客运专线无砟轨道桥梁沉降监测

客运专线无砟轨道桥梁沉降监测

钱剑

叙镇铁路有限责任公司四川泸州646000

摘要：客运专线无砟轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求严格、标准高。确定准确最终沉降量和工后沉降，是能否合理确定无砟轨道开始铺设时间，确保客运专线无砟轨道结构铺设质量先决条件。

关键词：无砟轨道；最大沉降；工后沉降

1．概述

客运专线无碴轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求严格、标准高，设计中对土质路基、桥梁墩台基础等均进行了沉降变形计算，采取了相应的设计措施。而影响沉降计算的因素较多，沉降计算的精度不足以控制无碴轨道工后沉降。施工期必须按设计要求进行系统的沉降变形动态监测。通过对沉降监测数据系统综合分析评估，分析、推算出最终沉降量和工后沉降，合理确定无碴轨道开始铺设时间，确保客运专线无碴轨道结构铺设质量。

高家店大桥，全桥共有7个墩台分别为0#台、1#墩、2#墩、3#墩、4#墩、5#墩、6#台，基础形式均为钻孔柱桩。设计沉降观测桩布设于0#台、2#墩、4#墩、6#台。本文中将以2#桥墩为例对桥梁沉降监测进行阐述。

2．桥梁沉降变形监测

桥梁沉降变形监测流程入下图：

2.1桥梁沉降变形监测网的建立

变形监测网包括水平位移监测网、垂直位移监测网（在此只对后者进行阐述）。垂直位移监测网要满足以下要求:

沉降监测网可根据需要独立建网，精度按二等水准测量精度控制，高程应采用施工高程控制网系统。不能利用水准基点的监测网，在施工阶段至少应与一个施工高程控制点联测，使沉降监测网与施工高程控制网高程基准一致；全线二等水准贯通后，应将沉降监测网与二等水准基点联测，将沉降监测网高程基准归化到二等水准基点上。沉降监测网应布置成闭合环状、节点或符合水准路线等形式。通常情况下我们采用符合水准路线等形式。沉降监测网精度要求见表01：

沉降监测网精度要求表表01

2.2观测点的布置

2．2．1观测点布设一般要求

一般情况下，应对每个桥梁墩台进行观测。对于岩石地基、嵌岩桩基础的桥涵可选择典型墩(台)进行观测。桥梁墩台沉降观测点布置：墩台沉降观测点可在墩顶、墩身或承台上布置；观测点的布设见下图。

2.2.2观测精度以及频次

桥梁基础沉降观测精度为±1mm，读数取位至0.1mm。桥梁沉降观测频次见表02：

桥梁沉降观测频次表表02

2.3沉降监测数据采集以及初步处理

桥梁沉降监测数据数据采集采用二等水准测量，观测精度不低于±1mm，读数精度0.1mm，沉降观测点采用DS05型仪器观测，观测方法按国家一等水准测量的技术要求施测。测量完成以后将测量数据导入水准测量平差软件进行平差处理，最后通过平差处理成果与初始值（初次测量平差成果值也即基准值）计算累计沉降量。下表为高家店大桥2#部分累计沉降量统计表。

2．4沉降监测结果的分析

2．4．1沉降拟合曲线推导

桥梁沉降拟合曲线采用双曲函数：

其中：

S(t):任意时刻沉降量；

S：最终沉降量，以开始监测为时间零点；

b：沉降拟合曲线的参数。

很显然该拟合曲线为非线性，为了方便推导，首先通过变量的变换将非线性函数关系转化成线性函数关系，然后再用求解直线方程的方法确定待定参数。推导过程如下：

令x=1/t，y=1/s(t),a=1/s∞则函数简化为：y=bx+a

通过累计沉降量，累计天数计算对应的x,y值，如表03

通过Excel表格中图表工具可以计算出参数a、b值（如下图）

其中a=0.298,b=15.104。

2．4．2沉降监测数据分析

通过上面的推导可得回归函数：

S(t)=t/(15.104+t/3.4)

同时可以确定桥墩最大沉降量S=3.4mm。任意时候桥梁的累计沉降量，如100年的累计沉降量即为：S(100年)=t/(15.104+t/3.4)。桥梁沉降曲线相应可以得出如下图

3结束语

为确保无砟轨道结构的质量，我们必须严格按照要求做好路基、桥涵、隧道等线下工程施工过程动态的沉降监测工作。通过对沉降监测数据系统综合分析评估，分析、推算出最终沉降量和工后沉降，合理确定无碴轨道开始铺设时间，确保客运专线无碴轨道结构铺设质量。

值得注意的是，在推导拟合曲线的过程中我们要对拟合曲线的合理性进行检验。我们可以通过计算估计标准误差以及相关系数来对拟合曲线进行检验，一般要求大于0.92,同时要注意相邻墩台或者相邻监测断面之间的累计沉降量差异量，最后要特别注意异常沉降。

参考文献

[1]铁建设〔2006〕158号.《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》.

[2]铁建设〔2006〕189号.《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》.

[3]凌治平易经武.基础工程.人民交通出版社