时速350km铁路沉降观测技术.docx

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时速350km铁路沉降观测技术

1时速350km铁路沉降观测技术

1.1一般规定

1.无砟轨道铺设前，应对桥梁沉降、沉降变形作系统的评估，确认桥梁基础沉降、梁体沉降变形等符合设计要求。

2.通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、设计计算方法，并根据沉降资料的分析预测总沉降和工后沉降量，进而确定桥梁工后沉降是否满足铺设无砟轨道要求。

3.根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提出改进措施，以保证桥梁工程的安全；同时积累实体桥梁工程的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。

4.观测期内，基础沉降实测值超过设计值20％及以上时，应及时查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。

1.2桥梁沉降变形控制标准

1．梁部

梁部沉降变形以预应力混凝土梁的徐变沉降变形为主，轨道铺设后，有砟桥面梁的徐变上拱值不宜大于20mm；无砟桥面梁的徐变上拱值不宜大于10mm。

2．桥梁墩台

对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：

墩台均匀沉降量满足规范要求（≤15mm）；

静定结构相邻墩台沉降量之差为Δ≤5mm；

对于外静不定结构，其相邻墩台均匀沉降量之差的容许值，除要满足外静定结构相邻墩台沉降量之差的要求外，还应根据沉降时对结构产生的附加应力的影响而定。

1.3沉降变形观测方案

1.3.1观测点布置

为了满足沉降变形观测的需要，需要在梁部、桥墩及承台上设置观测标。

简支梁的一孔梁设置观测标6个；连续梁的一联根据联长的大小设置18～28个观测标；特殊结构桥梁根据施工图纸规定设置观测标；承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。

观测标具体埋设原则如下：

（1）对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁，前3孔梁逐孔设置观测标，以后每30孔梁选择1孔梁设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测；其余现浇梁逐孔设置观测标。

移动模架施工的梁，对前6孔梁进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。

验证达到设计要求后，可每10孔梁选择1孔梁设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。

（2）简支梁的1孔梁设置观测标6个，分别位于两侧支点及跨中；连续梁上的观测标，根据不同跨度，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置，3跨以上连续梁中跨布置点相同。

（3）钢结构桥梁每孔设置6个观测标，分别在支点及跨中两侧设置。

（4）对大跨度桥梁等特殊结构应由设计单位单独制定变形观测方案，施工单位按照设计方案进行观测。

桥墩上观测标的具体设置位置见下图：

（5）桥台观测标的埋设

桥台观测标应设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4个，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。

1.3.2观测标构造

（1）梁体沉降变形观测标

观测标采用φ20mm的不锈钢棒，钢棒露出外面部分需要磨圆处理。

见下图所示：

（2）墩身沉降变形观测标

采用φ14mm不锈钢螺栓。

见下图所示：

1.3.3观测方法

下部结构的沉降变形观测按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。

对于梁体的沉降变形观测，每孔梁支点之间的梁体沉降变形应以两支点的连线为基准线进行观测计算，由于下部结构沉降变形的影响，该基准线的位置会发生变化，梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方法计算取得，垂直距离差值就是梁体沉降变形量。

1.4观测资料要求

1．桥梁梁体和墩台

桥涵基础沉降和梁体徐变沉降变形的观测精度为±1mm，读数取位至0.1mm。

测量单位要按照观测时间要求，及时进行沉降观测。

观测数据按照统一格式填写，所有测试数据必须真实准确，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，填写统一表格。

