随着城市不断发展,人口急剧增加,不同程度出现交通拥堵问题,新华社发布的《国家新型城镇化规划(2014—2020)》中特别提出强化综合交通运输网络支撑,如何合理利用空间成为当今城市规划一个突出问题。地铁为空间合理利用提出了新的思路,通过利用地下空间修建轨道交通,与地面交通网络形成立体空间结构,有效的缓减了地面交通网络压力并提高了出行效率。但地铁为方便与地面交通换乘,线路规划一般沿既有道路走向,而既有道路大多是立交形式,因此地铁施工不可避免的下穿既有桥梁,地铁施工势必会对既有桥梁基桩承载力产生影响,如何建立一套科学的管理方法在确保既有桥梁正常安全运营前提下完成地铁下穿既有桥梁施工成为研究的重要问题。本文以莞惠城际下穿广深高速公路项目建设为工程背景,在该高速公路保持120km/h限速下,进行上部结构顶升、基桩托换施工和隧道开挖,为保证桥梁运营安全,分析了地铁下穿运营桥梁主要风险因素,建立了包含主动防护综合体系和动态监测体系的主动防护管理流程。为类似下穿工程主动防护方面提供了科学的管理经验和管理方法。主要研究内容如下:(1)依据下穿工程特点和现场实际情况,建立地铁下穿运营桥梁施工风险指标体系,识别包括防护措施施工风险、隧道开挖施工风险和运营桥梁自身风险在内的3大类12个风险因素,采用FAHP和灰色关联度法确定指标权重值,并引入基于云理论的风险评价模型中,与云模型中实际云重心和最不利云重心结合,将求得的综合加权偏离度转化为云模型中的云滴得到风险等级。(2)在分析了传统防护体系无法保证上部结构安全运营这一弊端的基础上,提出了以保护桥梁安全运营为核心,科学预测风险前提下的主动防护综合体系思想,建立了基于隧道、地层、既有基桩和桥梁上部结构四者新型作用关系的主动防护综合体系。接着从风险三个方面风险来源(隧道开挖)、风险载体(地层变形)和风险对象(既有基桩、上部结构)入手,研究了主动防护综合体系中针对以上四者运用的传统防护措施和主动防护措施的防护原理、防护方法和防护要点。(3)针对防护措施施工和隧道开挖施工,建立了动态控制流程,通过数据及时反映桥梁状态。研究了动态监测的监测内容,包括监测对象、监测标准和测点布置。同时根据工程特点,对主动结构顶升支撑桩和基桩托换托换桩进行沉降预测,结果作为预顶升预判基桩沉降达到最大值的参考值。(4)建立了地铁下穿运营桥梁的主动防护管理体系,介绍了该管理体系从风险识别与评价,到运用防护措施,再到依据动态监测结果分析主动防护综合体系防护效果以及启动应急调整的管理流程。该管理体系包括地铁下穿运营桥梁施工风险识别与评价、主动防护综合体系和施工动态监测,三者相互配合,互相辅助,紧密关联,缺一不可。