鄰營施工高鐵橋梁監(jiān)測方法探討

宗 維 凱

(上海鐵路局東華地鐵公司，上海 200071)

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鄰營施工高鐵橋梁監(jiān)測方法探討

宗 維 凱

(上海鐵路局東華地鐵公司，上海 200071)

簡述了目前常用的橋梁監(jiān)測方法，結(jié)合工程實例，從固定設(shè)施系統(tǒng)、自動監(jiān)測系統(tǒng)、決策系統(tǒng)三方面，闡述了基于全自動全站儀的鄰營施工高鐵橋梁監(jiān)測方法，指出該方法可精確監(jiān)測鄰營施工高鐵橋梁的位移沉降情況，保證鐵路運營的安全性。

鄰營施工，橋梁，高鐵，監(jiān)測方法

隨著我國城市快速發(fā)展，地面交通逐漸擁堵，為改善地面交通狀況，全國各大城市正爭先恐后大興土木，規(guī)劃實施自身公共交通建設(shè)。作為全國交通命脈——鐵路，地方交通建設(shè)不可避免與鐵路有空間上的交叉——上跨或下穿。地方道路或橋梁下穿或上跨鐵路施工會對鐵路運營安全產(chǎn)生影響，因此在施工過程中對鐵路幾何狀態(tài)進行監(jiān)測，保證鐵路運營安全尤為重要。

1 橋梁監(jiān)測方法簡述

地方道路或橋梁施工中，樁基施工、基坑施工、盾構(gòu)施工會引起土體產(chǎn)生豎向及水平位移，使鐵路高架橋樁基發(fā)生變形，反映至高架橋墩頂，會使上部運營線路產(chǎn)生變形，對列車運行安全有極大的影響。而高速鐵路速度很快，列車通過頻率很高，且對線路的變形要求很高，這就要求鄰近鐵路高架橋時，對于高架橋的變形監(jiān)測具有高頻率、高精度性。

現(xiàn)有的橋梁監(jiān)測方法主要是針對公路橋梁，對于鐵路橋梁的變形監(jiān)測較少。常規(guī)測量方法測量精度高、資料可靠，但觀測工作量大、效率低、受氣候影響大，不易實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測和測量過程的自動化?，F(xiàn)在應(yīng)用較多的變形測量數(shù)據(jù)采集設(shè)備和技術(shù)有攝影測量技術(shù)、GPS技術(shù)、全自動全站儀法和三維激光掃描儀，這些方法的測量精度普遍較低。

對于橋梁變形的控制指標也有不少規(guī)定，但多數(shù)是關(guān)于橋梁自身施工過程中的變形，對于鄰營施工引起高鐵橋梁變形的控制指標較少，且前期的控制指標較大，對于運營中的鐵路高架橋不適合。因此，基于上述技術(shù)中存在的問題，有必要采用更好的方法對鄰營施工高鐵橋梁的變形進行監(jiān)測，保證鐵路的運營安全。以下所述橋梁監(jiān)測方法即為鄰營施工高鐵橋梁監(jiān)測方法，該方法已應(yīng)用于多個鄰近高鐵橋梁施工項目中，并起到了很好的監(jiān)測效果，保證了鐵路運營安全。

2 鄰營施工高鐵橋梁監(jiān)測方法

該方法是基于全自動全站儀的使用，總共分為三個系統(tǒng)：固定設(shè)施系統(tǒng)、自動監(jiān)測系統(tǒng)、決策系統(tǒng)。自動監(jiān)測系統(tǒng)為決策系統(tǒng)提供支持，決策系統(tǒng)反過來為自動監(jiān)測系統(tǒng)提供指導(dǎo)。

固定設(shè)施系統(tǒng)是根據(jù)施工現(xiàn)場通視條件、施工場地規(guī)劃及高架橋墩位置來進行布設(shè)的，為反映橋梁變形及數(shù)據(jù)讀取提供硬件支持；固定設(shè)施系統(tǒng)包括觀測墩或棱鏡等固定設(shè)施；人工使用膠水或螺栓將棱鏡固定在高架橋墩上，每個高鐵橋墩布設(shè)四個棱鏡，在同一側(cè)上下左右各一個；在保證可觀測到所有棱鏡以及地基穩(wěn)定且不受現(xiàn)場施工影響處采用紅磚砌成基礎(chǔ)長寬高各為2 m，上部結(jié)構(gòu)長寬高分別為0.5 m，0.5 m，2 m的觀測墩。

