高速、平稳、舒适、安全运送旅客是客运专线铁路的主要特点。要达到这一目标,对线路来说必须确保轨道结构几何尺寸的高度平顺和稳定,而这依赖于给轨道结构提供一个强度高、刚度大且纵向变化均匀、长久稳定的线下工程。本文简述高速客运专线铁路桥梁沉降观测的目的和意义,介绍了桥梁沉降设施的布置原则和技术要求及工后沉降量的计算方法。
  一、工程概况
  新建铁路石家庄至武汉客运专线线路全长202.68 km,其中正线路基34.8km,占正线线路长度的17.2%;正线桥梁24168km,占正线线路长度的82.8%;全线路基土石方751.8×104m3;铺轨425km
  二、沉降观测技术控制
  1.沉降观测一般技术要求
  石武客运专线河北段线下工程变形观测工作以桥梁、建(构)筑物的垂直位移观测为主,水平位移监测根据桥梁工点具体要求确定。
  2.变形测量等级及精度要求按二等水准测量的规范要求
  三、桥梁变形控制
      1.
桥梁变形监测标志的设置
  为满足桥梁变形观测的需要,在每个桥梁承台及墩身上设置观测标。观测标具体埋设原则如下:
  (1)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。承台观测标分为观测标-1、观测标-2,承台观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上;承台观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。
  (2)墩身观测标埋设,当墩全高大于14m时(指承台顶至墩台垫石顶),需要埋设两个墩身观测标;当墩全高小于等于14m时,埋设一个墩身观测标。墩身观测标一般设置在墩底部高出地面或常水位0.5m左右的位置;当墩身较矮,梁底距离地面净空较低不便于立尺观测时,墩身观测标可设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。
  2.桥梁变形观测方法
  (1)建立固定的观测路线
  依据变形观测点的埋设要求,确定变形观测点的位置。在控制点与变形观测点之间建立固定的观测路线,并在架设仪器站点与转点处作好标记桩,保证各次观测均沿同一路线。
  (2)测量
  水准基点的引测
  沉降观测应从最近的水准基点引测,引测前应对引用水准基点进行检核,检核采用复测方式进行,将前后相邻的水准基点之间的高差值与原高差值进行对比,当检测的高差值与原高差值的差值满足 ?±4■mm时,可认为拟引测水准基点处于稳固状态。否则应进一步复测,查明原因、消除问题后再进行引测。
  沉降观测各项限差规定及精度也按二等水准测量的规范要求
  仪器设备要求
  应使用测量精度不低于±1mm的自动安平水准仪、气泡式水准仪或电子水准仪,直接读数精度为0.1mm,估读精度为0.01mm。水准标尺应采用与之配套的线条式铟瓦合金标尺或条形编码尺。
  沉降观测水准测量方法
  沉降观测点的高程测量可采用从邻近水准基点直接测至沉降观测点的支路线法,也可采用从邻近水准基点测至沉降观测点,再闭合至邻近应经另一水准基点的附合水准路线法。
  观测测量操作要求
  沉降观测每测站观测程序及具体要求参照《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-2006)有关规定执行。
  沉降观测测量时,置镜点、观测路线、观测人员、观测设备应相对固定,在成像清晰稳定的条件下进行观测,在同一测站观测时,不得两次调焦,以确保观测成果质量。
  每个桥梁墩台承台施工完成后开始进行首次沉降观测,以后根据墩台混凝土施工荷载变化前后各1次或1/周时间间隔进行观测。
  四、数据采集分析处理
  沉降观测数据处理和计算主要包括:沉降观测的计算;沉降观测成果的质量评定(计算每公里或每测站水准测量偶然中误差);沉降观测点每期沉降量、累计沉降量的计算、绘制t-s(时间、沉降量)曲线;沉降趋势分析和预测。
  对单一墩台数据进行整理,绘出变形观测曲线,可以直观地看出每个阶段墩台基础的变形数值。对于一座桥,不仅仅要控制每一个墩台的沉降,同时也要控制相邻桥墩的不均匀沉降。因此,对多个桥墩沉降进行整体分析,由单墩沉降曲线绘制出多个桥墩的沉降曲线。
  五、计算变形与实际观测对照分析
  普通铁路桩基设计是按强度理论控制的,但对于客运专线桥梁基础的沉降控制,《高速暂规》有着严格的规定: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容许值:墩台均匀沉降量:对于无碴桥面桥梁20mm。静定结构相邻墩台沉降量之差:对于无碴桥面桥梁:Δ=5 mm对于客运专线,控制桥涵沉降,主要是工后沉降。计算工后沉降的值,由于受到各种因素的影响往往偏差很大。因此有必要对设计中采用理论计算的沉降值与实际观测值进行对照分析。