【導(dǎo)讀】石家莊至鄭州鐵路客運(yùn)專線。石家莊至武漢（河北段）。沉降變形觀測(cè)實(shí)施方案。二00九年四月六日

　　

【正文】 樁：選擇Φ 20mm 鋼筋，頂部磨圓并刻畫十字線，埋置深度不小于 ，高出埋設(shè)表面 3mm，表面做好防銹處理。完成埋設(shè)后測(cè)量樁頂標(biāo)高作為初始讀數(shù)。 圖 承臺(tái)觀測(cè)標(biāo)設(shè)置 ： 采用φ 14mm 不銹鋼螺栓。見下圖所示： 石武客運(yùn)專線 SZ1 標(biāo)沉降觀測(cè)方案 27 2040100 20120 202101014 圖 墩身觀測(cè)標(biāo)設(shè)置 橋臺(tái)觀測(cè)標(biāo)、涵洞觀測(cè)標(biāo)可參考圖 、圖 設(shè)置。 預(yù)應(yīng)力混凝土梁梁體觀測(cè)標(biāo)橋面鋪裝完成前可參考圖 、圖 設(shè)置，橋面鋪裝完成后的布置及觀測(cè)應(yīng)符合下列要求： 橋面鋪裝完成后的 梁體徐變觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置位置 設(shè)計(jì)圖紙有明確指定位置的，按設(shè)計(jì)圖紙指定位置布設(shè)；設(shè)計(jì)圖紙沒有規(guī)定的，梁體徐變觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：橫向在防撞墻內(nèi)側(cè) 10cm 處，縱向仍在梁中及兩端支座處。 梁體徐變觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)要求 在橋面鋪裝施工時(shí)，按《客運(yùn)專線鐵路無砟軌道鋪設(shè)條件評(píng)估指南》附錄 A 圖 規(guī)定進(jìn)行埋設(shè)。 已完成橋面鋪裝，打入φ 6mm 膨脹螺栓，端頭打 磨成圓弧形。 為保護(hù)防水層卷材的完整，不應(yīng)在預(yù)應(yīng)力梁梁體制作階段預(yù)埋橋面鋪裝完成后的 梁體徐變觀測(cè)點(diǎn)。 觀測(cè)技術(shù)要求 從承臺(tái)施工完成后，就要開始進(jìn)行沉降首次觀測(cè)，承臺(tái)觀測(cè)標(biāo)為臨時(shí)觀測(cè)標(biāo)，當(dāng)墩身觀測(cè)標(biāo)正常使用后，承臺(tái)觀測(cè)標(biāo)隨基坑回填將不再使用。隨施工的逐步進(jìn)行依次進(jìn)行墩身、橋臺(tái)、梁體的變形觀測(cè)。 沉降觀測(cè)設(shè)備的埋設(shè)是在施工過程中進(jìn)行的，施工單位的橋梁施工要與設(shè)備的埋設(shè)做好協(xié)調(diào)，做到互不干擾、影響。觀測(cè)設(shè)施的埋設(shè)及沉降觀測(cè)工作應(yīng)按要求進(jìn)行，不能影響橋梁施工質(zhì)量。 觀測(cè)精度要求： 橋 涵基礎(chǔ)沉降和梁體徐變沉降變形的觀測(cè)精度為177。 1mm，讀數(shù)取位至 。 石武客運(yùn)專線 SZ1 標(biāo)沉降觀測(cè)方案 28 觀測(cè)頻次要求： 1 墩臺(tái)基礎(chǔ)沉降觀測(cè)一般根據(jù)下表中要求的時(shí)間間隔進(jìn)行。 表 墩臺(tái)基礎(chǔ)沉降觀測(cè)頻次表 觀測(cè)階段 觀測(cè)頻次 備注 觀測(cè)期限 觀測(cè)周期 墩臺(tái)基礎(chǔ)施工完成 / / 設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn) 行首次觀測(cè) 墩臺(tái)混凝土施工 全程 荷載變化前后各 1次或 1次 /周 承臺(tái)回填時(shí)，臨 時(shí)觀測(cè)點(diǎn)取消 預(yù)制梁橋 架梁前 全程 1次 /周 預(yù)制梁架設(shè) 全程 前后各 1次 附屬設(shè)施施工 全程 荷載變化前后各 1次或 1次 /周 橋位施工橋梁 制梁前 全程 前后各 1次 上部結(jié)構(gòu)施工中 全程 荷載變化前后各 1次或 1次 /周 附屬設(shè)施施工 全程 荷載變化前后各 1次或 1次 /周 架橋機(jī)（運(yùn)梁車）通過 全程 前后各 1次 橋梁主體工程完工～無砟軌道鋪設(shè)前 ≥ 6 個(gè)月 1次 /周 巖石地基的橋梁，一般不宜少于 2個(gè)月 無砟軌道鋪設(shè)期間 全程 1次 /周 無砟軌道鋪設(shè)完成后 24個(gè)月 0～ 3個(gè)月 1次 /月 工后沉降 長(zhǎng)期觀測(cè) 4～ 12個(gè)月 1 次 /3 個(gè)月 13～24個(gè)月 1 次 /6 個(gè)月 注： 觀測(cè)墩臺(tái)沉降時(shí)，應(yīng) 同時(shí)記錄結(jié)構(gòu)荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度及天氣日照情況。 架橋機(jī)（運(yùn)梁車）通過時(shí)觀測(cè)要求：第一次通過和第二次通過前后均需要觀測(cè)，其后每 1次/1天，連續(xù) 2次；其后每 1次 /3天，連續(xù) 3次，以后 1次 /1周。 2 梁體徐變觀測(cè)據(jù)下表中要求的時(shí)間間隔進(jìn)行。 表 梁體徐變觀測(cè)頻次表 梁體測(cè)量間隔表 觀測(cè)階段 觀測(cè)周期 預(yù)應(yīng)力 終 張拉 張拉前、后各 1次 預(yù)應(yīng)力張拉完成～無砟軌道鋪設(shè)前 張拉完成后第 1天 張拉完成后第 3天 張拉完成后第 5天 張拉完成后 1～ 3 月，每 7 天為一測(cè)量周期 石武客運(yùn)專線 SZ1 標(biāo)沉降觀測(cè)方案 29 橋梁附屬設(shè)施安裝 1 次 /周，要求 安裝前、后 必須 各 有 1次 無砟軌道鋪設(shè)期間 1次 /周 無砟軌道鋪設(shè)完成后 第 0～ 3個(gè)月，每 1 個(gè)月為一測(cè)量周期 第 4～ 24個(gè)月，每 3 個(gè)月為一測(cè)量周期 3 涵洞沉降觀測(cè)據(jù)下表中要求的時(shí)間間隔進(jìn)行，涵洞頂填土沉降的觀測(cè)應(yīng)與路基沉降觀測(cè)同步進(jìn)行。 表 涵洞沉降觀測(cè)頻次表 觀測(cè)階段 觀測(cè)頻次 備注 觀測(cè)期限 觀測(cè)周期 涵洞基礎(chǔ)施工完成 / / 設(shè)置觀測(cè)點(diǎn) 涵洞主體施工完成 全程 荷載變化前后各 1次或 1次 /周 測(cè)試點(diǎn)移至邊墻兩側(cè) 洞頂填土施工 全程 荷載變化前后各 1次或 1次 /周 架橋機(jī)（運(yùn)梁車）通過 全程 前后各 1次 至少進(jìn)行 2 次通過前后的觀測(cè) 涵洞完工～無砟軌道鋪設(shè)前 全程 1次 /周 無砟軌道鋪設(shè)期間 全程 1次 /周 無砟軌道鋪設(shè)完成后 4個(gè)月 0～ 3 個(gè)月 1次 /月 工后沉降 長(zhǎng)期觀測(cè) 4～ 12 個(gè)月 1次 /3個(gè)月 13～ 24 個(gè)月 1次 /6個(gè)月 注： 架橋機(jī)（運(yùn)梁車）通過時(shí)觀測(cè)要求：每 1次 /1天，連續(xù) 2次；其后每 1次 /3天，連續(xù) 3次，以后 1次 /1周。 梁體徐變量計(jì)算：對(duì)于梁體的徐變變形觀測(cè)，每孔梁支點(diǎn)之間的梁體徐變變形應(yīng)以兩支點(diǎn) 的連線為基準(zhǔn)線進(jìn)行觀測(cè)計(jì)算，由于下部結(jié)構(gòu)沉降變形的影響，該基準(zhǔn)線的位置會(huì)發(fā)生變化，梁體觀測(cè)點(diǎn)至該基準(zhǔn)線的垂直距離利用幾何方法計(jì)算取得，垂直距離差值就是梁體徐變變形量。 