。
陇海线为电力贯通线、自闭线。
公路大致为南北走向，陇海铁路大致为东西走向，二者中心线夹角为90°。
其交叉处对应陇海铁路夏官营中桥，对应公路里程为K14+670，公路设计终点为K14+682.5。
盆地大道二期工程与铁路陇海线临近处主要工程内容：K14+500-K14+660段软基换填、路线左侧挡土墙、路基回填；K14+615处1-2M预制钢筋混凝土盖板涵一道；交叉路口MK0+010处1-2M预制钢筋混凝土盖板涵一道；K14+660-K14+682.5路线终点路基回填、水道改移；及路面结构施工等内容。
铁路桩基设计
第一章设计说明书1.1铁路桥墩桩基础设计中所依据规范有《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB1002.5《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB1002.3-991.2铁路桥墩桩基础设计内容及步骤（1）综合地层、荷载情况、使用要求、上部结构条件等确定桩基持力层；（3）选择桩材，确定桩的类型、外形尺寸和构造；（4）确定单桩承载力设计值；（5）根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平面布置；（6）根据桩的平面布置，初步拟订承台的轮廓尺寸及承台底标高；（7）单桩竖向承载力验算（8）验算承台结构强度；（9）群桩承载力验算；（10）单桩桩身内力计算；（11）绘制桩的平面、横断面布置图。
1.3设计方案线路为双线、直线、坡度4‰、线间距5m，双块式无碴轨道。
桥跨31.1m，采用桩基础，墩下设八根桩，设计直径为1m，成孔直径为1.05m，钻孔灌注桩，用旋转式钻头，桩身采用C25混凝土，桩长31m，粗砂层为持力层，桩底标高为2.31m。
地基容许承载力[σ]=803.6kPa，单桩轴向受压容许承载力[P]=3683.29KN，对于主力加附加力[P]乘以1.2的提高系数。
建筑材料：支撑垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C25混凝土。
1.4地质资料墩柱下地层情况及主要物理力学指标如下： 地层号 岩层名称 标 高厚度基本 承载力 （kPa ）容重 （kN/m 3）内摩擦角 （°） 1-1耕地36.79～36.290.56018101-2粉砂（中密）36.29～23.3113.020019.5181-3粗砂（中密）23.31～未揭穿40020.522地下水位高程为-50m 。
地层分布情况见图1。
36.7936.2923.31粉 砂33.31粗 砂比例 1：1000图1 地质横断面示意图1.5荷载资料该墩柱与承台布置详见图2。
盾构隧道下穿既有铁路桥梁桩基的加固措施
盾构隧道下穿既有铁路桥梁桩基的加固措施摘要：随着我国经济发展速度的提升，对于铁路桥梁的建设速度也逐步加快，在进行铁路桥梁的建设中，盾构隧道下既有铁路桥梁的桩基建设中还存在着问题。
本文在立足于武汉地铁三号线的机装工程的基础上，对铁路桥梁桩基的不加固、桩基土体注浆加固和隔离防护桩等几种下穿工程进行了一些分析与研究。
结果表明在进行加固过程中，必须要采取两种或者以上的加固方式，才能够降低铁路桥梁的下沉和桩基移动的概率，在进行加固建设时也必须要严格的按照相应的标准，在这些加固的措施中，隔离桩防护加固法对于解决下沉和位移的问题更加有效。
在进行工程建设时，可以对工程的总量和成本等因素进行综合的考虑，结合工程建设的具体情况选择科学合理的加固措施。
关键词：盾构隧道；桩基；加固措施前言：我国城市化进程的加快，城市中对于基础设施的建设也进一步提高。
进行铁路项目的建设过程时，盾构法被很多建筑单位所运用，为了能够更好的对地铁周边的保护结构进行安全性的建设，提高铁路桥梁结构的整体质量和稳定程度，必须要根据工程的自身情况对整体结构出现的问题进行预测，并且制定具有针对性的方法来加以管理。
在进行工程建设时，工作人员通常会对施工建设中的各项数据进行记录和完善，增强工程建筑的稳定性，对底层桩基出现的问题进行解决来加强对施盾构的施工进行安全的管理。
随着我国建筑工程技术的快速发展，各类的工程建设中使用的加购方法有了大幅度的提升。
本文通过借鉴数据模拟对盾构下穿梁结构和管片结构所带来的影响进行了一些分析与讨论，在对数据模型和实际测量的数据进行了比较，在对富水砂层盾构的表层桥梁结构进行了研究后，发现对地表层进行注浆加固法，能够使建筑的稳定程度增加，改善建筑的变形情况。
本文在对没有实行加固的桩基和已经完成加固的桩基结构进行了比较，采用比较专业的模式进行分析，发现如果对隧道穿越地表层进行一定程度的加固，能够有效的控制结构位置下移的情况。
除此之外，还在盾构施工的过程中使用隔离桩加固的方法进行实验，在研究中发现，采用隔离桩加固的方法，可以有效的改善盾构施工中对桩基造成的不良影响，但是却不能有效的控制桥梁结构的变形现象。
高速公路下穿铁路施工专项技术方案设计
中山至开平高速公路（含小榄支线）工程土建工程ZKGS-TJ-8标段（K61+600.00～K100+500.00）下穿深茂铁路1#桥施工方案审批：复核：编制：中电建路桥集团有限公司广东中开高速公路第八项目经理部二○一六年十一月目录1、编制说明.............................................................. - 1 -1.1编制依据......................................................... - 1 -1.2编制原则......................................................... - 1 -1.3编制范围......................................................... - 2 -2、工程概述.............................................................. - 2 -2.1 工程概况......................................................... - 2 -2.2工程地质条件..................................................... - 2 -3、施工组织及安排........................................................ - 3 -3.1工期安排......................................................... - 3 -3.2施工方案......................................................... - 3 -3.3组织机构......................................................... - 3 -3.4资源配置......................................................... - 4 -4、施工准备.............................................................. - 5 -4.1技术准备......................................................... - 5 -4.2、施工协调........................................................ - 5 -4.3现场准备......................................................... - 6 -5、防护工程及施工方案.................................................... - 6 -5.1防护工程......................................................... - 6 -5.2桩基施工工艺及流程............................................... - 7 -5.2.1桩基施工工艺流程........................................... - 7 -5.2.2施工准备................................................... - 8 -5.2.3桩位放样................................................... - 8 -5.2.4护筒制作与埋设............................................. - 8 -5.2.5钻机就位................................................... - 8 -5.2.6泥浆制作及循环............................................. - 8 -5.2.7钻进....................................................... - 9 -5.2.8第一次清孔................................................. - 9 -5.2.9钢筋笼制作吊装............................................ - 10 -5.2.10安放导管................................................. - 11 -5.2.11二次清孔................................................. - 11 -5.2.12灌注水下砼............................................... - 12 -5.3桥台施工工艺及流程.............................................. - 13 -5.3.1桥台施工流程.............................................. - 13 -5.3.2施工放样.................................................. - 14 -5.3.3基坑开挖.................................................. - 14 -5.3.4超声波检测及桩头处理...................................... - 14 -5.3.5基底处理及垫层浇筑........................................ - 14 -5.3.6钢筋制作和安装............................................ - 14 -5.3.7桥台回填、铺设桥头搭板.................................... - 16 -5.4 PHC管桩支架法现浇箱梁施工工艺及流程............................ - 17 -5.4.1PHC管桩支架工程........................................... - 17 -5.4.2模板工程.................................................. - 21 -5.4.3测点布置和变形点观测...................................... - 22 -5.4. 4预压观测和卸载........................................... - 23 -5.4.5钢筋制作安装.............................................. - 23 -5.4.6混凝土工程................................................ - 25 -5.4.7预应力筋张拉、压浆........................................ - 26 -5.4.8桥面系施工................................................ - 27 -6、现浇箱梁PHC管桩临时支架承载力验算................................... - 28 -6.1现浇段及材料自重荷载............................................ - 28 -6.2基础及承载力验算................................................ - 28 -7、施工危险源及应对措施................................................. - 30 -7.1存在的危险源.................................................... - 30 -7.2危险源的管理措施................................................ - 30 -8、质量保证技术措施..................................................... - 30 -8.1质量控制措施.................................................... - 31 -8.2质量保证体系.................................................... - 31 -9、安全生产措施......................................................... - 32 -9.1安全目标........................................................ - 32 -9.2安全保证体系.................................................... - 33 -9.3安全生产管理制度................................................ - 34 -9.4安全保证措施.................................................... - 36 -9.4.1保证安全生产管理措施...................................... - 36 -10、文明施工及环境保护.................................................. - 38 -11、雨季施工安排及技术保证措施.......................................... - 38 -11.1 雨季施工安排................................................... - 38 -11.2 雨季施工安排................................................... - 39 -12、应急预案............................................................ - 39 -12.1编制目的....................................................... - 39 -12.2编制依据、适用范围............................................. - 40 -12.3事故处理组织机构............................................... - 40 -12.4小组下设部门................................................... - 40 -12.5事故报告程序、方式、内容....................................... - 41 -12.6事故报告及救援通信............................................. - 42 -1、编制说明1.1编制依据（1）中开高速公路（江门段）施工图、设计文件；（2）《公路桥涵施工技术规范实施手册》；（3）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；（4）《公路工程质量检验评定标准（土建工程）》(JTG F80/1-2004)；（5）《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005）（6）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）；（7）《公路桥涵施工技术规范实施手册》；（8）《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)；（9）《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)；（10）《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001)；（11）《铁路工务安全规则》。
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下穿铁路工程中桩板结构的设计和应用
【摘要】铁路工程下穿客运专线，采用桩板结构通过下穿区域，防止新建铁路荷载对既有铁路桥墩造成影响。
桩板结构形式灵活，结果计算复杂，介绍和探讨桩板结构的设计和计算方法，为桩板结构提供了设计参考和实践经验。
1、工程概况
某新建国铁I级单线以浅挖路堑下穿既有秦沈客运铁路专线的桥梁工程，既有桥梁为明挖基础，埋深较浅。
新建铁路距既有铁路桥梁基础较近，中心线距既有铁路基础2.17m。
为防止新建铁路荷载对既有铁路桥墩造成影响，本处设置桩板结构通过下穿区域，并沿线路纵向在桩板结构两侧设置素混凝土过渡段，减少不均匀沉降。
2、桩板结构的设计
2.1结构选型
桩板结构是一种较为灵活的结构，分为桩基与承台板直接刚性连接的独立墩柱式；桩基与托梁刚性连接，托梁连接横向桩基，其上再与承台板相连，承台板与托梁固接或铰接的托梁式桩板结构；还有独立墩柱式和托梁式组合的复合式桩板结构。
本工程顶部为既有桥梁工程，净空受限，宜将道碴和轨道结构直接作用于承台板上，沿线路纵向单排布置桩基，四跨一联，中间跨桩与承台板间不设托梁，直接刚性连接，两端边跨端部设置托梁，桩与托梁刚性连接，板与托梁搭接，采用复合式桩板结构。
标准承载板长18m，厚1.0m，宽3.9m，桩纵向跨距4.5m，
承载板底采用钢筋混凝土灌注桩。
每联布置5根C40钢筋混凝土钻孔桩，桩径1.25m。
根据地质情况，桩基嵌入基底强风化岩层中。
2.2结构计算
2.2.1设计荷载
作用在桩板结构上的荷载分为恒载、活载、附加力和特殊力。
恒载主要为结构构件及轨道结构自重、混凝土收缩及徐变影响。
本工程承载板埋深浅，需要考虑列车活载作用较多，如列车竖向静活载、列车竖向动力作用、横向摇摆力、离心力。
作用在结构上的附加力主要为制动力和牵引力。
结构在实际使用过程中，各种荷载并非同时作用于结构上，应按荷载可能出现的最不利组合情况进行计算。
荷载计算参考《铁路桥涵设计基本规范》进行计算。
2.2.2计算方法
桩板结构为超静定结构，结构形式较为复杂，计算时以下假设为基础：（1）结构各构件本身轴力方向为刚体，忽略构件轴向变形以及剪切变形对内力的影响。
（2）列车活载重复作用下时，承台板与板底土体完全脱离，不考虑土体对承台板的支撑作用。
（3）土体为地基系数随深度增长的弹性变形介质。
计算过程中，将桩板结构简化为平面桁架结构，将桩板结构的纵横向分开考虑，承台板当做梁考虑，不考虑扭矩影响。
采用地基系数法来考虑桩土相互作用。
本工程利用Midas Civil建立桩板结构模型进行有限元分析计算，结构模型如图3：由Midas Civil模拟结果见表1：
当计算不满足上式要求是，应修改截面尺寸或提高混凝土强度等级，满足《建筑桩基技术规范》、《混凝土结构设计规范》等规范要求。
本工程桩采用均匀配筋，主筋选用18根HRB400Φ25钢筋。
板受拉和受压区采用相同配筋，主筋选用28根HRB400Φ25钢筋，间距13.8cm。
均满足强度要求和0.2mm裂缝宽度要求。
承载板满足抗剪切和20mm沉降要求，及挠度不大于L/1800的要求。
3、桩板结构的一般构造要求
（1）承台板及托梁的混凝土强度不宜低于C35，桩基的混凝土强度等级不宜低于C30，当地下水有侵蚀性时，结构耐久性设计应满足有关要求。
（2）承台板及托梁与土接触面最外层钢筋的保护层厚度不宜小于70mm，当有防垫层或保护层时，最外层钢筋净保护层不宜小于50mm。
钻孔灌注桩主筋净保护层厚度不宜小于60mm，且须满足铁路混凝土结构耐久性设计的要求。
（3）承台板（托梁）底宜设置10cm厚素混凝土或灰土工作垫层。
（4）桩板结构的承台板、托梁与桩基的刚性连接处，宜设置钢筋网、抗剪弯筋和加密箍筋等构造措施，以抵抗冲切作用和防止局部应力集中。
（5）桩基桩顶与托梁或承台板联结时，桩身伸入承台板或托梁内的长度不宜小于10cm。
4、结论
桩板结构具有整体性能好、刚度大、变形小的特点，可有效的应
用于下穿铁路工程中，防止新建铁路荷载对既有铁路桥墩造成影响。
桩板结构形式灵活，结构计算复杂，主要为超静定结构，可利用有限元方法行仿真模拟分析。
本文介绍和探讨桩板结构的设计和计算方法，为桩板结构提供了设计参考和实践经验。
参考文献
[1]罗照新客运专线桩板结构设计方法和探讨铁道工程学报，2008，（8）
[2]陈忠汉，黄书，程丽萍深基坑工程（第二版） [M ]. 北京：机械工业出版社，2003。
[3]岩土工程手册编委会.岩土工程手册 [M ].北京：中国建筑工业出版社，1994。
[4]丁兆峰郑西客运专线深厚湿陷性黄土桩板结构设计与优化西南交通大学硕士论文 2007。