刘一虎 刘 博 邓良强
中交铁道设计研究总院有限公司 北京 100000
摘要：结合枣庄市S238店韩线郯薛路口至微山县段改建工程下穿京沪高铁工程实例，分析了基坑开挖、公路施工、公路运营对高铁桥梁的影响。通过数值模拟得出高铁下穿公路对桥梁有一定影响，施工时需严密监控高铁桥墩位移，严禁在铁路桥梁200m范围进行开采浅层或深层地下水，以避免引起桥墩基础附加沉降，基坑施工需采用人工挖土，应分层、分段对称平衡开挖，每层先挖中间土后两侧土，减小对既有桥墩的扰动。
关键词：高速铁路；桥梁；数值模拟；基坑
1.1 项目概况
S238店韩线起自山亭区店子镇，向南经山亭区、薛城区，止于微山县韩庄，全长82km；是贯穿枣庄市南北的重要交通干线，也是《山东省普通省道路线调整方案（2015-2030年）》中，52条纵线中的一条。其中枣庄境内80公里，路线中段一级公路42km，占境内公路里程的52.5％，二级公路38km，占47.5％，其中北段23.6km，位于山亭区，南段约14.7公里，位于薛城区。
目前S238薛城区境内拟改建段长约14.7公里，其中K8+830～K9+110段下穿京沪高速铁路，公路与铁路夹角约为144°，交叉处京沪高铁桥梁标准跨径为56m，公路两侧京沪高铁桥墩为122号和123号桥墩。现状S238为双向双车道，路基宽度15m，其中土路肩0.75m，硬路肩3.0m，行车道3.75m，沥青路面。
现拟对S238进行原位加宽改造，采用一级公路标准，双向四车道，设计速度80km/h，路基标准宽度25.5m，与京沪高铁交叉处路基宽度23.0m，路线采用整体断面、设K8+971.6下穿京沪高铁中桥从原铁路桥孔下穿过，交叉处路线纵断面在原面高程基础上抬高1m，桥梁边缘距离高铁桥墩最小距离1.00m，路面距离京沪高铁桥梁下缘净高大于7.0m。
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图1-1 S238公路与铁路平面位置关系示意图
1.2工程地质条件
勘探深度范围内地层表覆第四系全新统冲积层（Q4al）粉质黏土，下伏及局部出露太古界（Ar）花岗片麻岩，片麻理产状205°∠45°，局部为燕山晚期侵入细晶岩（l5）。
S238公路下穿处土层参数见表1-1。
表 1-1穿越京沪高铁跨兰薛公路特大桥处土层参数表
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1.3 S238公路设计及施工
下穿京沪高铁中桥中心桩号为K8+971.6，与京沪高铁交叉角度为144°，桥跨布置为3×25m，桥梁全宽22.50m（其中，中间带2m（左侧路缘带0.5m，中央分隔带1.0m），行车道宽2×2×3.75m，硬路肩2×2.25m，SS级混凝土防撞护栏2×0.5m。），桥长81.04m，正交设置，桥梁两侧设置SS级混凝土墙式防撞护栏。上部结构采用25m装配式预应力混凝土小箱梁，下部结构采用柱式墩台，墩台均采用明挖扩大基础，基底置于花岗片麻岩。
S238公路施工步骤：施工进场—测量放样—公路桥基础结构基坑开挖—公路桥基础结构施工及梁部浇筑。
1.4 安全控制指标及限值
表1-2 安全评估控制指标及限值
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2 S238公路施工影响模拟分析
2.1 建立有限元模型
根据理论基础上，采用大型通用有限元分析软件Midas GTSNX建立整体三维有限元模型进行计算分析。
土体模型认为各土层均呈匀质水平层状分布且同一土层为各向同性采用岩土有限元分析软件Midas GTS进行模拟。模型长度为280m，宽度140m，深度50m，土体采用修正摩尔-库伦模型来模拟土的本构关系，桥梁的桩基采用1D梁单元模拟，其他结构、土层等均采用3D实体单元模拟，桥梁的上部结构均以荷载形式加载在桥墩上来模拟，土体水平四周边界采用水平约束，底边界采用竖向约束。三维空间有限元土体模型如图6-1所示。
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图2-1 有限元模型
2.2 数值模拟结果分析
本阶段在第二阶段的基础上，根据枣庄市S238店韩线郯薛路口至微山县段改建工程下穿京沪高铁工程设计图纸中的基坑结构尺寸，在相应位置进行基坑开挖，开挖至设计标高来模拟基坑开挖施工阶段。在基坑开挖阶段的基础上，激活公路桥基础结构及回填土体，激活路基施工及梁部现浇荷载来模拟公路施工阶段。在公路施工阶段的基础上，激活公路运营荷载来模拟公路运营的施工阶段。
根据实际施工情况进行有限元分析，得出各阶段施工对京沪高铁桥梁的影响
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图2-4 公路运营阶段土体总变形云图
表2-1 各阶段加沉降汇总表
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从结果中可以看出：
