国内城市正朝向现代化、大型化的趋势迈进,地上高层建筑、城市桥梁与地下地铁、管线等工程同时大量新建。地下工程在施工过程中,不可避免的要从既有桥梁正下方或邻近处穿越,二者发生空间位置冲突,为解决该问题,需对既有桥梁基础进行加固或托换。基础加固后,开挖隧道,应力的释放引起隧道周围地层的变形,进一步引起附近既有桥梁桩基产生沉降或变形,可能会威胁桥梁上部结构的正常使用。本文以北京某地铁下穿既有桥梁为研究背景,采用有限元MIDAS CIVIL软件建立桥梁三维有限元模型,分析研究桩基托换施工过程对桥梁墩柱沉降、桥梁结构内力的影响,通过对比模拟结果与监测结果,验证了有限元模拟结果的有效性,并分析研究了不同顶升力对桥梁沉降的影响;采用有限元MIDAS GTS NX软件建立地铁与桥梁二维有限元模型,分析研究地铁盾构开挖施工过程对既有桥梁桩基沉降、桥梁结构内力的影响,并分析研究了地铁隧道开挖顺序对桥梁沉降的影响。主要研究结果如下:(1)在桩基托换施工过程中,整座桥梁的墩柱沉降均很小,只有被托换桩基的墩柱沉降略大·;当新承台顶升时,被托换墩柱产生向上1.27mm位移,当旧桩基切除时,被托换墩柱产生向下3.41mm位移;模拟结果与监测结果变化趋势相同,且略大于监测结果,误差产生的主要原因在于有限元模拟桩工作用时,土的参数选择与实际工程有所差异。(2)在桩基托换过程中,当新承台顶升时,旧桩基卸载大部分轴力,转移至其新桩基上,当旧桩基切除时,上部结构传递下来的荷载全部由新桩基承担。桩基托换施工过程中,桥梁主梁的结构内力(弯矩、剪力)及墩柱的轴力、未被托换桩基的轴力大小变化极小,可忽略不计。(3)在隧道开挖过程中,先开挖的隧道对桥梁桩基沉降影响较大;当改变隧道施工顺序时,在隧道施工过程中桥梁桩基沉降值会有所不同,但最终沉降值相同;隧道开挖对桩基沉降影响大约是桩基托换对桩基沉降影响的3倍。(4)在隧道开挖过程中,通过对桩基最大主应力、最小主应力、最大剪切应力分析可知,隧道开挖时,离隧道最近的桩基应力变化较大,且与隧道处于同一深度部位的桩基应力变化最大;由于右线隧道距离桥梁2-4#桩基11.12m,距离较远,右线隧道开挖时对桥梁桩基应力影响很小。