石武客運(yùn)專線 SZ1 標(biāo)沉降觀測(cè)方案 6 沉降評(píng)估 無砟軌道鋪設(shè)前，應(yīng)對(duì)線下工程沉降作系統(tǒng)評(píng)估，確認(rèn)工后沉降和變形符合設(shè)計(jì)要求。目前，國(guó)內(nèi)外采用的沉降預(yù)測(cè)評(píng)估方法較多，而每種預(yù)測(cè)方法均有其一定的適用范圍，需要結(jié)合線下工程不同結(jié)構(gòu)物和不同地質(zhì)條件下的沉降觀測(cè)情況，總結(jié)沉降變形特點(diǎn)，選擇合適的預(yù)測(cè)方法。采用曲線回歸法進(jìn)行線下工程沉降評(píng)估，要求相關(guān)系數(shù)不得小于 。 路基工程沉降評(píng) 估 判定標(biāo)準(zhǔn)： 1 根據(jù)路基填筑完成或堆載預(yù)壓后不少于 3個(gè)月的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)作多種曲線的回歸分析，確定沉降變形的趨勢(shì)。 2 有砟軌道路基工后沉降量不應(yīng)大于 50mm，年沉降速率應(yīng)小于 20mm/年。橋臺(tái)臺(tái)尾過渡段路基工后沉降量不應(yīng)大于 30mm；無砟軌道路基工后沉降值不應(yīng)大于 15mm。 3 沉降預(yù)測(cè) 的可靠性應(yīng) 經(jīng)過 驗(yàn)證 ， 間隔不少于 3 個(gè)月 的兩次預(yù)測(cè)最終沉降的差值不應(yīng) 大于8mm。 4 路基填筑完成或堆載預(yù)壓后，最終的沉降 預(yù)測(cè)時(shí)間 應(yīng) 滿足 下列條件： S(t)/S(t=∞)≥75% 式中： S(t)： 預(yù)測(cè)時(shí) 的 沉降 觀測(cè)值 ； S(t=∞) ： 預(yù)測(cè)的最終 沉降 值 。 注：沉降和時(shí)間以路基填筑完成或堆載預(yù)壓后為起始點(diǎn)。 5設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)總沉降量與通過實(shí)測(cè)資料預(yù)測(cè)的總沉降量之差值不宜大于 10mm。 評(píng)估方法：常用評(píng)估方法有規(guī)范雙曲線、修正雙曲線、固結(jié)度對(duì)數(shù)配合法（三點(diǎn)法）、指數(shù)曲線法 、遺傳算法雙曲線法、 Verhulst 法、 Asaoka 法、灰色系統(tǒng) GM (1, 1)算法等 8 種方法。由咨詢單位根據(jù)京石、石武特點(diǎn)和部規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求確定。 ： 設(shè)計(jì)工后沉降量按 S工后 =S1＋ S2 計(jì)算，其中 S1 為路基 鋪軌后運(yùn)營(yíng) 100 年發(fā)生的沉降，采用曲線回歸方法獲得， S2 為無砟軌道結(jié)構(gòu)自重荷載發(fā)生的沉降，計(jì)算用壓縮模量可根據(jù)觀測(cè)資料反算獲得。 ： 1 由于影響沉降計(jì)算的因素較多，沉降計(jì)算的精度無法達(dá)到要求，必須通過對(duì)沉降觀測(cè)數(shù) 石武客運(yùn)專線 SZ1 標(biāo)沉降觀測(cè)方案 31 據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的綜合分析評(píng)估，來驗(yàn)證和調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)與措施。 2 通過沉降觀測(cè)和評(píng)估來確定路基的真實(shí)壓縮模量 Es,以確定無砟軌道結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的附加工后沉降； 3 如觀測(cè)到的沉降量超過設(shè)計(jì)沉降量計(jì)算值的 20％時(shí)，經(jīng)過排除人為錯(cuò)誤與設(shè)備故障，可盡早檢查設(shè)計(jì)，采取措施確保工后 沉降滿足設(shè)計(jì)要求。 