摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进高速铁路建设项目的增多。随着我国高速铁路的不断发展与完善，铁路路网必将不断加密与交汇，越来越多的新建桥梁桥梁与既有高速铁路桥梁将会出现交叉或并行的情况。本文就新建桥梁施工对既有高速铁路桥梁的影响展开探讨。
关键词：高速铁路；桥梁基础开挖；数值分析
引言
随着地方经济发展和基础设施建设的加快，邻近铁路项目不断增加，既有高速铁路工程临近新建工程不可避免，而且日趋增多。类似工程有石济客运专线并行京沪高速铁路、京津城际延伸线并行津秦客运专线等。新建工程的施工会对邻近既有铁路，特别是高速铁路的运营带来安全隐患。
1工程概况
新建郑万铁路是西南地区与中原、华北地区之间的干线铁路，是国家快速铁路网的组成部分，同时也是联系中原地区和西南地区的主要高速客运通道，兼顾沿线城际及旅游客流运输。郑万铁路是重庆地区通往华北华中地区的快速客运主骨架;对补充完善我国铁路“四纵四横”客运专线网，构建沿长江经济带现代综合交通运输体系具有重要战略意义。新建郑州至万州的铁路河南段站前工程联络线特大桥位于郑州市经济开发区，桥梁中心里程ZWSLDK3+331.47，桥全长6117.77m。桥址内地势平坦，所经之处大部分为农用地、房屋。郑西贯通线正线起于郑州东站，向南跨越陇海铁路，转向西跨越京广铁路，南水北调中线工程、西南环城高速，接入荥阳站。郑西贯通线采用无砟轨道，设计最高速度为350km/h，运行速度小于300km/h。新建郑万铁路与郑西贯通线郑西跨南水北调总干渠特大桥交叉。郑万铁路河南段联络线特大桥140#—144#墩(DK5+073．040—DK5+414．460)采用32+138+138+32m斜拉桥上跨郑西贯通线，142#，143#桥墩分别位于郑西贯通线两侧，交叉处郑万铁路里程DK5+299．890，郑西贯通线里程K557+860．402，交叉角度17．2°。交叉段铁路相对位置关系如图1所示。
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图1交叉段铁路相对位置关系/m
郑万铁路河南段联络线特大桥143#—145#墩(DK5+381．690—DK5+447．365)及160#—171#台(DK6+033．060—DK6+393．660)临近郑西贯通线。并行段铁路位置相对关系如图2所示。
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图2并行段铁路相对位置关系/m
2模拟方法
FLAC3D基于流体动力学原理，研究物质中每个流体质点随时间变化的运动轨迹、压力、速度等。拉格朗日算法将模型划分为若干个单元。计算过程中每个单元网格随材料的变形而变形。通过计算可准确地模拟材料的屈服强度、塑性流动和软化，最终获得收敛时的最大变形，尤其在材料的弹性变形分析、塑性变形分析、施工过程模拟等领域有其优点。依据FLAC3D的计算方法和思路，采用不断迭代计算，获得每时步桥梁桩基础开挖、灌注过程中周围土体和既有桥梁结构各单元的应力和应变，进而模拟整个施工过程中基础变形。
3边界条件
在计算模型中，边界按照不发生渗流考虑。土体模型的顶面设为自由边界，底面采用2个位移方向约束，2个侧面采用水平位移约束。为了模拟桩基与土体之间位移不连续的特性，更真实地反映土体与桩基之间的位移传递，桩底、桩侧分别与相应的土体建立了接触面，接触面的摩擦类型选用库仑摩擦。在实际工程中，由于天然土层在土体自重和周围建筑荷载作用下，已经固结沉降完毕，在此基础上进行基坑开挖，需要将已经固结沉降完成的原状土作为后续开挖步的初始状态。因此，在利用有限元模拟基坑开挖过程时，若要达到天然土层的初始状态，必须平衡初始地应力，使得在土体模型中只存在初始应力场而不出现初始位移。
4模拟结果与分析
（一）桥梁桩基础施工对地表土体变形的影响。在各个新建桥梁桩基础与既有线间布设3个监测点，分别距新建桥梁桩基础2，4，8m，在新建桥梁桩基础开挖、灌筑过程中监测地表土体应变和应力的变化。可知:桥梁桩基础施工过程中地表土体的水平位移和竖向位移不断增加，随着计算时步的增加各监测点的变形逐渐收敛，并趋于稳定。新建桥梁桩基础开挖引起的地表土体变形主要以卸荷引起的水平位移为主，其值在4～15mm。随着距桥梁桩基础距离的增大，水平位移逐渐减小。新建桥梁桩基础地表土体的竖向位移较水平位移小，其值在－2～－7mm。随着距桥梁桩基础距离的增大，竖向位移逐渐减小。对监测数据进行拟合分析得出:监测点的水平位移与距新建桥梁桩基础的距离为幂指数关系，上限拟合公式为y=3.8625x－1.404，下限拟合公式为y=1.7973x－0.632，相关系数大于0.98。竖向位移与距新建桥梁桩基础的距离亦为幂指数关系，上限拟合公式为y=0.9917x－0.404，下限拟合公式为y=0.4953x－0.792，相关系数大于0.97。
5施工风险辨识的流程
（1）资料整理，确定风险源。为了准确识别风险，先要编制活动表，其内容包括工作内容、工作场地、使用设备、工作人员及作业程序。对工程施工内容进行整理分析，确定工程中的不确定性。（2）认知风险危害。要根据既有高速铁路桥梁施工作业活动的流程顺序或风险承受的对象，逐项、逐阶段、逐岗位地识别与各项业务活动有关的主要危害，包括危害对象及危害方式。（3）分析风险原因。分析既有高速铁路桥梁施工风险事故主要是由何种因素造成的，进一步对该因素背后的直接、间接和根本原因进行探索。（4）分析风险的影响程度。要分析风险可能造成的是人员损失、财务损失还是时间进度损失，或者是综合损失。风险识别是一项制度性、系统性的持续工作，是风险管理成功的关键。（5）建立风险识别数据库。采用信息化管理手段，与企业管理信息系统有机结合。对风险识别结果进行动态维护，保证数据真实、完整。
结语
邻近既有高速铁路修建的工程会干扰附近地层原有的平衡状态，引起附近地层应力重分布和变形，构成对周边既有结构和设施的附加荷载，使其发生附加变形。因此，新建铁路桥梁的施工对既有高速铁路桥梁的影响更为复杂，从而对这种影响的研究是很有必要的。
参考文献
［1］杨银庆．拟建铁路桥梁施工对并行既有高速铁路桥梁变形响应仿真分析［J］．高速铁路技术，2018，5(1):27-30．
［2］刘东．跨越既有高速铁路桥梁施工方案及防护设计研究［J］．桥梁建设，2019，(6):70-72．