韓彥芳 / 四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

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石武客專某區(qū)段沉降變形分析評估

韓彥芳 / 四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

【摘 要】本文在充分收集利用已有資料基礎(chǔ)上，依據(jù)行業(yè)相應(yīng)標準，采用Asaoka算法對該區(qū)段進行沉降變形分析及評估，為下一步的施工提供可靠依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】Asaoka算法；沉降；變形；分析

1.工程地質(zhì)條件

本區(qū)段范圍DK303＋401.28～DK305+681.70，為殷村鎮(zhèn)特大橋，總長2280.42m。位于太行山東麓沖洪積平原及黃河沖積平原，地形平坦開闊。地勢總體上由西向東傾斜。地層：粉土，粉質(zhì)黏土,中砂，粗圓礫土，粉質(zhì)黏土，粗圓礫土，粉質(zhì)黏土，粗圓礫土，黏土。本段橋地震基本列度6 度；地震動峰值加速度：0.05g；土壤最大凍結(jié)深度：0.54m；本段未見地下水。

2.工程概況

本區(qū)段為殷村鎮(zhèn)特大橋，位于DK301+525.95～DK303+401.28段路基與DK305+681.7～DK306+577.41 段路基間，線路以橋梁通過，樁基直徑1.0m，樁長23～30.5m，墩身高度3.5～7.0m。孔跨布置：20*32+1*24+12*32+1*24+36*32。

該區(qū)段有橋臺2個，橋墩69個，簡支箱梁70片，其中承臺、墩身有71個觀測點，2孔32m徐變變形觀測簡支箱梁。本橋橋臺采用一字臺，臺頂斜置，3～14號墩采用雙曲線圓端型實體墩，墩臺基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)+承臺+加臺。

3.沉降分析與預(yù)測方法

3.1Asaoka算法

對一維固結(jié)問題，Mikasa固結(jié)微分方程采用應(yīng)變形式表達如下：

Asaoka法基本思想利用已有沉降觀測資料求出這些未知數(shù)，據(jù)此參數(shù)預(yù)估最終沉降。

對大多數(shù)實際情況，通常第1階（n=1）近似就足夠了，這樣式(③可簡化：

將時間劃分成相等時間段△t，在實測沉降曲線上讀出t1，t2。所對應(yīng)沉降值Sl，S2……；再以Si-1和Si坐標軸平面上將沉降值Sl，S2……以點(Si，Si-1)畫出，同時作出Si＝Si-1的45°直線；

圖1　沉降曲線劃分為相同的時間段

圖2　Asaoka法示意圖

過一系列點(Si，Si-1)作擬合直線與45°直線相交，交點對應(yīng)沉降為最終沉降值；

在Asaoka法推算中，t?取值對最終沉降量推算結(jié)果有直接影響。t?過小會造成擬合點波動性較大，擬合直線相關(guān)系數(shù)較?。?t 過大，Si點過少，易產(chǎn)生較大偏差，且對是否已進入次固結(jié)階段不易作出判斷。一般取t?在30～100d間。在實際推算中，宜同時多計算幾個不同t?得出相應(yīng)最終沉降值，而后在其中選取相關(guān)系數(shù)較好沉降值作最終沉降值。

4.沉降變形觀測數(shù)據(jù)分析

該區(qū)段評估時據(jù)施工單位提供沉降變形觀測數(shù)據(jù)進行計算、分析、預(yù)測。梁體徐變分析情況見表1，代表性觀測點數(shù)據(jù)及時間—沉降分析圖3,圖4。

本段橋梁墩（臺）71 個，共設(shè)承臺觀測標142個，墩（臺）墩觀測標73 個，簡支箱梁徐變觀測標12 個（2 孔），架梁于2010年1月8日完成，至2010年5月12日沉降變形觀測期（124天）超過3個月。

該區(qū)段共開展32～50次觀測， 沉降觀測斷面當前觀測沉降量0.566～6.085mm，架橋完成后至目前觀測沉降量0.010～1.090mm，后期沉降趨于穩(wěn)定；曲線回歸相關(guān)系數(shù)在0.920～0.986間，均>0.92； 沉降觀測斷面計算工后沉降量0.000～1.893 mm，均<15mm；預(yù)測時沉降觀測值與預(yù)測時最終沉降量之比S(t)/S(∞)在76.3%～100%間，均≥75%；觀測斷面時間間隔不少于一個月兩次預(yù)測最終沉降量差值0.000～7.715mm，<8mm，這些參數(shù)基本滿足《客運專線鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南》(下稱《指南》)及《客運專線鐵路變形觀測評估技術(shù)手冊》(下稱《手冊》)要求。

表1　殷村鎮(zhèn)特大橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁上拱量徐變分析結(jié)果匯總

圖3　代表性觀測點的數(shù)據(jù)及時間—沉降圖 （DK304+762）

圖4　代表性觀測點的數(shù)據(jù)及時間—沉降圖 （DK303+567）

斷面DK304+762，工后沉降1.893mm，完成比率0.763，相關(guān)系數(shù)0.942。如圖1。斷面DK303+567，工后沉降0.000mm，完成比率1.000，相關(guān)系數(shù)0.926。如圖2。

簡支箱梁70孔，簡支箱梁徐變觀測標12 個（2 孔），簡支箱梁梁體徐變觀測期為4～5個月，跨中當前梁體上拱量18.50～19.65mm，且后期變形趨于穩(wěn)定；梁體跨中彈性變形觀測量10.7～10.8mm；終張拉60天后徐變上拱量實測值為5.35～6.60mm，滿足規(guī)范要求L≤50m梁體跨中徐變上拱度<7mm要求。相應(yīng)參數(shù)基本滿足《指南》及《手冊》要求。

5.區(qū)段沉降變形評估

區(qū)段整體工后沉降見下圖，從DK303＋401.28～DK305+681.70段沿線路縱向工后沉降分布曲線圖中可看出：兩相鄰墩臺沉降差異正常且均≤5mm，滿足《指南》及《手冊》要求。

參考文獻：

[1]《客運專線鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南》.

[2]《客運專線鐵路變形觀測評估技術(shù)手冊》.