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        高鐵橋梁建設(shè)工程基礎(chǔ)沉降相關(guān)技術(shù)研究

        2019-10-12 02:19:16佟勝偉
        四川水泥 2019年8期
        關(guān)鍵詞:京滬高速鐵路植筋橋墩

        趙 銳 佟勝偉

        (吉林建筑大學(xué), 吉林 長春 130118)

        0 引言

        高鐵橋梁墩厚沉降技術(shù)的實現(xiàn),其實是為降低高鐵運行期間的安全,以及為提升乘客的乘坐舒適度,而出臺的硬性規(guī)定。工程具體實施期間,假如橋梁墩位產(chǎn)生不均勻的沉降,被影響的則是墩臺的位置,坡度的改變,導(dǎo)致墩臺在產(chǎn)生沉降后出現(xiàn)折角,這個折角不僅會影響高鐵運行的安全性,還會影響高鐵運行的速度。正是由于此,在高鐵的設(shè)計規(guī)范之中,就嚴(yán)格的規(guī)定墩臺的沉降深度,即無砟軌道沉降深度為20 毫米,有砟軌道沉降深度為30 毫米,而墩臺附近的差值最好控制在無砟5 毫米,有砟15 毫米。由上述規(guī)定來看,當(dāng)前我國高鐵沉降技術(shù)的控制相對嚴(yán)格,且沉降控制是高鐵橋梁建設(shè)的關(guān)鍵部分之一,相關(guān)技術(shù)人員要十分重視這一技術(shù)。

        1 工程概況

        筆者以京滬高速鐵路為例展開分析。京滬高速鐵路全線長度為1328 千米,其中橋梁占總程的百分之八十六,大約是1100 千米。最開始京滬高速鐵路的時速設(shè)定的是340 千米,隧道的長度則為15 千米。京滬高速鐵路所采用的無砟軌道長度大約是1200 千米,而有砟軌道長度為50 千米。筆者全方面進行數(shù)據(jù)調(diào)查的為京滬高鐵中的上海段,此段在最初設(shè)計中就為無砟軌道,時速可達340 千米。其中特大橋橋墩位于蘊藻洪,其中橋墩樁徑為1 米,樁長分別為71 米、73 米以及73米。蘊藻洪橋墩的施工采用的鉆孔灌注樁技術(shù),但在架設(shè)箱梁時出現(xiàn)墩身的沉降現(xiàn)象,通過專業(yè)人員的勘察分析,得知屬于穩(wěn)定的沉降現(xiàn)象[1]。

        2 沉降原因分析

        蘊藻洪大橋還在建設(shè)中就已經(jīng)產(chǎn)生了沉降問題,與國家規(guī)定的高鐵沉降規(guī)范要求不相符合,基于此,在投入具體的使用之前,要根據(jù)沉降分析出適合的補救措施。如若不在建設(shè)中解決這一問題,那么在運營過程中大大降低橋梁整體的安全性,為高速鐵路列車的運營帶來極大的安全威脅[2]。針對這一問題相關(guān)的技術(shù)人員就蘊藻洪大橋不均與沉降現(xiàn)象進行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)不均勻沉降的主要原因為以下幾點:

        第一,在具體施工之前,地質(zhì)地基的考察工作不夠完善,地質(zhì)相關(guān)資料的收集不夠準(zhǔn)確。在施工之前為掌握完整正確的地質(zhì)信息,那么在施工中所參考的因素會減少,貿(mào)然施工就會因為技術(shù)與地質(zhì)不相符合而出現(xiàn)不均勻沉降。第二,鉆孔施工的操作之中,鉆孔的質(zhì)量未達到規(guī)范中的要求,在后期施工中則會出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。當(dāng)然在地質(zhì)出現(xiàn)異?,F(xiàn)象時,為采取及時有效的措施,那么也會帶來沉降的風(fēng)險。第三,施工方案最初設(shè)計階段,就需要常常對地質(zhì)鉆孔的記錄進行修正,記錄出現(xiàn)偏差的話,沉降則一定初夏。根據(jù)墩旁補貼數(shù)據(jù)記載,樁底標(biāo)高技術(shù)任然未取得進步,依舊是建設(shè)在風(fēng)化土質(zhì)層之中,這一條件與設(shè)計的地質(zhì)數(shù)據(jù)出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差。

        3 沉降處理技術(shù)的相關(guān)方案

        蘊藻洪在建設(shè)過程中一定進行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料的記錄,同時筆者在對數(shù)據(jù)對照分析中還了解沉降情況在穩(wěn)定后的數(shù)值,這個數(shù)值大概在60.4 毫米。與橋梁建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)相比較而言,兩個數(shù)據(jù)之間存在差異,嚴(yán)格來說是不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的。因此,在建設(shè)中要收集相關(guān)的試驗結(jié)果,運用不同的形式對綜合因素進行詳細(xì)分析,并對針對沉降采取合理的處理措施。