橋涵工程沉降評(píng)估 判定標(biāo)準(zhǔn)： 1 根據(jù)橋涵實(shí)際荷載情況及觀測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)作多個(gè)階段的回歸分析及預(yù)測(cè)，綜合確定沉降變形的趨勢(shì)。首次回歸分析時(shí)，觀測(cè)期不應(yīng)少于橋涵主體工程完工后 3 個(gè)月 ，對(duì)于巖石地基等良好地質(zhì)的橋涵不應(yīng)少 于 1 個(gè)月。 2墩臺(tái)基礎(chǔ)的沉降量應(yīng)按恒載計(jì)算，其工后沉降量不應(yīng)超過下列允許值： 墩臺(tái)均勻沉降量： 對(duì)于有砟橋面橋梁≤ 30mm 對(duì)于無砟橋面橋梁≤ 20mm 3 靜定結(jié)構(gòu)相鄰墩臺(tái)沉降量之差要求 對(duì)于有砟橋面橋梁≤ 15mm 對(duì)于無砟橋面橋梁≤ 5mm 超靜定結(jié)構(gòu)相鄰墩臺(tái)沉降量之差除 應(yīng)滿足上述規(guī)定外，尚應(yīng)根據(jù)沉降差對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加應(yīng)力的影響確定。 4框構(gòu)、旅客地道及 涵洞在鋪設(shè)有砟軌道時(shí)其工后沉降量不應(yīng)大于 50mm，鋪設(shè)無砟軌道時(shí)，工后沉降量不應(yīng)大于 15mm。 5 處于巖石地基等良好地質(zhì)的橋 粱 ，當(dāng)墩臺(tái)沉降值趨于穩(wěn)定且設(shè)計(jì)及實(shí)測(cè)沉降 總量不大于5mm 時(shí)，可判定沉降滿足無砟軌道鋪設(shè)條件。 6 設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)的總沉降量與通過實(shí)測(cè)資料預(yù)測(cè)的總沉降量之差不宜大于 10mm。 7 利用兩次回歸結(jié)果預(yù)測(cè)的最終沉降的差值不應(yīng) 大于 8mm。 兩次預(yù)測(cè)的時(shí)間 間隔一般不少于 3 個(gè)月 ，對(duì)于巖石地基等良好地質(zhì)的橋涵不應(yīng)少于 1 個(gè)月 。 8 橋梁主體結(jié)構(gòu)完工至無砟軌道鋪設(shè)前， 沉降預(yù)測(cè)的時(shí)間 應(yīng) 滿足 以下條件： S(t)/S(t=∞ )≥ 75% 式中： 石武客運(yùn)專線 SZ1 標(biāo)沉降觀測(cè)方案 32 S(t)： 預(yù)測(cè)時(shí)的 的沉降觀測(cè)值； S(t=∞ )： 預(yù)測(cè)的最終沉降值。 9 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)符合以下規(guī)定： （ 1） 終張拉完成時(shí)，梁體跨中彈性變形不宜大于設(shè)計(jì)值的 倍。 （ 2） 扣除各項(xiàng)彈性變形、終張拉 60 天后， L≤50m 梁體跨中徐變上拱度實(shí)測(cè)值不應(yīng)大于7mm； L＞ 50m 梁體跨中徐變變形實(shí)測(cè)值不應(yīng)大于 L/7000 或 14mm。 （ 3） 不能滿足上述要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)梁體變形 的實(shí)測(cè)結(jié)果，確定梁體的實(shí)際彈性變形及徐變系數(shù)，并按下式估算無砟軌道的最早鋪設(shè)時(shí)間 t： ? ? 允許彈性 ???????? )()( t 式中： Ф(∞ )： 根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果確定的混凝土徐變系數(shù)終極值； Ф(t)： 根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果確定的鋪設(shè)無砟軌道時(shí)混凝土徐變系數(shù)； Δ 彈性 ： 實(shí)測(cè)梁體終張拉后 的 彈性變形； Δ 允許 ： L≤50m 為 10mm； L＞ 50m 為 L/5000 或 20mm。 