重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074
摘要：某大桥下规划了新建道路，下穿道路路基施工及运营均会对该大桥产生相应影响，为保证工程安全，针对该大桥的安全评估必不可少。
关键词：安全评估;有限元方法
引言
随着我国交通运输基础设施建设的迅猛发展，为形成综合交通运输网络，部分新建道路沿线已与现有公路桥梁相交。新建道路的土方挖填、路基施工以及运营，都将对土体产生挤压作用，进而对临近桥墩产生相应影响。为了分析新建道路所产生的扰动，保证现有桥梁的安全，下穿道路路基施工及运营对现有桥梁的安全影响评估具有重要意义。
1 工程概况
某大道北延伸段路基下穿某大桥17#、18#桥墩，下穿长度为24.45m。路基在左侧全段和右侧K2+587.45～K2+599.12段需要回填，直立回填最大高度约10.27m；路基在右侧K2+574.67～K2+587.45m需要开挖，直立开挖最大高度约7.18m。由于填方区紧邻某大桥17#桥墩区，无放坡回填和开挖条件，拟采用桩板墙在两侧进行支挡后进行回填和开挖。平面位置关系参见图1。
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图1 平面位置关系图
2 评估思路
本次评估采用MIDAS/GTS NX对基坑开挖及路堤回填全过程进行仿真分析，分析各个施工阶段对桥墩产生的影响，得到某大桥17#、18#桥墩最大墩顶位移。由于17#、18#桥墩分别位于某大桥最后两联，且左右幅构造相同，采用MIDAS/Civil软件建立某大桥左幅第6联及第7联桥梁有限元模型，将MIDAS/GTS NX计算得到的最大墩顶位移作为强制位移加入MIDAS/Civil模型中重新计算，对比分析桥梁结构路基回填前后结构内力变化情况，最后根据对比分析结果评估桥梁受到的安全影响，判断该影响是否可控，并提出相应的建议。
3 建模分析
（1）建模参数
（2）采用MIDAS/GTS NX建立模型，得到左右幅17#、18#墩墩顶位移值统计结果见表1。（17#墩左幅墩长54.49m，右幅墩长51.08m，18#墩左幅墩长39.99m，右幅墩长35.18m）
表1 道路运营施工阶段各墩顶位移统计值
桥墩过大的墩顶水平位移将引起桥墩倾斜，影响桥墩稳定性。参照《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）相关规定，对于墩高≤60m时，墩台顶水平位移不大于0.1%倍墩台高，且小于20mm。各墩墩顶水平位移均满足要求。
桥墩过大的竖向位移将引起支座沉降，影响上部结构受力。参照《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）相关规定，支座安装高程偏差限值为±5mm。各墩竖向位移均满足要求。
（3）采用MIDAS/Civil建立模型，对桥梁进行强度、刚度和稳定性的计算分析。
①强度评定判据
根据规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），C30、C40混凝土轴心抗拉、抗压强度设计值见表2。
表2 混凝土轴心抗压与抗拉设计强度（单位：MPa）
②刚度评定判据
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）6.5.3条规定：活载作用下的预应力混凝土受弯构件的最大挠度不应大于计算跨度的1/600。
③稳定性评定判据
目前规范没有给出稳定性具体的评估判据，按照常规要求通过MIDAS/Civil计算稳定系数，稳定系数大于等于4或小于0表示结构不会失稳。
道路修建前后，主梁的弯矩、剪力增量变化远小于5%的准许变化限值；桥墩的应力及位移均较小，且应力变化小于5%；桩基的的应力及位移均较小；桥墩位移后，屈曲系数分别为61.9、-47.1。故该大桥强度、刚度以及稳定性均满足要求。
4 评估结论
某大道北延伸段下穿路基施工和运营对上部某大桥结构安全影响很小，风险可控。
5 评估建议
（1）下穿路基施工过程中建议做好上部桥梁结构的实时监控量测，做到信息化施工。在桥墩上设置位置观测点，并监测对比施工前、施工中及施工后一段时间内桥梁结构的位移情况，若发现异常，需及时进行处理。
（2）路堤回填时，由于回填量较大，建议分段分层回填，避免对桥墩产生较大位移。
（3）下穿路基施工过程中，桥梁附近100m范围内，不应采用爆破施工。
参考文献：
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