陳 康
(中土集團福州勘察設計研究院有限公司,工程師,福建 福州 350011)
有關臨近鐵路施工的現場監(jiān)測有很多工程實例,國內外學者對此展開了相關研究[1]~[9]。本工程特大橋左右幅均采用(35+60+35)預應力混凝土連續(xù)梁形式上跨峰福鐵路。既有峰福鐵路全線為國家Ⅱ級鐵路干線、正線單線、電力牽引設計,行車平均速度為60 km/h。橋址跨越鐵路及部分河道、被交路,橋下凈空預留在滿足鐵路使用凈空條件下,預留了掛籃施工空間,采用懸臂澆筑法施工,預留臨時通行孔凈空不小于7.96 m。交叉處平立面關系圖如下所示。
圖1 特大橋左幅上跨峰福鐵路立面關系圖(cm)
圖2 特大橋右幅上跨峰福鐵路立面關系圖(cm)
圖3 特大橋上跨峰福鐵路局部平面詳圖(cm)
橋址區(qū)屬于沖洪積谷地地貌,地形平坦,地形坡度約0~5度,地表主要為水田。局部為鄉(xiāng)村道路及鐵路堆填而成的填土,溝谷地層為粉質粘土、中粗砂、卵石、其下為第四系殘積層;下伏基巖為燕山早期侵入花崗巖及其風化層。
通過將監(jiān)測數據與預測值作比較,判斷上一步施工工藝和施工參數是否符合或達到預期要求,同時實現對下一步的施工工藝和施工進度控制,確保實現信息化施工;及時發(fā)現圍護施工中環(huán)境變形發(fā)展趨勢,達到有效控制施工對周邊建構筑物及既有鐵路影響的目的。
2.1設計要點馬埠頭特大橋左幅起點樁號K36+527.5,終點樁號K37+734.5,中心樁號為K37+131,橋跨布置為(35+60+35)+(25+2×30)+(2×40+35)+29×30 m,左幅全長1 207 m;右幅起點樁號K36+552.5,終點樁號K37+734.5,中心樁號為K37+143.5,橋跨布置為(35+60+35)+(25+2×30)+32×30 m,橋梁全長1 182 m。
大橋左右幅上跨峰福鐵路均采用(35+60+35)變高度預應力混凝土連續(xù)箱梁。其中,馬埠頭特大橋主跨混凝土箱梁梁段和邊跨梁段采用掛籃懸臂澆筑。主跨、邊跨分別為7個懸澆段。
2.2施工進度計劃主跨7#塊和合龍段在接觸網設備2 m范圍之內,因此所有工序申請封鎖施工,在天窗點內進行。左、右幅同時施工,邊跨施工與主跨同步進行施工。
2.3施工方案主要風險對稱懸臂澆筑過程中,施工風險主要側重于掛籃施工風險,包括這幾個方面:(1)掛籃的設計受力模式的合理性,要求掛籃的剛度一定要和澆筑最重塊件重量相匹配;(2)桿件連接間隙的設計合理性,可能會由于安裝不匹配造成連接件脫離;(3)掛籃的行走系統可能造成困難,錨固系統有時可靠性不足;(4)一般由于管理不到位,容易出現掛籃墜落事故。
3.1監(jiān)測內容見表1。
表1 監(jiān)測內容
3.2監(jiān)測報警值
1)監(jiān)測精度。監(jiān)測精度見表2。
表2 監(jiān)測精度要求與儀器精度
2)報警值。據營業(yè)線施工相關管理文件要求[10]。結合本工程實際情況,各監(jiān)測項目的監(jiān)測報警值確定如下:
表4 控制標準
3.2監(jiān)測周期頻率根據工程施工特點,一般每天觀測1次;在雨季、邊坡開挖期間和已出現變形破壞時應加密觀測,連續(xù)3日降雨量大于50 mm/日時,應連續(xù)觀測3次,間隔時間不大于2天;施工結束后可適當調整為每周1次。當出現監(jiān)測數據達到報警值、監(jiān)測數據變化較大或速率加快或臨近鐵路路基突發(fā)較大水平位移、豎直沉降、不均勻沉降等工況應提高監(jiān)測頻率。
3.3監(jiān)測點布設沉降觀測采用相對高差法進行測量,水準路線觀測形成閉合水準路線。每10 m布置一個點(上跨段外側20 m),共設置2排,采用0.7 m長Ф28鋼筋打入原地面以下,并開挖地面0.2 m包好砼,使樁位固定,沉降位移監(jiān)測樁在施工前埋設完畢,并做好現場保護。水平位移測點采用于觀測樁頂部埋設棱鏡的方式。
為達到監(jiān)測的實時、高效和自動化程度,對工程決策提供可靠、快速的數據服務。本次采用監(jiān)測信息管理系統進行數據處理、分析和管理,提供實時的監(jiān)測數據和分析結果,更好進行施工過程監(jiān)測。有效確保觀測成果的真實可靠,每次觀測前均觀測檢查方向以校核基準點的穩(wěn)定性,觀測結果顯示在觀測期間基準點保持穩(wěn)定。
4.1監(jiān)測數據本次監(jiān)測采集了鐵路左右側路基和邊坡沉降數據(略)。
4.2數據分析每次觀測后應對觀測數據進行校核和整理;根據監(jiān)測數據的變形情況(累計值和速率值)和發(fā)展趨勢,結合工程的施工工序和變形情況,進行綜合分析。繪制監(jiān)測數據隨時間變化的規(guī)律曲線——時態(tài)曲線(本文所述工程相關監(jiān)測曲線見圖4、5、6),以便對鐵路結構進行分析。在監(jiān)測過程中,實時對監(jiān)測數據進行整理和分析,以報告的形式送達有關各方。工程結束后,提交完整的監(jiān)測總報告及電子文檔。
圖4 鐵路右側路基沉降變化曲線圖
圖5 鐵路左側路基沉降變化曲線圖
圖6 邊坡沉降變化曲線圖
由以上曲線圖可知,鐵路右側路基沉降累計變化最大的是LJ12(-0.56 mm);鐵路左側路基沉降累計變化最大的是LJ18(-0.51 mm);邊坡沉降累計變化最大的是BP7(-0.59 mm)。施工期間路基、邊坡沉降變化量介于-0.59~0 mm之間,通過對比前幾次施工沉降曲線特征,擬合曲線后發(fā)現累計變化趨于平穩(wěn),且未達到監(jiān)測預警值。說明此次施工期間監(jiān)測數據正常,在安全可控范圍內。按鐵路局營業(yè)線施工監(jiān)測要求,之后又對施工完成一個月內路基沉降進行監(jiān)測,收集數據后繪制出曲線變化量均在預警值內,未對鐵路路基造成影響。
1)從監(jiān)測成果數據分析,該特大橋上跨峰福鐵路工程施工期間監(jiān)測數據正常,在安全可控范圍內。未對峰福鐵路造成影響。
2)從2017年6月17至2017年6月20日監(jiān)測數據顯示,本工程施工期間路基、邊坡沉降變化量介于-0.59~0mm之間,累計變化平穩(wěn),未達到監(jiān)測預警值,掛籃懸臂澆筑施工方案具備一定安全性。