自動監(jiān)測系統(tǒng)包括機載測量子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)；機載測量子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線連接。機載測量子系統(tǒng)為索佳NET05AX自動全站儀，將全自動全站儀架設(shè)于觀測墩上，通過對高架橋墩上固定棱鏡進行觀測，獲得橋梁變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)為通訊模塊，進一步包括數(shù)據(jù)線和與之相連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，將機載測量子系統(tǒng)獲得的橋梁變形數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)是使用帶有監(jiān)測軟件及數(shù)據(jù)庫的計算機，錄入監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)，通過轉(zhuǎn)換計算等數(shù)據(jù)后處理措施，取得所需變形數(shù)據(jù)并存儲到數(shù)據(jù)庫。

決策系統(tǒng)是根據(jù)本監(jiān)測方法中各使用系統(tǒng)相互配合，在監(jiān)測過程中對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，得出各監(jiān)測橋墩的控制參數(shù)——沉降位移s、橫橋向位移x、順橋向位移y以及橋墩轉(zhuǎn)角θ，繪制成時程曲線，并與各參數(shù)控制指標分別進行對比，確定高鐵橋梁幾何形態(tài)是否在可允許變化值內(nèi)。當(dāng)監(jiān)測值接近報警值時，及時預(yù)警，并提醒有關(guān)方面注意；當(dāng)達到報警值時，立即報警。

3 工程實例分析

3.1 南京滄麒路下穿京滬高鐵工程

南京上坊北側(cè)保障房項目市政工程滄麒路與京滬高鐵斜交角38.2°。左右幅分別下穿京滬高鐵跨秦淮河特大橋87號墩～88號墩，88號墩～89號墩。鉆孔灌注樁與高鐵橋墩樁基之間的最小距離為7.72 m。為保證鄰營施工高鐵運營安全，采用鄰營施工高鐵橋梁監(jiān)測方法，88號墩監(jiān)測成果如圖1～圖4所示。

3.2 無錫機場南路下穿京滬鐵路工程

滬寧城際鐵路高架橋位于現(xiàn)澆箱涵施工場地東側(cè)，其中451號，452號和453號橋墩位于基坑開挖影響范圍之內(nèi)。為保證鄰營施工高鐵運營安全，采用鄰營施工高鐵橋梁監(jiān)測方法，452號

墩監(jiān)測成果如圖5～圖7所示。

從上述工程實例可以看出，在鉆孔樁施工或基坑開挖過程中，高鐵橋墩沉降、橫橋向位移、順橋向位移及傾角處于波動中，最后趨于穩(wěn)定，最終變化量均較小。

4 結(jié)語

在南京滄麒路下穿京滬高鐵工程、無錫機場南路下穿京滬鐵路工程中，鄰營施工高鐵橋梁監(jiān)測實踐證明，該監(jiān)測方法可實現(xiàn)鄰營施工高鐵橋梁沉降、位移連續(xù)、動態(tài)、精確監(jiān)測，并與控制指標對比，能夠定量的評判高鐵橋梁的安全性，通過該監(jiān)測方法，可以保證鐵路運營安全。同時在監(jiān)測過程中應(yīng)嚴格按照國家和鐵路部門有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)定進行施工全過程跟蹤監(jiān)測。視施工情況加密監(jiān)測頻率，在關(guān)鍵部位要及時跟蹤監(jiān)測并提交監(jiān)測報告，遇特殊情況，提供速報。當(dāng)監(jiān)測值接近報警值時，及時預(yù)警，并提醒有關(guān)方面注意；當(dāng)達到報警值時，立即報警。

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Discussion on the monitoring methods of neighboring express railway construction

Zong Weikai

(DonghuaSubwayCompany,ShanghaiRailwayBureau,Shanghai200071,China)

The paper indicates the common bridge monitoring methods, illustrates the monitoring methods of the express railway bridges in neighboring construction based on the automatic total station from the fixed facility system, automatic monitoring system and decision-making system by combining with the engineering example, and points out the method can accurately monitor the location of the displacement and settlement of the neighboring express railway construction, so as to to ensure the safety of the railway operation.

neighboring construction, bridge, express railway, supervision method

1009-6825(2016)32-0200-02

2016-09-08

宗維凱(1990- )，男，助理工程師

U446.2

A