宗 維 凱

(上海鐵路局東華地鐵公司，上海 200071)

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鄰營(yíng)施工高鐵橋梁監(jiān)測(cè)方法探討

宗 維 凱

(上海鐵路局東華地鐵公司，上海 200071)

簡(jiǎn)述了目前常用的橋梁監(jiān)測(cè)方法，結(jié)合工程實(shí)例，從固定設(shè)施系統(tǒng)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、決策系統(tǒng)三方面，闡述了基于全自動(dòng)全站儀的鄰營(yíng)施工高鐵橋梁監(jiān)測(cè)方法，指出該方法可精確監(jiān)測(cè)鄰營(yíng)施工高鐵橋梁的位移沉降情況，保證鐵路運(yùn)營(yíng)的安全性。

鄰營(yíng)施工，橋梁，高鐵，監(jiān)測(cè)方法

隨著我國(guó)城市快速發(fā)展，地面交通逐漸擁堵，為改善地面交通狀況，全國(guó)各大城市正爭(zhēng)先恐后大興土木，規(guī)劃實(shí)施自身公共交通建設(shè)。作為全國(guó)交通命脈——鐵路，地方交通建設(shè)不可避免與鐵路有空間上的交叉——上跨或下穿。地方道路或橋梁下穿或上跨鐵路施工會(huì)對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)安全產(chǎn)生影響，因此在施工過程中對(duì)鐵路幾何狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證鐵路運(yùn)營(yíng)安全尤為重要。

1 橋梁監(jiān)測(cè)方法簡(jiǎn)述

地方道路或橋梁施工中，樁基施工、基坑施工、盾構(gòu)施工會(huì)引起土體產(chǎn)生豎向及水平位移，使鐵路高架橋樁基發(fā)生變形，反映至高架橋墩頂，會(huì)使上部運(yùn)營(yíng)線路產(chǎn)生變形，對(duì)列車運(yùn)行安全有極大的影響。而高速鐵路速度很快，列車通過頻率很高，且對(duì)線路的變形要求很高，這就要求鄰近鐵路高架橋時(shí)，對(duì)于高架橋的變形監(jiān)測(cè)具有高頻率、高精度性。

現(xiàn)有的橋梁監(jiān)測(cè)方法主要是針對(duì)公路橋梁，對(duì)于鐵路橋梁的變形監(jiān)測(cè)較少。常規(guī)測(cè)量方法測(cè)量精度高、資料可靠，但觀測(cè)工作量大、效率低、受氣候影響大，不易實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)和測(cè)量過程的自動(dòng)化?，F(xiàn)在應(yīng)用較多的變形測(cè)量數(shù)據(jù)采集設(shè)備和技術(shù)有攝影測(cè)量技術(shù)、GPS技術(shù)、全自動(dòng)全站儀法和三維激光掃描儀，這些方法的測(cè)量精度普遍較低。

對(duì)于橋梁變形的控制指標(biāo)也有不少規(guī)定，但多數(shù)是關(guān)于橋梁自身施工過程中的變形，對(duì)于鄰營(yíng)施工引起高鐵橋梁變形的控制指標(biāo)較少，且前期的控制指標(biāo)較大，對(duì)于運(yùn)營(yíng)中的鐵路高架橋不適合。因此，基于上述技術(shù)中存在的問題，有必要采用更好的方法對(duì)鄰營(yíng)施工高鐵橋梁的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證鐵路的運(yùn)營(yíng)安全。以下所述橋梁監(jiān)測(cè)方法即為鄰營(yíng)施工高鐵橋梁監(jiān)測(cè)方法，該方法已應(yīng)用于多個(gè)鄰近高鐵橋梁施工項(xiàng)目中，并起到了很好的監(jiān)測(cè)效果，保證了鐵路運(yùn)營(yíng)安全。

2 鄰營(yíng)施工高鐵橋梁監(jiān)測(cè)方法

該方法是基于全自動(dòng)全站儀的使用，總共分為三個(gè)系統(tǒng)：固定設(shè)施系統(tǒng)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、決策系統(tǒng)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為決策系統(tǒng)提供支持，決策系統(tǒng)反過來為自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供指導(dǎo)。

固定設(shè)施系統(tǒng)是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)通視條件、施工場(chǎng)地規(guī)劃及高架橋墩位置來進(jìn)行布設(shè)的，為反映橋梁變形及數(shù)據(jù)讀取提供硬件支持；固定設(shè)施系統(tǒng)包括觀測(cè)墩或棱鏡等固定設(shè)施；人工使用膠水或螺栓將棱鏡固定在高架橋墩上，每個(gè)高鐵橋墩布設(shè)四個(gè)棱鏡，在同一側(cè)上下左右各一個(gè)；在保證可觀測(cè)到所有棱鏡以及地基穩(wěn)定且不受現(xiàn)場(chǎng)施工影響處采用紅磚砌成基礎(chǔ)長(zhǎng)寬高各為2 m，上部結(jié)構(gòu)長(zhǎng)寬高分別為0.5 m，0.5 m，2 m的觀測(cè)墩。

