京沈客运专线【客运专线桥梁工程沉降观测及数据分析】

来源:职业教育 发布时间:2019-04-23 05:47:19 点击:

  摘要: 无碴轨道为保证线路的高度平顺性,通过对哈大客运专线八棵树特大桥的沉降观测,分析桥梁的变化情况和提供无碴轨道的铺设时机以及为运营养护、维护提供依据,保障高速铁路的安全运营具有非常重要的意义。
  关键词: 沉降观测;数据分析;无碴轨道铺设条件
  
  1、引言
  客运专线无碴轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求严格、标准高,设计中对土质路基、桥梁墩台基础等均进行了沉降变形计算,采取了相应的设计措施。而影响沉降计算的因素较多,沉降计算的精度不足以控制无碴轨道工后沉降。施工期必须按设计要求进行系统的沉降变形动态观测。通过对沉降观测数据系统综合分析评估,验证或调整设计措施,使路基、桥涵、隧道工程达到规定的变形控制要求。分析、推算出最终沉降量和工后沉降,合理确定无碴轨道开始铺设时间,确保客运专线无碴轨道结构铺设质量。
  2、基准点的布设
  沉降观测测量点分为基准点、工作基点和沉降观测点。在八棵树特大桥设计单位布设3个基准点,基准点设在沉降影响范围以外便于长期保存的稳定位置。
  3、沉降观测点的布设
  由于客运专线无碴轨道对结构变形要求较高,根据无碴轨道下部结构的实际变形,及时调整观测措施,以满足无碴轨道设计安装精度要求。八棵树特大桥沉降观测点的布设的位置如下:墩台基础施工完成在承台四角设置观测点,墩台砼施工后在墩台身左右两侧各设一个观测点(由承台转移至墩身上距地面0.5m左右,便于观测)。
  
  4.测量精度要求
  4.1工作基点测量
  八棵树特大桥沉降观测按变形测量等级“二等”要求设计。因此工作基点网按一等水准测量要求施测(《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》),主要技术要求为:
  相邻工作基点高差中误差1.0mm
  每站高差中误差0.3mm
  往返较差、符合或环线闭合差≤0.6 mm(n为测站数)
  监测已测高差较差≤0.8 mm(n为测站数)
  4.2沉降点测量
  按《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》中的二等变形测量等级需按一等水准测量要求施测,主要技术要求为:
  高程中误差≤±1.0mm
  相邻点高差中误差≤±0.5mm
  往返较差、符合或环线闭合差≤0.6 mm(n为测站数)
  5、水准工作基点及沉降观测点的测量
  5.1测量仪器
  八棵树特大桥的工作基点和沉降观测点观测所使用的仪器是德国Trimble DINI12电子水准仪,其望远镜放大率为32倍,圆气泡灵敏度10//2mm,标尺用德国Trimble公司配套的3m铟瓦尺。水准标尺为伪机条码,电子水准仪自动识别并存储数据,最小读数为0.01mm。采用两个2.5kg的尺垫作为转点尺承,仪器和标尺均送检定单位进行检验,观测前均按规范进行常规的检查。
  5.2观测方法
  观测采用中丝读数法,按“后、前、前、后”的观测顺序对每一路线进行往返观测,视线高度及测站的观测限差均按规范进行,电子水准仪自动识别读数并存储标尺读数。该电子水准仪自动记录程序能很好满足二等水准测量限差。
  5.3工作基点网测量
  八棵树特大桥工作基点网由CPI167、CPI168 、CP080三个水准基点构成两个符合水准导线,工作基点间距沿桥向200m左右布设,测量按“后、前、前、后”的观测顺序进行,计算采用日本宾得TIP ADJ2.0平差软件进行严密平差。
  5.4沉降观测点的测量
  八棵树特大桥沉降观测根据施工进度及沉降观测的要求目前已经完成了架梁前阶段沉降观测任务,对此将此墩的沉降观测进行分析。测量按“后、前、前、后”的观测顺序进行。每次沉降观测作业,采用相同的图形或观测路线和观测方法,使用同一仪器和设备,固定的观测人员,在基本相同的环境和观测条件下工作。根据施工情况,观测时间定在早上5:00至9:00左右进行。每个桥墩观测采用往返测,并满足规范要求。
  八棵树特大桥的25号墩沉降观测精度见下表(表5.4-1)
  八棵树特大桥25号墩沉降观测精度统计表表5.4-1桥名及墩位 八棵树特大桥25号墩 桥名及墩位
  从表中结果可见,八棵树特大桥架梁前桥墩的沉降观测成果符合预计的精度要求。
  6、沉降观测点的数据分析
  桥涵基础沉降分析评估采用曲线回归法。沉降观测按要求分架梁前、后两阶段进行。根据桥梁墩台实际荷载情况及观测数据,采取多个阶段的回归分析及预测,综合确定沉降变形的趋势,曲线回归的相关系数不低于0.92。预测时间的确定,对于八棵树特大桥桩基础采用摩擦桩按柱桩设计,按设计要求采用两次预测的方法,两次预测的时间间隔不少于30天,首次回归分析时不少于30天。两次回归结果预测的最终沉降的差值不大于8mm,可判定沉降满足无碴轨道的架梁条件。架梁前进行观测,架梁后至铺轨前按要求进行观测,沉降预测的时间间隔满足以下条件:
  
  式中:
  S(t):预测时的沉降观测值;
  : 预测的最终沉降值。
  设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜大于10mm。铺设无碴轨道技术条件的评定,处于岩石地基等良好地质的桥涵,如八棵树特大桥摩擦桩基础,当墩台沉降值趋于稳定且沉降量不大于5mm时,可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。
  7、结束语
  通过对桥涵的施工全过程沉降观测,数据的科学分析,判定沉降满足无碴轨道铺设时间,是客运专线无碴轨道成功与否的关键之一,对客运专线无碴轨道有着重要意义。
  
  
  参考文献:
  [1]《新建铁路测量规范》
  [2]《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》
  [3]《哈大铁路客运专线沉降变形观测实施细则》

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