地铁盾构下穿既有铁路框架桥的变形与动力响应

作     者：汤新辉 赖咸根 刘维正 卢世德 卢细兵 TANG Xinhui;LAI Xiangen;LIU Weizheng;LU Shide;LU Xibing

作者机构：长沙市建设工程质量安全监督站长沙410023 中建五局土木工程有限公司长沙410004 中南大学土木工程学院长沙410075 

出 版 物：《城市轨道交通研究》 (Urban Mass Transit)

年 卷 期：2025年第28卷第4期

页      面：126-132页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：湖南省住房和城乡建设厅科学技术计划项目(KY202108) 

主　　题：地铁盾构 铁路框架桥 下穿 变形 动力响应 数值仿真 

摘      要：[目的]目前,对于下穿盾构与上部车辆-轨道结构相互影响的研究较少。为确保新建地铁盾构施工和既有线路运行安全,有必要分析地铁盾构下穿施工扰动,以及列车荷载对既有结构的变形特性及动力响应的影响规律。[方法]结合长沙地铁6号线盾构隧道下穿既有京广铁路框架桥工程,建立盾构下穿铁路框架桥的开挖子模型和车辆-轨道动力耦合子模型,采用数值软件进行联合仿真,针对盾构开挖进程、注浆压力、土仓压力、地层加固、列车速度等不同工况,研究地层、框架桥、轨道结构的变形,并总结车辆-轨道动力响应变化规律。[结果及结论]盾构左线先行开挖导致的轨道最大沉降约为3.0 mm,右线开挖后最大沉降发生位置向左右线中心处偏移,最大沉降达5.4 mm,先行盾构引起的轨道沉降略大于后行开挖的沉降;车体的振动加速度和轮轨作用力随车速的提高而增大,轮轨垂向力受列车速度的影响大于轮轨横向力受列车速度的影响;振动位移、车体振动加速度、轮轨作用力及脱轨系数均随盾构开挖的不断推进逐渐增大,但增大幅度不大。与未采取措施开挖时相比,提高注浆压力、提高土仓压力和采取地层加固措施后,钢轨垂向振动位移分别减小了14.7%、11.5%、44.1%。在盾构施工过程中,应采取地层加固措施,以保证盾构顺利施工和铁路正常运营。