1 對(duì)于一座橋不僅要進(jìn)行單個(gè)墩臺(tái)的沉降分析，同時(shí)也要對(duì)全橋作綜合評(píng)估，控制相鄰橋墩的不均勻沉降。當(dāng)橋長(zhǎng)很大時(shí)可根據(jù)地質(zhì)情況和施工進(jìn)度劃 分部分區(qū)段。 2 對(duì)于單一墩臺(tái)的觀測(cè)數(shù)據(jù)分以下四個(gè)階段進(jìn)行歸納、分析：架梁之前、架梁后至鋪設(shè)二期恒載前、鋪設(shè)二期恒載后至鋼軌鎖定前、鋼軌鎖定以后。綜合評(píng)估時(shí)，對(duì)于預(yù)制梁橋，分橋墩臺(tái)混凝土施工后、架梁前及架梁后三階段進(jìn)行；對(duì)于原位施工的橋梁及涵洞，基礎(chǔ)沉降應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工狀態(tài)及荷載變化情況，劃分為基礎(chǔ)施工完成～橋墩完成、架梁前后、架梁后至鋪設(shè)鋼軌之前、鋪設(shè)鋼軌至鋼軌鎖定之前、鋼軌鎖定之后至正式運(yùn)營(yíng)之前、正式運(yùn)營(yíng)之后等多個(gè)階段。 3 橋涵 沉降預(yù)測(cè)采用 的 曲線回歸法 同 路基 回歸方法 。 過渡段工程沉降評(píng)估 過渡 段 工后沉降的分析評(píng)估應(yīng)沿線路方向考慮各觀測(cè)斷面和各種結(jié)構(gòu)物之間的關(guān)系綜合進(jìn)行。 石武客運(yùn)專線 SZ1 標(biāo)沉降觀測(cè)方案 33 對(duì)線路不同下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物之間以及不同地基條件或不同地基處理方法之間形成的各種過渡段，應(yīng)重點(diǎn)分析評(píng)估其差異沉降。 判定標(biāo)準(zhǔn)： 1 過渡段不同結(jié)構(gòu)物間的預(yù)測(cè)差異沉降不應(yīng)大于 5mm，預(yù)測(cè)沉降引起沿線路方向的折角不應(yīng)大于 1/1000。 評(píng)估方法 過渡段工程 的沉降預(yù)測(cè)評(píng)估方法參照 路基 評(píng)價(jià)方法 7 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸與處理 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸 由于監(jiān)測(cè)的經(jīng)費(fèi)有限，主要采用人工記錄、整理原始的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 對(duì) 于為今后 客運(yùn)專線 的設(shè)計(jì)及施工取得可靠科研數(shù)據(jù)，我們將有選擇的采用動(dòng)態(tài)智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (進(jìn)行收集和整理原始的監(jiān)測(cè)資料。 圖 ， 為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)示意圖。 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理 將對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用 沉降 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析軟件進(jìn)行處理， 具體操作界面如圖 所示。 石武客運(yùn)專線 SZ1