        第一,上補承臺。原承臺順橋前后分別向外側(cè)擴展2 米4,只要是在這個數(shù)值范圍內(nèi)都可實施補承臺的操作。上述范圍之內(nèi)實施的補承臺操作,需要在最初增加3 根樁柱,樁柱的直徑為1 米,將樁柱與承臺的連接要運用連接增補的模式,而增補中要確保直徑間距在20 厘米[3]。承臺上部頂端加高2 米之后,就可以與墩身的直徑進行連接,如此一來便于墩身形成一個完整的承臺。就新增加的高度而言,承臺區(qū)中的倒角需要進行切除,在這種模式下能大量的消減混凝土的浪費量。

        第二,下補承臺。所謂的下補承臺,其實就是在原承臺的下端增加2 米的高度,促使原承臺順橋的前后數(shù)值都增加2 米4,同時在這個范圍內(nèi)時,前后的樁柱都需要增加3 根,并且直徑為1 米,將植筋進行連接,從而實現(xiàn)補承臺與原承臺的結(jié)合。在這之中植筋的間距為20 厘米。順橋承臺的底端運用了6 根40a 的工字鋼,只有這樣才能推動新舊混凝土之間的融合,以此來建立結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的橋墩。

        4 數(shù)據(jù)分析

        在這個技術(shù)分析之中,對沉降處理分析應(yīng)用的是RailwayBridge EngineerV2.0軟件進行的全方位計算。架梁施工過程中需要嚴(yán)格的要求橋墩沉降的最大峰值,以及橋梁建立后沉降的最穩(wěn)定值。同時計算可以運用以下兩種形式進行:

        第一,現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集分析,橋梁運、架之后出現(xiàn)的沉降峰值,即沉降變化率降低,沉降趨于穩(wěn)定。參考樁基的位置對承載力進行詳細(xì)的分析,同時需要參考的還包括了荷載運輸、架梁工況等,在原有的基礎(chǔ)上附加力基礎(chǔ)要上升百分之十,具體的信息如下表1 所示。

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        根據(jù)表1 中的信息可以充分看出,渠道車最大值的情況下,樁是最長的,但是樁底都在風(fēng)化土層之中,承載力相對較小,多以運、架橋工況的荷載運營是最小的[4]。

        第二,在下表2 之中,可以明顯的看出運營情況下樁柱增加至6 根,如此計算得出的結(jié)果相對而言比較保守,建筑8 根與6 根添加下會組建出樁柱群。而原本的8 根也會分擔(dān)其中的力量。

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        5 兩個方案的優(yōu)劣勢深度分析

        上述兩種沉降分析來看,下補承臺方案的優(yōu)化關(guān)鍵在于新舊承臺上的連接、整體的融合等等,同時在應(yīng)用中具備連接完整、受力合理的優(yōu)勢。但是從另一方面來看,其在施工中與原承臺植筋之間存在不方便的地方。上補承臺在沉降處理中的優(yōu)勢是施工量小,且施工中對已經(jīng)建成部分的影響較小,還能方便植筋工作的進行。上補承臺的缺點則是新舊混凝土之間的融合不穩(wěn)定。以此來看,在京行高鐵上海路段高鐵橋梁建設(shè)中,針對沉降現(xiàn)象,需要采用上補承臺的模式,對其進行處理解決。

        6 結(jié)束語

        綜上所述,橋梁沉降的研究其實就是為保證高鐵運行的穩(wěn)定性與安全性、舒適性,基于此在高鐵橋梁初期就要嚴(yán)格的按照高鐵橋梁的進行沉降。本文筆者在分析中選取了一個高鐵路段,在此基礎(chǔ)上分析沉降的原因,以及解決方案。通過這一系列的分析,筆者發(fā)現(xiàn)施工之中產(chǎn)生的基礎(chǔ)沉降,可采用下補承臺的方式解決,如若運營中出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降,那么就需要采用上補承臺的方式。實施中上補承臺對原施工的動擾小很多,并且能夠切實的保證橋梁的安全性,但是有一點需要確保,那就是新舊混凝土結(jié)合植筋的質(zhì)量,需要達到國家的相關(guān)要求。而在下補承臺之中,實施方案需要進行受力機理的清理,承臺的加厚工資槽鋼,整體的效果更加好,但是缺點就是工程質(zhì)量較大,植筋連接工作也不方便執(zhí)行。

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