1、京沪高铁桥墩竖向位移正值表示隆起，负值表示下沉。由表2-1可看出施工时桥墩附加沉降量为-1.202mm~0.05mm，累计附加最大沉降量为-1.188mm。叠加设计值后的累计沉降量最大值为-0.403mm，发生沉降最大的施工阶段是公路施工期间，因为这段时间施工荷载较大对京沪高铁的扰动较强。
2、京沪高铁桥墩附加差异沉降量为0.001mm~0.276mm，累计附加差异沉降最大值为0.303mm，叠加设计值后的累计差异沉降量最大值为0.403mm，伴随着公路施工和运营桥墩差异沉降梁变大，但满足运营安全要求。
3、京沪高铁桥墩横向水平变形量为-1.201mm~0.97mm，累计附加最大横向水平变形量为-1.201mm，叠加设计值后的累计最大横向水平变形量为3.008mm，。
4、京沪高铁桥墩纵向水平变形量为-0.098mm~0.094mm，累计附加最大纵向水平变形量为0.158mm，叠加设计值后的累计最大纵向水平变形量为-3.508mm。
3 结论
通过有限元模拟新建公路下穿高铁桥梁的整个施工阶段工况，可以得出以下结论：
1、枣庄市S238店韩线郯薛路口至微山县段改建工程下穿京沪高铁防护工程，S238公路施工会对铁路桥梁基础产生一定的影响，尤其是小箱梁施工阶段对高铁桥墩沉降及墩顶横向位移有较大影响，虽不影响高铁运营安全，但在施工时需多加监测。
2、桥下施工对京沪高铁桥墩有一定影响。因此，施工时不得在铁路桥梁200m范围进行开采浅层或深层地下水，铁路桥梁下及两侧各50m范围内禁止堆载，以避免引起桥墩基础附加沉降。
3、为减少对既有桥墩的影响，施工过程中京沪高铁桥梁下基坑建议采用人工挖土，应分层、分段对称平衡开挖，每层先挖中间土后两侧土。
参考文献：
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临时固结对于连续梁施工安全至关重要，临时固结设计验算必须充分考虑各种外界因素导致的不平衡力的产生，同时施工过程中必须制定切实有效的不平衡力控制措施。经过京广特大桥转体连续梁临时固结设计可知，若采用墩顶和墩外联合固结，必须确保墩顶临时固结的安全性，同时墩外固结支墩也受一定的拉力，必须有抗拔设计，确保桥梁整体稳定，经过该桥的临时固结设计研究，对今后速铁路大跨度小半径曲线转体连续梁临时固结设计具有很好的指导意义。
参考文献
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收稿日期： 年-月-日
作者简介：姓名XXX出生年1981—），技术职称：工程师/职务，主要从事土木工专业技术研究（或者其他）（只要第一作者简介）
基金项目：无
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工作中，监理单位还需要逐步提高监理人员的组织能力，使得在建筑工程项目的实施过程中，监理人员能够发挥其在进度管理方面的作用，当出现施工问题时，监理人员可以与有关部门加以沟通与协调，快速解决问题。总之，在监理工作中，监理人员需要具备丰富的专业知识，并能够具备一定的组织与协调能力，保障项目实施中，各种问题的解决。此外，由于建筑工程监理工作受到一定的法律法规约束，监理人员还需要熟练掌握各项法律法规，依法履行各种监理职责权限。
4.2规范监理市场
我国监理市场缺乏规范化的发展，没有建立完善的监理管理机制，使得在监理工作中，缺乏完善的管理机制与制度的指导与约束。因此，在建筑工程项目的实施过程中，为了充分发挥监理工作的实效，国家相关部门必须要结合建筑行业的发展现状与发展趋势，规范监理市场，提高整体的监理水平，比如，规范监理市场的收费标准，避免在监理工作中出现的恶意压价、不正当竞争当行为。
4.3加强与项目业主的沟通
在我国的监理工作中，一些监理单位的监理工作常常会受到业主行为的影响，因此，这就在工程项目的实施过程中，监理单位需要结合工程情况，加强与业主的沟通与协调。监理单位需选派一名专业素质较高、实践经验丰富的监理人员，担任监理负责人。在监理工作中，监理队伍需要根据监理负责人的工作要求，做好每个施工环节的监理工作，保障监理工作的全面性。监理单位在开展监理工作的过程中，应该始终坚持公平、公正、客观的原则，保障能够对每一个施工活动加以监督与管理，加强与业主的沟通与协调，保障业主方的利益，落实各项监理工作任务，提高监理工作质量。
4.4建立并完善相关的法律法规
建筑工程项目的复杂性较高，其建设周期较长，在工程项目的实施过程中，往往包含的施工人员、材料与设备较多，在不同的施工环节，涉及的工程要素也存在着较大的差别，因此，建筑工程项目的管理具有较大的难度。当前，在一些工程项目的监理工作中，存在着一些不规范行为，比如，个别监理人员为维护自身的利益，存在着欺骗业主、使业主利益受损的行为。为了避免这些现象的发生，相关部门需要逐步完善监理法律法规，用法律来约束监理人员的行为，避免其在监理工作中的各种不规范行为。
结束语：
近年来，建筑工程项目中，监理工作必不可少，通过监理工作，有效保障了建筑工程的质量与安全，因此，各个工程项目实施过程中，要着力解决监理工作的难点，充分发挥监理的监督与管理作用，解决各种工程问题，提高建筑工程的经济与社会效益。
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