盾构下穿施工对高速铁路轨道结构的影响研究

摘要:研究目的:城市轨道交通盾构下穿高速铁路施工时，土体的扰动会导致上部既有线路结构产生轨道不平 顺，对高速列车的安全运营产生非常不利的影响。本文考虑盾构隧道下穿施工、高速铁路结构间的相互作用 关系,建立轨道-路基-土体有限元模型，分析盾构开挖过程中高速铁路轨道变形特征,并基于所建立的动力 学模型探讨盾构下穿施工对列车运行的影响规律。研究结论:（1）轨道变形会随着盾构下穿施工不断增大,在开挖完毕后逐步趋于稳定，轨道垂向变形明显 大于横向变形；（2)盾构开挖面位于线路中心线正下方时，轨道沉降变形速率、两股钢轨沉降差和钢轨横向位 移最大，通过中心线后其值会逐渐减小;（3)轨道变形随盾构隧道埋深的增大而减小，随盾构隧道半径的增大 而增大，基本呈线性关系；（4)列车通过盾构下穿影响区域时，对轮轨力及安全性指标影响显著，随列车速度 的增加而增大;（5)盾构开挖面位于线路中心线正下方时，轮轨垂向力和轮重减载率的变化较为明显；（6)本 研究成果对盾构下穿既有铁路工程的评估和风险控制具有一定的指导意义