客運專線橋梁工程沉降觀測及數(shù)據(jù)分析

摘要: 無碴軌道為保證線路的高度平順性，通過對哈大客運專線八棵樹特大橋的沉降觀測，分析橋梁的變化情況和提供無碴軌道的鋪設時機以及為運營養(yǎng)護、維護提供依據(jù)，保障高速鐵路的安全運營具有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞: 沉降觀測;數(shù)據(jù)分析;無碴軌道鋪設條件

1、引言

客運專線無碴軌道對路基、橋涵、隧道等線下工程的工后沉降要求嚴格、標準高，設計中對土質(zhì)路基、橋梁墩臺基礎等均進行了沉降變形計算，采取了相應的設計措施。而影響沉降計算的因素較多，沉降計算的精度不足以控制無碴軌道工后沉降。施工期必須按設計要求進行系統(tǒng)的沉降變形動態(tài)觀測。通過對沉降觀測數(shù)據(jù)系統(tǒng)綜合分析評估，驗證或調(diào)整設計措施，使路基、橋涵、隧道工程達到規(guī)定的變形控制要求。分析、推算出最終沉降量和工后沉降，合理確定無碴軌道開始鋪設時間，確?？瓦\專線無碴軌道結(jié)構(gòu)鋪設質(zhì)量。

2、基準點的布設

沉降觀測測量點分為基準點、工作基點和沉降觀測點。在八棵樹特大橋設計單位布設3個基準點，基準點設在沉降影響范圍以外便于長期保存的穩(wěn)定位置。

3、沉降觀測點的布設

由于客運專線無碴軌道對結(jié)構(gòu)變形要求較高，根據(jù)無碴軌道下部結(jié)構(gòu)的實際變形，及時調(diào)整觀測措施，以滿足無碴軌道設計安裝精度要求。八棵樹特大橋沉降觀測點的布設的位置如下:墩臺基礎施工完成在承臺四角設置觀測點，墩臺砼施工后在墩臺身左右兩側(cè)各設一個觀測點(由承臺轉(zhuǎn)移至墩身上距地面0.5m左右，便于觀測)。

4.測量精度要求

4.1工作基點測量

八棵樹特大橋沉降觀測按變形測量等級“二等”要求設計。因此工作基點網(wǎng)按一等水準測量要求施測(《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》)，主要技術(shù)要求為:

相鄰工作基點高差中誤差1.0mm

每站高差中誤差0.3mm

往返較差、符合或環(huán)線閉合差≤0.6 mm(n為測站數(shù))

監(jiān)測已測高差較差≤0.8 mm(n為測站數(shù))

4.2沉降點測量

按《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》中的二等變形測量等級需按一等水準測量要求施測，主要技術(shù)要求為:

高程中誤差≤±1.0mm

相鄰點高差中誤差≤±0.5mm

往返較差、符合或環(huán)線閉合差≤0.6 mm(n為測站數(shù))

5、水準工作基點及沉降觀測點的測量

5.1測量儀器

八棵樹特大橋的工作基點和沉降觀測點觀測所使用的儀器是德國Trimble DINI12電子水準儀，其望遠鏡放大率為32倍，圓氣泡靈敏度10//2mm，標尺用德國Trimble公司配套的3m銦瓦尺。水準標尺為偽機條碼，電子水準儀自動識別并存儲數(shù)據(jù)，最小讀數(shù)為0.01mm。采用兩個2.5kg的尺墊作為轉(zhuǎn)點尺承，儀器和標尺均送檢定單位進行檢驗，觀測前均按規(guī)范進行常規(guī)的檢查。

5.2觀測方法

觀測采用中絲讀數(shù)法，按“后、前、前、后”的觀測順序?qū)γ恳宦肪€進行往返觀測，視線高度及測站的觀測限差均按規(guī)范進行，電子水準儀自動識別讀數(shù)并存儲標尺讀數(shù)。該電子水準儀自動記錄程序能很好滿足二等水準測量限差。

5.3工作基點網(wǎng)測量

八棵樹特大橋工作基點網(wǎng)由CPI167、CPI168 、CP080三個水準基點構(gòu)成兩個符合水準導線，工作基點間距沿橋向200m左右布設，測量按“后、前、前、后”的觀測順序進行，計算采用日本賓得TIP ADJ2.0平差軟件進行嚴密平差。

5.4沉降觀測點的測量

八棵樹特大橋沉降觀測根據(jù)施工進度及沉降觀測的要求目前已經(jīng)完成了架梁前階段沉降觀測任務，對此將此墩的沉降觀測進行分析。測量按“后、前、前、后”的觀測順序進行。每次沉降觀測作業(yè)，采用相同的圖形或觀測路線和觀測方法，使用同一儀器和設備，固定的觀測人員，在基本相同的環(huán)境和觀測條件下工作。根據(jù)施工情況，觀測時間定在早上5:00至9:00左右進行。每個橋墩觀測采用往返測，并滿足規(guī)范要求。

八棵樹特大橋的25號墩沉降觀測精度見下表(表5.4-1)

八棵樹特大橋25號墩沉降觀測精度統(tǒng)計表表5.4-1橋名及墩位八棵樹特大橋25號墩橋名及墩位

從表中結(jié)果可見，八棵樹特大橋架梁前橋墩的沉降觀測成果符合預計的精度要求。

6、沉降觀測點的數(shù)據(jù)分析

橋涵基礎沉降分析評估采用曲線回歸法。沉降觀測按要求分架梁前、后兩階段進行。根據(jù)橋梁墩臺實際荷載情況及觀測數(shù)據(jù)，采取多個階段的回歸分析及預測，綜合確定沉降變形的趨勢，曲線回歸的相關(guān)系數(shù)不低于0.92。預測時間的確定，對于八棵樹特大橋樁基礎采用摩擦樁按柱樁設計，按設計要求采用兩次預測的方法，兩次預測的時間間隔不少于30天，首次回歸分析時不少于30天。兩次回歸結(jié)果預測的最終沉降的差值不大于8mm，可判定沉降滿足無碴軌道的架梁條件。架梁前進行觀測，架梁后至鋪軌前按要求進行觀測，沉降預測的時間間隔滿足以下條件:

式中:

S(t):預測時的沉降觀測值;

: 預測的最終沉降值。

設計預測的總沉降量與通過實測資料預測的總沉降量之差不宜大于10mm。鋪設無碴軌道技術(shù)條件的評定，處于巖石地基等良好地質(zhì)的橋涵，如八棵樹特大橋摩擦樁基礎，當墩臺沉降值趨于穩(wěn)定且沉降量不大于5mm時，可判定沉降滿足無碴軌道鋪設條件。

7、結(jié)束語

通過對橋涵的施工全過程沉降觀測，數(shù)據(jù)的科學分析，判定沉降滿足無碴軌道鋪設時間，是客運專線無碴軌道成功與否的關(guān)鍵之一，對客運專線無碴軌道有著重要意義。

參考文獻:

[1]《新建鐵路測量規(guī)范》

[2]《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》

[3]《哈大鐵路客運專線沉降變形觀測實施細則》