摘要: 無碴軌道為保證線路的高度平順性，通過對(duì)哈大客運(yùn)專線八棵樹特大橋的沉降觀測(cè)，分析橋梁的變化情況和提供無碴軌道的鋪設(shè)時(shí)機(jī)以及為運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)、維護(hù)提供依據(jù)，保障高速鐵路的安全運(yùn)營(yíng)具有非常重要的意義。

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

1、引言

客運(yùn)專線無碴軌道對(duì)路基、橋涵、隧道等線下工程的工后沉降要求嚴(yán)格、標(biāo)準(zhǔn)高，設(shè)計(jì)中對(duì)土質(zhì)路基、橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)等均進(jìn)行了沉降變形計(jì)算，采取了相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施。而影響沉降計(jì)算的因素較多，沉降計(jì)算的精度不足以控制無碴軌道工后沉降。施工期必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行系統(tǒng)的沉降變形動(dòng)態(tài)觀測(cè)。通過對(duì)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)綜合分析評(píng)估，驗(yàn)證或調(diào)整設(shè)計(jì)措施，使路基、橋涵、隧道工程達(dá)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(shè)時(shí)間，確?？瓦\(yùn)專線無碴軌道結(jié)構(gòu)鋪設(shè)質(zhì)量。

2、基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)

沉降觀測(cè)測(cè)量點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)。在八棵樹特大橋設(shè)計(jì)單位布設(shè)3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在沉降影響范圍以外便于長(zhǎng)期保存的穩(wěn)定位置。

3、沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

由于客運(yùn)專線無碴軌道對(duì)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(shí)際變形，及時(shí)調(diào)整觀測(cè)措施，以滿足無碴軌道設(shè)計(jì)安裝精度要求。八棵樹特大橋沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)的位置如下:墩臺(tái)基礎(chǔ)施工完成在承臺(tái)四角設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，墩臺(tái)砼施工后在墩臺(tái)身左右兩側(cè)各設(shè)一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)(由承臺(tái)轉(zhuǎn)移至墩身上距地面0.5m左右，便于觀測(cè))。

4.測(cè)量精度要求

4.1工作基點(diǎn)測(cè)量

八棵樹特大橋沉降觀測(cè)按變形測(cè)量等級(jí)“二等”要求設(shè)計(jì)。因此工作基點(diǎn)網(wǎng)按一等水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè)(《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定》)，主要技術(shù)要求為:

相鄰工作基點(diǎn)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(cè)站數(shù))

監(jiān)測(cè)已測(cè)高差較差≤0.8 mm(n為測(cè)站數(shù))

4.2沉降點(diǎn)測(cè)量

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

高程中誤差≤±1.0mm

相鄰點(diǎn)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(cè)站數(shù))

5、水準(zhǔn)工作基點(diǎn)及沉降觀測(cè)點(diǎn)的測(cè)量

5.1測(cè)量?jī)x器

八棵樹特大橋的工作基點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)所使用的儀器是德國(guó)Trimble DINI12電子水準(zhǔn)儀，其望遠(yuǎn)鏡放大率為32倍，圓氣泡靈敏度10//2mm，標(biāo)尺用德國(guó)Trimble公司配套的3m銦瓦尺。水準(zhǔn)標(biāo)尺為偽機(jī)條碼，電子水準(zhǔn)儀自動(dòng)識(shí)別并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，最小讀數(shù)為0.01mm。采用兩個(gè)2.5kg的尺墊作為轉(zhuǎn)點(diǎn)尺承，儀器和標(biāo)尺均送檢定單位進(jìn)行檢驗(yàn)，觀測(cè)前均按規(guī)范進(jìn)行常規(guī)的檢查。

5.2觀測(cè)方法

觀測(cè)采用中絲讀數(shù)法，按“后、前、前、后”的觀測(cè)順序?qū)γ恳宦肪€進(jìn)行往返觀測(cè)，視線高度及測(cè)站的觀測(cè)限差均按規(guī)范進(jìn)行，電子水準(zhǔn)儀自動(dòng)識(shí)別讀數(shù)并存儲(chǔ)標(biāo)尺讀數(shù)。該電子水準(zhǔn)儀自動(dòng)記錄程序能很好滿足二等水準(zhǔn)測(cè)量限差。