以书面及Excel电子表格两种形式同时报送有关单位。

观测数据按照统一格式填写，每月将采集的数据进行整理。

观测数据要求结合施工过程，详细记录各个施工节点前后的观测数据。

如架梁时间、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间。

观测数据要进行抽检，并由监理单位对观测资料进行确认。

1.5观测频次

1．梁体徐变沉降变形观测

自梁体预应力张拉开始至无砟轨道铺设前，应系统观测梁体的竖向沉降变形。

预应力张拉前为沉降变形起始点，沉降变形观测的阶段及频次要满足下表要求。

梁体徐变观测频次

梁体测量间隔表

观测阶段

观测周期

预应力张拉期间

张拉前、后各1次

桥梁附属设施安装

安装前、后各1次

预应力张拉完成～无砟轨道铺设前

张拉完成后第1天

张拉完成后第3天

张拉完成后第5天

张拉完成后1～3月，每7天为一测量周期

无砟轨道铺设期间

每天1次

无砟轨道铺设完成后

第0～3个月，每1个月为一测量周期

第4～24个月，每3个月为一测量周期

2．墩台沉降观测

每个墩台从承台施工后，就要开始进行沉降首次观测，以后根据下表中要求的时间间隔进行观测。

墩台沉降观测频次

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

墩台基础施工完成

设置观测点

墩台混凝土施工

全程

荷载变化前后各1次或1次/周

承台回填时，测点应移至墩身或墩顶，二者高程转换时的测量精度要求不应低于首次测量要求

预制梁桥

架梁前

全程

1次/周

预制梁架设

全程

前后各1次

附属设施施工

全程

荷载变化前后各1次或1次/周

桥位施工桥梁

制梁前

全程

1次/周

上部结构施工中

全程

荷载变化前后各1次或1次/周

附属设施施工

全程

架桥机（运梁车）通过

全程

前2次通过前后各一次，其后每1次/天，连续2次，其后1次/3天，连续3次，以后1次/周

至少进行2次通过前后的观测

桥梁主体工程完工～无砟轨道铺设前

≥6个月

1次/周

岩石地基的桥梁，一般不宜小于2个月

无砟轨道铺设期间

全程

1次/天

无砟轨道铺设完成后

24个月

0～3个月

1次/月

工后沉降长期观测

4～12个月

1次/3月

13～24个月

1次/6月

1.6沉降评估

1．观测资料整理表

采用统一的《沪昆高速铁路桥梁沉降观测记录表》做好观测数据的记录与整理。

根据观测资料，及时绘制每个观测标志点的荷载——时间——沉降曲线。

2．分析评估前应收集下列资料

桥梁沉降及沉降变形观测资料。

桥梁地段线路纵断面图、工程地质纵横断面图、桥梁设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料。

施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料。

施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。

3．评估方法

（1）数据处理

1）单一墩台

对于单一墩台的观测数据分以下四个阶段进行归纳、分析：

架梁之前、架梁后至铺设二期恒载前、铺设二期恒载后至钢轨锁定前、钢轨锁定以后。

2）区段分析

对于一座桥不仅要控制每个墩台的沉降，同时也要控制相邻桥墩的不均匀沉降，从而得出全桥的整体分析。

（2）评估分析

1）桥梁沉降预测采用曲线回归法。

对于预制梁桥，基础沉降应按桥墩台混凝土施工后、架梁前及架梁后三阶段进行；对于原位施工的桥梁，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分为基础施工完成～桥墩完成、架梁前后、架梁后至铺设钢轨之前、铺设钢轨至钢轨锁定之前、钢轨锁定之后至正式运营之前、正式运营之后等多个阶段。

2）根据桥梁实际荷载情况及观测数据，应作回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。

3）沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8mm。

4）桥梁主体结构完工至无砟轨道铺设前，沉降预测的时间应满足下列条件：

S（t）/S（t=∞）≥75%

式中：

S（t）：

预测时的沉降观测值；

S（t=∞）：

预测的最终沉降值。

5）设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜大于10mm。

6）梁体

根据《评估指南》中对预应力混凝土桥梁上部结构的沉降变形的规定：

“终张拉完成时，梁体跨中弹性沉降变形不宜大于设计值的1.05倍；扣除各项弹性沉降变形、终张拉60d后，L≤50m梁体跨中徐变上拱度实测值不应大于7mm；L>50m梁体跨中徐变沉降变形实测值不应大于L/7000或14mm；不能满足上述要求时，应根据梁体沉降变形的实测结果，确定梁体的实际弹性沉降变形及徐变系数，并估算无砟轨道的铺设时间。

”

1.7其他

1．观测仪标保护

观测期间应对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞、人为因素的破坏等，观测标位置应做醒目标志等措施以保证观测仪标的长期功能及安全要求。

2．沉降观测应按照规定时间和频次要求严格执行，并定期复测避免沉降异常。

3．观测数据中应将各加载阶段标识清楚，避免数据分析时造成误判，如桥墩完成、架梁、桥面恒载施工等。

4．应加强对观测标的定期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情况时应及时恢复并进行复测。

5．无砟轨道铺设前可根据具体情况如各段落铺设轨道的间隔时间相差较大或沉降非常敏感地段等适当增加观测频次，为无砟轨道铺设条件的评估提供数据支持。

6．岩石地基等良好地基的桥涵，设计和观测沉降量小于5mm时，可考虑不再进行预测、评估。