自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括機(jī)載測(cè)量子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)；機(jī)載測(cè)量子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線連接。機(jī)載測(cè)量子系統(tǒng)為索佳NET05AX自動(dòng)全站儀，將全自動(dòng)全站儀架設(shè)于觀測(cè)墩上，通過對(duì)高架橋墩上固定棱鏡進(jìn)行觀測(cè)，獲得橋梁變形的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)為通訊模塊，進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)線和與之相連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，將機(jī)載測(cè)量子系統(tǒng)獲得的橋梁變形數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)是使用帶有監(jiān)測(cè)軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)，錄入監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)，通過轉(zhuǎn)換計(jì)算等數(shù)據(jù)后處理措施，取得所需變形數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)。

決策系統(tǒng)是根據(jù)本監(jiān)測(cè)方法中各使用系統(tǒng)相互配合，在監(jiān)測(cè)過程中對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出各監(jiān)測(cè)橋墩的控制參數(shù)——沉降位移s、橫橋向位移x、順橋向位移y以及橋墩轉(zhuǎn)角θ，繪制成時(shí)程曲線，并與各參數(shù)控制指標(biāo)分別進(jìn)行對(duì)比，確定高鐵橋梁幾何形態(tài)是否在可允許變化值內(nèi)。當(dāng)監(jiān)測(cè)值接近報(bào)警值時(shí)，及時(shí)預(yù)警，并提醒有關(guān)方面注意；當(dāng)達(dá)到報(bào)警值時(shí)，立即報(bào)警。

3 工程實(shí)例分析

3.1 南京滄麒路下穿京滬高鐵工程

南京上坊北側(cè)保障房項(xiàng)目市政工程滄麒路與京滬高鐵斜交角38.2°。左右幅分別下穿京滬高鐵跨秦淮河特大橋87號(hào)墩～88號(hào)墩，88號(hào)墩～89號(hào)墩。鉆孔灌注樁與高鐵橋墩樁基之間的最小距離為7.72 m。為保證鄰營(yíng)施工高鐵運(yùn)營(yíng)安全，采用鄰營(yíng)施工高鐵橋梁監(jiān)測(cè)方法，88號(hào)墩監(jiān)測(cè)成果如圖1～圖4所示。

3.2 無錫機(jī)場(chǎng)南路下穿京滬鐵路工程

滬寧城際鐵路高架橋位于現(xiàn)澆箱涵施工場(chǎng)地東側(cè)，其中451號(hào)，452號(hào)和453號(hào)橋墩位于基坑開挖影響范圍之內(nèi)。為保證鄰營(yíng)施工高鐵運(yùn)營(yíng)安全，采用鄰營(yíng)施工高鐵橋梁監(jiān)測(cè)方法，452號(hào)

墩監(jiān)測(cè)成果如圖5～圖7所示。

從上述工程實(shí)例可以看出，在鉆孔樁施工或基坑開挖過程中，高鐵橋墩沉降、橫橋向位移、順橋向位移及傾角處于波動(dòng)中，最后趨于穩(wěn)定，最終變化量均較小。

4 結(jié)語(yǔ)

在南京滄麒路下穿京滬高鐵工程、無錫機(jī)場(chǎng)南路下穿京滬鐵路工程中，鄰營(yíng)施工高鐵橋梁監(jiān)測(cè)實(shí)踐證明，該監(jiān)測(cè)方法可實(shí)現(xiàn)鄰營(yíng)施工高鐵橋梁沉降、位移連續(xù)、動(dòng)態(tài)、精確監(jiān)測(cè)，并與控制指標(biāo)對(duì)比，能夠定量的評(píng)判高鐵橋梁的安全性，通過該監(jiān)測(cè)方法，可以保證鐵路運(yùn)營(yíng)安全。同時(shí)在監(jiān)測(cè)過程中應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家和鐵路部門有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)定進(jìn)行施工全過程跟蹤監(jiān)測(cè)。視施工情況加密監(jiān)測(cè)頻率，在關(guān)鍵部位要及時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)并提交監(jiān)測(cè)報(bào)告，遇特殊情況，提供速報(bào)。當(dāng)監(jiān)測(cè)值接近報(bào)警值時(shí)，及時(shí)預(yù)警，并提醒有關(guān)方面注意；當(dāng)達(dá)到報(bào)警值時(shí)，立即報(bào)警。

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Discussion on the monitoring methods of neighboring express railway construction

Zong Weikai

(DonghuaSubwayCompany,ShanghaiRailwayBureau,Shanghai200071,China)

The paper indicates the common bridge monitoring methods, illustrates the monitoring methods of the express railway bridges in neighboring construction based on the automatic total station from the fixed facility system, automatic monitoring system and decision-making system by combining with the engineering example, and points out the method can accurately monitor the location of the displacement and settlement of the neighboring express railway construction, so as to to ensure the safety of the railway operation.

neighboring construction, bridge, express railway, supervision method

1009-6825(2016)32-0200-02

2016-09-08

宗維凱(1990- )，男，助理工程師

U446.2

A