5.3工作基點(diǎn)網(wǎng)測(cè)量

八棵樹特大橋工作基點(diǎn)網(wǎng)由CPI167、CPI168 、CP080三個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)構(gòu)成兩個(gè)符合水準(zhǔn)導(dǎo)線，工作基點(diǎn)間距沿橋向200m左右布設(shè)，測(cè)量按“后、前、前、后”的觀測(cè)順序進(jìn)行，計(jì)算采用日本賓得TIP ADJ2.0平差軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差。

5.4沉降觀測(cè)點(diǎn)的測(cè)量

八棵樹特大橋沉降觀測(cè)根據(jù)施工進(jìn)度及沉降觀測(cè)的要求目前已經(jīng)完成了架梁前階段沉降觀測(cè)任務(wù)，對(duì)此將此墩的沉降觀測(cè)進(jìn)行分析。測(cè)量按“后、前、前、后”的觀測(cè)順序進(jìn)行。每次沉降觀測(cè)作業(yè)，采用相同的圖形或觀測(cè)路線和觀測(cè)方法，使用同一儀器和設(shè)備，固定的觀測(cè)人員，在基本相同的環(huán)境和觀測(cè)條件下工作。根據(jù)施工情況，觀測(cè)時(shí)間定在早上5:00至9:00左右進(jìn)行。每個(gè)橋墩觀測(cè)采用往返測(cè)，并滿足規(guī)范要求。

八棵樹特大橋的25號(hào)墩沉降觀測(cè)精度見下表(表5.4-1)

八棵樹特大橋25號(hào)墩沉降觀測(cè)精度統(tǒng)計(jì)表表5.4-1橋名及墩位八棵樹特大橋25號(hào)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(cè)成果符合預(yù)計(jì)的精度要求。

6、沉降觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析

橋涵基礎(chǔ)沉降分析評(píng)估采用曲線回歸法。沉降觀測(cè)按要求分架梁前、后兩階段進(jìn)行。根據(jù)橋梁墩臺(tái)實(shí)際荷載情況及觀測(cè)數(shù)據(jù)，采取多個(gè)階段的回歸分析及預(yù)測(cè)，綜合確定沉降變形的趨勢(shì)，曲線回歸的相關(guān)系數(shù)不低于0.92。預(yù)測(cè)時(shí)間的確定，對(duì)于八棵樹特大橋樁基礎(chǔ)采用摩擦樁按柱樁設(shè)計(jì)，按設(shè)計(jì)要求采用兩次預(yù)測(cè)的方法，兩次預(yù)測(cè)的時(shí)間間隔不少于30天，首次回歸分析時(shí)不少于30天。兩次回歸結(jié)果預(yù)測(cè)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(jìn)行觀測(cè)，架梁后至鋪軌前按要求進(jìn)行觀測(cè)，沉降預(yù)測(cè)的時(shí)間間隔滿足以下條件:

式中:

S(t):預(yù)測(cè)時(shí)的沉降觀測(cè)值;

: 預(yù)測(cè)的最終沉降值。

設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)的總沉降量與通過實(shí)測(cè)資料預(yù)測(cè)的總沉降量之差不宜大于10mm。鋪設(shè)無碴軌道技術(shù)條件的評(píng)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(chǔ)，當(dāng)墩臺(tái)沉降值趨于穩(wěn)定且沉降量不大于5mm時(shí)，可判定沉降滿足無碴軌道鋪設(shè)條件。

7、結(jié)束語

通過對(duì)橋涵的施工全過程沉降觀測(cè)，數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，判定沉降滿足無碴軌道鋪設(shè)時(shí)間，是客運(yùn)專線無碴軌道成功與否的關(guān)鍵之一，對(duì)客運(yùn)專線無碴軌道有著重要意義。

參考文獻(xiàn):

[1]《新建鐵路測(cè)量規(guī)范》

[2]《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定》

[3]《哈大鐵路客運(yùn)專線沉降變形觀測(cè)實(shí)施細(xì)則》