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铁路桥梁桥墩变形监测

彭杰
  
名万媒体号
2023年12期
1湖南省高速集团有限公司 长沙市 410000

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【摘 要】随着我国高速铁路和铁路网的日益密集,新建工程下穿既有铁路线的情况也越来越多,由于铁路运行的安全性与稳定性要求,有必要对受到影响的铁路桥墩进行变形监测。本文以某市政管线下穿既有铁路工程为依托,详细介绍了铁路桥墩监测方案,可为类似铁路桥墩变形监测提供一定参考。

【关键词】铁路桥梁;桥墩;变形;监测方案

0引 言

随着交通强国战略的实施,中国铁路事业蓬勃发展,2022年全国铁路投产新线4100km,其中高速铁路2082km,全国铁路运营里程也已达到15.5万km,其中高速铁路共计4.2万km[1]。高速铁路网越来越密集,而随着中国城市化的趋势日益加快,新建或改建的水、电、燃气和通讯设施管道下穿既有高速铁路高架桥的工程也日益增多,管道埋设所需开挖基坑的施工过程中土层扰动必然会对高速铁路桥墩造成影响[2],高速铁路的高速度、高平顺性、高舒适度等特点导致其对变形异常敏感[3]。为确保施工过程中既有高速铁路线路的稳定性,保证线路运行的安全性,必须对施工影响范围内的桥墩变形实施监测,进而对高速铁路运营安全进行预警,对变形观测超预警值的桥墩分析产生原因,研究对策。本文以某管线工程下穿高速铁路项目为背景,阐述了桥墩变形监测方案,可为相关监测项目提供一定的经验借鉴和指导。

1工程概况

某市政管线工程自南向北依次下穿某高速铁路线(26#-27#墩)和某铁路线(7#-8#墩),与铁路中线夹角分别为80.8°、85.7°,管线全长366m,直埋穿越基坑采用微型钢管灌注桩(拉森钢板桩)支护,小型机械作业直埋施工,最小桥下净空为7.06m,管涵顶部至自然地面覆土高度为1.8m。管道中心线与铁路桥梁桥墩承台边缘的最小距离为7.10米(管道边缘与铁路桥梁桥墩承台边缘最小净距为6.50米)。拟建场地分布岩土层,按其物理力学特性及各项指标,共划分为5个工程地质层,自上而下分别为素填土、粉质黏土、微风化灰岩(破碎)、微风化灰岩(较完整)和粉质黏土(溶槽填充物)。

为确保施工过程中和竣工后既有铁路线路运营的安全性,需对涉及铁路开展桥墩水平位移和竖向位移监测。

2现场监测方案

2.1监测内容

根据相关规范中规定,本项目监测等级为一等。监测内容有高速铁路、普通铁路桥梁墩台竖向位移和水平位移。

2.2测点布置

桥墩位移监测点布置按《邻近铁路营业线施工安全监测技术规程》(TB10314-2021)中“附录D桥梁测点布置”执行,每个墩台布置4个监测点,上部两个监测点布置在墩台顶(低于垫石地平面0.5m左右),下部两个监测点布置在墩台底部满足通视条件的合适位置(高于地面0.5m左右),监测项目共计4个桥墩,16个测点。桥墩监测点以“L ”型棱镜作为观测标志,棱镜通过在桥墩上钻打1颗Ф10膨胀 螺栓固定在墩身上,螺栓埋深为5~10cm在钻孔前使用钢筋探测仪探明钢筋位置,错开钢筋钻孔。

2.3监测方法

本项目监测采用徕卡ts09全站仪(读数分辨率:测角0.1″;精度:0.6mm+1PPm),基准点共布设两点,编号为JZ1、JZ2,分别布设于管线涉及铁路线路区域沿管道走向两边,在不受工程施工影响的范围、便于长期保存的稳定位置,组成平面控制网,监测过程中定期对基准点进行校核,以确保变形监测结果的准确性。在不受施工影响的区域选取便于观测的监测点,监测点和基准点一起组成监测控制网,测量时以便进行平差处理,提高观测精度。在平面控制观测前,对全站仪进行全面检测、校准,在作业前需对各基准点进行二次观测(一天中温度最高和最低的时候测量平均值)以确定平面监测系统的初始值。在以后的作业过程中每周定期对工作基准点进行检核,以确保工作基准点的稳定和精确。平面控制基线采用测回法测量,盘左3次,盘右3次,测距三次平差后,精确计算其相对关系,作为基准点的坐标。

监测工作采用全站仪由两个基准点向变形观测点进行测量,测量精度按照国家一等、二等三角网的技术要求。各监测点需连续测量至少两次,取平均值作为初始观测值,以后的每次观测值与初始值之差即为累计位移量,相邻两次观测值之差即为本次监测的位移量。

2.4监测频率

监测频率应根据铁路营业线等级、监测等级及工程实施阶段确定。本监测项目在施工前两个星期共监测3次,完成监测组网工作并测得初始观测值,;施工期间加密监测频率,监测频率为4次/天;竣工后继续监测30天,频率为1次/5天。

2.5变形预警值

桥墩变形监测预警值、报警值及控制值参考相关规范要求设置如表1所示。

3 结 语

本文依托某市政管网工程下穿高速铁路与普通桥梁工程监测项目,对铁路桥梁桥墩变形监测方案进行了总结,本工程能够为同类高速铁路桥梁桥墩变形监测项目提供一定的经验借鉴。

参 考 文 献

[1]国家铁路局发布《2022年铁道统计公报》[J]. 城市轨道交通研究, 2023, 26(07): 176.

[2]李晓龙. 基坑开挖对邻近高铁桥墩的影响分析[J]. 现代城市轨道交通, 2016(02): 42-45+80.

[3]赵春. 我国高速铁路的发展概况与趋势探析[J]. 科技创新与应用, 2014(01): 200.

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