前言：本站為你精心整理了高速鐵路橋梁工程沉降觀測(cè)及數(shù)據(jù)范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：講述了高鐵橋梁工程在建設(shè)和使用過(guò)程當(dāng)中采用二等水準(zhǔn)測(cè)量對(duì)其進(jìn)行沉降觀測(cè)的必要性和方法以及數(shù)據(jù)處理與分析方法,指出了高鐵橋梁工程在施工過(guò)程中由于某些因素對(duì)高鐵橋梁的基礎(chǔ)穩(wěn)定性造成影響的時(shí)候,我們都應(yīng)該進(jìn)行沉降觀測(cè),通過(guò)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析精確掌握觀測(cè)數(shù)據(jù)的變化量，使高速鐵路的安全性和正常使用壽命得到了保證，并且在工程施工過(guò)程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，并將隱患消滅在萌芽中。因此，高鐵橋梁的沉降觀測(cè)是保證工程質(zhì)量的必要手段。

關(guān)鍵詞：高鐵橋梁；二等水準(zhǔn)測(cè)量；沉降觀測(cè)；數(shù)據(jù)分析

1沉降觀測(cè)的原因

為保證高鐵橋梁工程在施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全,國(guó)家相關(guān)部門要求高速鐵路橋梁工程在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中必須進(jìn)行沉降觀測(cè),沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的報(bào)告也是高鐵橋梁工程在主體工程完工后評(píng)估的必需具備的資料，同時(shí)沉降觀測(cè)也保證了軌道系統(tǒng)的高穩(wěn)定性和高平順性，當(dāng)高鐵橋梁工程的沉降量超過(guò)一定的限度后，在施工過(guò)程中不僅會(huì)延誤工期，而且在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中還會(huì)影響到它的正常使用壽命，特別是在沉降不均勻的地方,會(huì)嚴(yán)重威脅高鐵橋梁的施工運(yùn)營(yíng)安全,當(dāng)橋梁在制梁及鋪軌過(guò)程中,由于橋墩所受到的荷載較大,這時(shí)通過(guò)沉降觀測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)橋梁所處的狀態(tài)，為工程的施工提供了依據(jù)，下面通過(guò)對(duì)新建京張西二旗左線特大橋的沉降觀測(cè),并對(duì)其具有代表性的一組沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和探討。

2沉降觀測(cè)點(diǎn)位的布設(shè)原則和方法

京張高鐵西二旗左線特大橋根據(jù)其沉降變形測(cè)量精度要求高的特點(diǎn)，以及標(biāo)志的作用和要求不同，其垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)用分級(jí)布網(wǎng)同等精度觀測(cè)逐級(jí)控制的方法布設(shè)。在京張鐵路沿線二等水準(zhǔn)控制點(diǎn)（包括CPI點(diǎn)、CPII點(diǎn)、基巖水準(zhǔn)點(diǎn)、深埋水準(zhǔn)點(diǎn)）的基礎(chǔ)之上，按國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求進(jìn)一步加密設(shè)置沉降觀測(cè)的工作基點(diǎn)直至滿足工點(diǎn)垂直位移監(jiān)測(cè)的需要。

2.1基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)

當(dāng)埋設(shè)在穩(wěn)固能夠長(zhǎng)期保存的地方，并且在沉降觀測(cè)過(guò)程中其高程值不發(fā)生變化，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)充分利用沿線的CPI、CPII、基巖點(diǎn)和深埋水準(zhǔn)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離一般以2km左右為宜，基準(zhǔn)點(diǎn)一般要比工程開工提前一年以上埋設(shè)，基準(zhǔn)點(diǎn)不應(yīng)在施工區(qū)域內(nèi)埋設(shè)，要離線路中心一段距離，這樣才能保證工作基點(diǎn)在施工的時(shí)候免遭破壞，京張西二旗左線特大橋沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)距離線路中心約150m的地方，每個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)網(wǎng)不少于三個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)，為保證基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定，并定期對(duì)其進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)周期一般為半年復(fù)測(cè)一次，對(duì)于區(qū)域性沉降地區(qū)一般每隔3個(gè)月復(fù)測(cè)一次，復(fù)測(cè)應(yīng)采用精密水準(zhǔn)儀按照二等水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行往返測(cè)，發(fā)現(xiàn)有高程變化后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修正。

2.2工作基點(diǎn)的布設(shè)

