南京南站承軌層結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)研究

周 小 俊

(南京南大巖土工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210042)

南京南站承軌層結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)研究

周 小 俊

(南京南大巖土工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210042)

就南京南站站房結(jié)構(gòu)建成后近三年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來(lái)判斷站房特殊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，為站房結(jié)構(gòu)的安全性能判斷提供數(shù)據(jù)支持，同時(shí)可為類(lèi)似工程的建設(shè)提供參考數(shù)據(jù)和借鑒經(jīng)驗(yàn)。

結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，結(jié)構(gòu)安全，跟蹤監(jiān)測(cè)

1 工程概況

南京南站位于南京市南部的主城區(qū)和江寧開(kāi)發(fā)區(qū)、東山新區(qū)之間，由寧溧路、機(jī)場(chǎng)高速、繞城公路、秦淮新河等圍合的區(qū)域，距南京市市中心約10.5 km。南京南站站房設(shè)計(jì)為直上型高架車(chē)站，軌道層與候車(chē)層均為高架層，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為空間框架結(jié)構(gòu)體系。其中，承軌層是承托火車(chē)、軌道及提供旅客上、下車(chē)站的樓層。南京南站地上二層結(jié)構(gòu)為承軌層(建筑專(zhuān)業(yè)稱(chēng)站臺(tái)層)，站臺(tái)層為附屬架空夾層，其上所有樓面荷載與列車(chē)荷載均傳遞給承軌層結(jié)構(gòu)。該樓層主要用于列車(chē)停靠和旅客上下火車(chē)，屬于典型的“建橋(特指站房建筑與鐵路橋梁)合一”建筑，本層結(jié)構(gòu)需要同時(shí)滿足民用建筑設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范和鐵路橋涵設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范的基本要求。

2 承軌層結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析

以2011年1月26日數(shù)據(jù)為原始高程點(diǎn)，承軌層各測(cè)點(diǎn)豎向變形發(fā)展如圖2所示。各測(cè)點(diǎn)豎向變形發(fā)展極大值分別為4.9 mm，7.0 mm，5.8 mm，4.9 mm和5.5 mm。最大豎向變形發(fā)展量為7.0 mm，發(fā)生在2號(hào)測(cè)點(diǎn)。

在0 d～940 d范圍內(nèi)，除了最初的兩次測(cè)量外，各測(cè)點(diǎn)的豎向變形量隨時(shí)間大致呈不斷增加趨勢(shì)，說(shuō)明承軌梁跨中隨著時(shí)間的推移在不斷發(fā)生沉降，但是在300 d后增加幅度很小，基本達(dá)到穩(wěn)定水平，且各測(cè)點(diǎn)的最終沉降值非常接近。

承軌層跨中豎向變形發(fā)展速率見(jiàn)圖3。從豎向變形變化速率來(lái)看，在300 d后變化率已經(jīng)很小，變形基本趨于穩(wěn)定。承軌層跨中豎向變形發(fā)展見(jiàn)表1。

4 理論計(jì)算對(duì)比

按照J(rèn)GJ 138—2001型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程計(jì)算承軌梁跨中豎向變形如下。

其短期剛度[4,5]：

其長(zhǎng)期剛度如下，其中，Ms和Ml分別為標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合下的梁對(duì)應(yīng)位置彎矩，由實(shí)際荷載計(jì)算得到[6-8]:

固端梁跨中的短期撓度：

固端梁跨中的長(zhǎng)期撓度：

其中，Ec為混凝土彈性模量；Ea為型鋼彈性模量；Ic為按截面尺寸計(jì)算的混凝土截面慣性矩；Ia為型鋼截面慣性矩；Ms為按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；Ml為按荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值；θ為考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合對(duì)撓度增大的影響系數(shù)。

實(shí)測(cè)結(jié)果各測(cè)點(diǎn)豎向變形發(fā)展最大值分別為4.9 mm，7.0 mm，5.8 mm，4.9 mm和5.5 mm，與理論值的長(zhǎng)期撓度5.13 mm接近。

承軌層最大豎向變形發(fā)展量為7.0 mm，從豎向變形變化率來(lái)看，豎向變形變化速率在300 d后已經(jīng)很小，變形基本趨于穩(wěn)定。實(shí)測(cè)結(jié)果與理論值接近。

5 結(jié)語(yǔ)

1)自開(kāi)始運(yùn)營(yíng)至今，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合分析，并與理論計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，得出承軌層站房結(jié)構(gòu)處于安全可控狀態(tài)。2)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果略大于理論計(jì)算值，且主要變形量發(fā)生在監(jiān)測(cè)前期(約300 d)，說(shuō)明該階段是變形發(fā)生的主要時(shí)期；300 d后結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定階段。3)在變形主要發(fā)生期(前300 d)，數(shù)據(jù)變化幅度較大，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工工況及巡視對(duì)比，分析原因可能與上部結(jié)構(gòu)加載及現(xiàn)場(chǎng)施工有關(guān)。4)變形穩(wěn)定階段(300 d后)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化速率穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)加載已經(jīng)完成，結(jié)構(gòu)自重沉降及下部土體加載引起的固結(jié)沉降結(jié)束，該階段結(jié)構(gòu)基本無(wú)變形，結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。5)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相近，說(shuō)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法安全、可靠，可為類(lèi)似工程提供相關(guān)借鑒依據(jù)。

[1] 張正祿，李廣云，潘國(guó)榮.工程測(cè)量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，2005.

[2] JGJ 8—2007，建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].

[3] GB 50026—2007，工程測(cè)量規(guī)范[S].

[4] JGJ 138—2001，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范[S].

[5] YB 9082—2006，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6] GB 50009—2001，建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范(2006版)[S].

[7] 張國(guó)棟.結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)位移監(jiān)測(cè)與數(shù)字圖像處理研究與應(yīng)用[D].武漢:華中科技大學(xué),2005:1-5.

[8] 李 堃.動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D].南京:南京航空航天大學(xué),2010:1-8.

Monitoring of the rail-layer structure dynamic analysis of Nanjing South Station

Zhou Xiaojun

(NanjingSouthRockSoilEngineeringTechnologyCo.,Ltd,Nanjing210042,China)

In this paper, the Nanjing South Railway Station station structure in nearly three years after the completion of the data analysis, to determine the structure of the station building special structure strength, stiffness and stability, provide data support for the station structure safety performance judgment, at the same time can provide reference for the construction of similar projects in the data and experience for reference.

structure of the monitoring， structural safety， tracking and monitoring

2015-04-10

周小俊(1982- )，男，工程師

1009-6825(2015)17-0021-03

TU317

A