工作基點(diǎn)的是為沉降觀測(cè)點(diǎn)提供高程的點(diǎn)，工作基點(diǎn)也要埋設(shè)在穩(wěn)定的區(qū)域且不能被破壞，保證在沉降觀測(cè)過(guò)程中穩(wěn)定不變，一般間隔約200m左右布設(shè)一個(gè)點(diǎn)，工作基點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)在沉降觀測(cè)兩個(gè)多月以前埋設(shè)，以保證工作基點(diǎn)的穩(wěn)定，工作基點(diǎn)應(yīng)該在二等水準(zhǔn)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上按照國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求進(jìn)行加密，工作基點(diǎn)距離線路中心約為50m~100m左右便于沉降觀測(cè)且不會(huì)遭遇施工的破壞，也要定期的對(duì)其進(jìn)行復(fù)測(cè)，在區(qū)域沉降地區(qū)內(nèi)，應(yīng)對(duì)工作基點(diǎn)的沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果在兩次復(fù)測(cè)期間，發(fā)現(xiàn)工作基點(diǎn)變形超出兩倍中誤差應(yīng)及時(shí)通知建設(shè)單位和評(píng)估單位，并提交觀測(cè)資料。經(jīng)核實(shí)后應(yīng)對(duì)工作基點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各期實(shí)測(cè)高程進(jìn)行修正。

2.3沉降觀測(cè)標(biāo)的布設(shè)

沉降標(biāo)要埋設(shè)在能反映橋梁變形特征和變形明顯的部位，沉降觀測(cè)標(biāo)埋設(shè)位置應(yīng)該合理且穩(wěn)定不宜受到破壞，不能影響橋梁的使用壽命。沉降標(biāo)的埋設(shè)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)墩身高度小于14m時(shí)應(yīng)在小里程墩身中線左側(cè)一米處埋設(shè)一個(gè)沉降標(biāo)，當(dāng)墩身高度大于14m時(shí)應(yīng)在墩身兩側(cè)埋設(shè)兩個(gè)沉降標(biāo)。沉降標(biāo)的位置距離地面或者水面半米左右，沉降標(biāo)埋設(shè)位置不宜過(guò)高或者過(guò)低，過(guò)高或者過(guò)低都不利于沉降觀測(cè)，沉降標(biāo)立尺的部位應(yīng)設(shè)計(jì)成球狀或者半球狀，這樣能保證每一次立尺的位置相同，在觀測(cè)期間要保護(hù)好沉降觀測(cè)標(biāo)不被破壞，墩身沉降標(biāo)埋設(shè)的位置如下圖1所示。

3沉降觀測(cè)的依據(jù)和方法

按照TB10601—2009《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》二等水準(zhǔn)有關(guān)規(guī)范要求和國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范GB12897—91等測(cè)量規(guī)范,在京張西二旗左線特大橋的沉降觀測(cè)中只對(duì)其進(jìn)行垂直位移監(jiān)測(cè),所采用的高程系統(tǒng)為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。沉降觀測(cè)所使用的儀器為天寶DINI03電子水準(zhǔn)儀和銦瓦尺，轉(zhuǎn)點(diǎn)所用的尺墊重為5kg，采用國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量的方法對(duì)每個(gè)沉降點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，具體觀測(cè)方法如下：(1)在滿足限差要求的條件下，首期沉降觀測(cè)應(yīng)進(jìn)行往返測(cè)，并將觀測(cè)的數(shù)據(jù)求平均值作為橋墩的初始理論高程值，從第二期開始，可采用單程附合路線進(jìn)行觀測(cè)，每次觀測(cè)完以后采用鐵科院推薦的《高速鐵路沉降觀測(cè)軟件》及時(shí)進(jìn)行平差處理，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，當(dāng)數(shù)據(jù)合格后方可提交。如果遇到數(shù)據(jù)異常時(shí)，應(yīng)首先檢查墩身沉降標(biāo)是否松動(dòng)，如過(guò)松動(dòng)需重新埋設(shè)沉降標(biāo)并且重新采集原始數(shù)據(jù)，如果沉降標(biāo)沒有松動(dòng)應(yīng)當(dāng)判斷工作基點(diǎn)是否穩(wěn)定，應(yīng)當(dāng)聯(lián)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢查。(2)該高鐵橋梁工程一共有12個(gè)工作基點(diǎn)，現(xiàn)選取具有代表性的一條觀測(cè)路線CJ15─CJ16作為說(shuō)明，其中CJ15和CJ16為工作基點(diǎn)，本條觀測(cè)線路一共有5個(gè)測(cè)點(diǎn)，CJ15高程為：43.89744m，CJ16高程為：43.64945m。從第二期觀測(cè)數(shù)據(jù)開始，其沉降觀測(cè)線路CJ15→27928D1→27960D1→27993D1→28026D1→28051D1→CJ16的附和水準(zhǔn)路線，其中（27928D1、27960D1、27993D1、28026D1、28051D1）為測(cè)點(diǎn)的編號(hào)。在竣工驗(yàn)收之前一共觀測(cè)30期數(shù)據(jù)，觀測(cè)線路長(zhǎng)度約為0.21km，閉合差限差為4√0.21=0.92mm，實(shí)際測(cè)量結(jié)果每次閉合差都小于0.6mm,滿足二等沉降觀測(cè)及規(guī)范的要求。

4觀測(cè)數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)分析

4.1數(shù)據(jù)處理

每次沉降觀測(cè)都是以工作基點(diǎn)CJ15和CJ16作為已知高程點(diǎn)對(duì)其它五個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行符合水準(zhǔn)路線觀測(cè),將觀測(cè)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)平差軟件平差后求出各個(gè)測(cè)點(diǎn)的高程值。根據(jù)沉降觀測(cè)規(guī)范計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)的沉降速率如表1所示。

4.2數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析得到了沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖和沉降量曲線圖，如下圖2和圖3所示。(1)通過(guò)對(duì)表1的分析可以得到:每個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)在整個(gè)沉降觀測(cè)過(guò)程中的沉降速率和每一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)都有下沉的趨勢(shì),且在整個(gè)工程施工的過(guò)程中沉降速率是不均勻且不穩(wěn)定的。(2)通過(guò)對(duì)圖2的分析，曲線在最開始的一段時(shí)間內(nèi)變化較為平緩，之后的一段時(shí)間內(nèi)曲線突然變陡，最后隨著時(shí)間的推移曲線又逐漸平緩下來(lái)，曲線突然變陡是因?yàn)闃蚨談倓傊屏和瓿桑瑯蚨账艿暮奢d明顯增加，在制梁完成后的一段時(shí)間內(nèi)由于橋墩的穩(wěn)定狀態(tài)被打破，其沉降量和沉降速率變化較大,隨著時(shí)間的推移橋梁又逐漸進(jìn)入了穩(wěn)定的狀態(tài)，這時(shí)沉降速率逐漸變慢曲線又逐漸平緩下來(lái)。(3)通過(guò)對(duì)圖3的分析，沉降量正值和負(fù)值均勻的分布在0mm左右且數(shù)值較小，說(shuō)明是在測(cè)量過(guò)程中有偶然誤差的存在所導(dǎo)致，有極個(gè)別數(shù)值較大可能是在測(cè)量過(guò)程中存在的粗差所致，綜上所述可以通過(guò)以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析。①工程因素：由于橋梁在施工的過(guò)程中所受到的荷載的不斷的變化,樁基所處的狀態(tài)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，當(dāng)荷載增大以后沉降量就會(huì)增大,當(dāng)荷載停止增大以后，隨著時(shí)間的推移沉降逐漸趨于穩(wěn)定，圖2就說(shuō)明了這一點(diǎn)。②人為因素：在沉降觀測(cè)的過(guò)程中，由于扶尺人員在扶尺的過(guò)程中難免會(huì)使水準(zhǔn)尺子有輕微的晃動(dòng)使氣泡不能居中，這樣就會(huì)導(dǎo)致兩次前視和兩次后視的讀數(shù)不一樣，因此產(chǎn)生的誤差對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的精度造成一定的影響，還有在施工區(qū)域內(nèi)車輛流動(dòng)較大，當(dāng)車輛從儀器旁邊路過(guò)時(shí)會(huì)使儀器的氣泡有輕微的晃動(dòng)，測(cè)量人員此時(shí)測(cè)量也會(huì)導(dǎo)致讀出來(lái)的數(shù)據(jù)存在誤差。③地質(zhì)因素：由于京張西二旗左線特大橋處于區(qū)域性沉降地區(qū)基巖較深，所有的樁基均采用摩擦樁，樁基均未打到基巖上，且在6、7、8這三月由于雨水比較豐富導(dǎo)致地下水位上升，而進(jìn)入了冬季雨水較少，這時(shí)又進(jìn)入了枯水期，地表在垂直方向上會(huì)產(chǎn)生一定的位移，這對(duì)于沉降觀測(cè)來(lái)說(shuō)，會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生均勻或者不均勻的沉降。④測(cè)點(diǎn)因素：在整個(gè)沉降觀測(cè)的過(guò)程中有的沉降標(biāo)埋設(shè)位置不合理，有時(shí)由于施工的因素會(huì)使沉降觀測(cè)標(biāo)遭到破壞，最后不得不重新埋設(shè)沉降觀測(cè)標(biāo)，這樣以來(lái)會(huì)導(dǎo)致沉降觀測(cè)的數(shù)據(jù)失去了連續(xù)性，會(huì)使觀測(cè)的結(jié)果不能正確反映出橋梁所處的狀態(tài)。

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析表明,在橋梁工程施工的過(guò)程中總的來(lái)說(shuō)是有沉降的,對(duì)這一年多來(lái)的沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，總的沉降量在6mm左右，在設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的指標(biāo)范圍內(nèi),所以橋梁的沉降基本趨于穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)橋梁的安全產(chǎn)生影響，在沉降觀測(cè)的過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)有異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，此時(shí)要加強(qiáng)觀測(cè)的頻次并及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，掌握掌握的沉降趨勢(shì)為橋梁的安全使用提供可靠的保證。

參考文獻(xiàn):

[1]TB10601—2009.高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范[S].

[2]GB50308—2008.建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].

[3]GB/T12897—2006,國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范[S].

[4]葉茂.京滬高速鐵路沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析[D].西南交通大學(xué),2011.

作者:王勝 單位:中鐵六局集團(tuán)太原鐵路建設(shè)有限公司