邻近营业线施工高铁桥梁监测方法探讨

宗维凯 上海铁路局上海东华地铁公司

邻近营业线施工高铁桥梁监测方法探讨

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邻近高速铁路施工已成为很多地方道桥建设不可避免的工况。地方道桥建设对邻营高铁桥梁的影响不可忽视，关系铁路运营安全和旅客人身安全，因此如何在施工过程中监测施工对高铁桥梁的影响至关重要。结合相关具体工程，对邻营施工高铁桥梁监测方法进行探讨。

邻营施工；高铁桥梁；监测

随着我国城市快速发展，地面交通逐渐拥堵，为改善地面交通状况，全国各大城市正争先恐后大兴土木，规划实施自身公共交通建设。作为全国交通命脉--铁路，地方交通建设不可避免与铁路有空间上的交叉--上跨或下穿。地方道路或桥梁下穿或上跨铁路施工会对铁路运营安全产生影响，因此在施工过程中对铁路几何状态进行监测，保证铁路运营安全尤为重要。

1 桥梁监测方法简述

地方道路或桥梁施工中，桩基施工、基坑施工、盾构施工会引起土体产生竖向及水平位移，使铁路高架桥桩基发生变形，反映至高架桥墩顶，会使上部运营线路产生变形，对列车运行安全有极大的影响。而高速铁路速度很快，列车通过频率很高，且对线路的变形要求很高，这就要求邻近铁路高架桥时，对于高架桥的变形监测具有高频率、高精度性。

现有的桥梁监测方法主要是针对公路桥梁，对于铁路桥梁的变形监测较少。常规测量方法测量精度高、资料可靠，但观测工作量大、效率低、受气候影响大，不易实现连续监测和测量过程的自动化。现在应用较多的变形测量数据采集设备和技术有摄影测量技术、GPS技术、全自动全站仪法和三维激光扫描仪，这些方法的测量精度普遍较低。

对于桥梁变形的控制指标也有不少规定，但多数关于桥梁自身施工过程中的变形，对于邻营施工引起高铁桥梁变形的控制指标较少，且前期的控制指标较大，对于运营中的铁路高架桥不适合。因此，基于上述技术中存在的问题，有必要采用更好的方法对邻营施工高铁桥梁的变形进行监测，保证铁路的运营安全。以下所述桥梁监测方法即为邻营施工高铁桥梁监测方法，该方法已应用于多个邻近高铁桥梁施工项目中，并起到了很好的监测效果，保证了铁路运营安全。

2 邻营施工高铁桥梁监测方法

该方法是基于全自动全站仪的使用，总共分为三个系统：固定设施系统、自动监测系统、决策系统。自动监测系统为决策系统提供支持，决策系统反过来为自动监测系统提供指导。

固定设施系统是根据施工现场通视条件、施工场地规划及高架桥墩位置来进行布设的，为反映桥梁变形及数据读取提供硬件支持；固定设施系统包括观测墩或棱镜等固定设施；人工使用胶水或螺栓将棱镜固定在高架桥墩上，每高铁桥墩布设四个棱镜，在同一侧上下左右各一个；在保证可观测到所有棱镜以及地基稳定且不受现场施工影响处采用红砖砌成基础为长宽高各2 m，上部结构长宽高各0.5 m、0.5 m、2 m的观测墩。

自动监测系统包括机载测量子系统、数据传输子系统、数据处理及控制子系统；机载测量子系统、数据传输子系统与数据处理及控制子系统通过数据线连接。机载测量子系统为索佳NET05AX自动全站仪，将全自动全站仪架设于观测墩上，通过对高架桥墩上固定棱镜进行观测，获得桥梁变形的监测数据。数据传输子系统为通讯模块，进一步包括数据线和与之相连的数据转换器，将机载测量子系统获得的桥梁变形数据传输到数据处理及控制子系统。数据处理及控制子系统是使用带有监测软件及数据库的计算机，录入监测得到的数据，通过转换计算等数据后处理措施，取得所需变形数据并存储到数据库。

决策系统是根据本监测方法中各使用系统相互配合，在监测过程中对监测数据进行分析，得出各监测桥墩的控制参数--沉降位移s、横桥向位移x、顺桥向位移y以及桥墩转角θ，绘制成时程曲线，并与各参数控制指标分别进行对比，确定高铁桥梁几何形态是否在可允许变化值内。当监测值接近报警值时，及时预警，并提醒有关方面注意；当达到报警值时，立即报警。

3 工程实例分析

3.1 南京沧麒路下穿京沪高铁工程

南京上坊北侧保障房项目市政工程沧麒路与京沪高铁斜交角38.2°。左右幅分别下穿京沪高铁跨秦淮河特大桥87～88#墩，88～89#墩。钻孔灌注桩与高铁桥墩桩基之间的最小距离为7.72 m。为保证邻营施工高铁运营安全，采用邻营施工高铁桥梁监测方法，88#墩监测成果如图1至图4所示。

图1 88#桥墩累计沉降变化

图2 88#桥墩累计顺桥向位移变化

图3 88#桥墩累计横桥向位移变化

图4 88#桥墩累计倾角变化

3.2 无锡机场南路下穿京沪铁路工程

沪宁城际铁路高架桥位于现浇箱涵施工场地东侧，其中451#、452#和453#桥墩位于基坑开挖影响范围之内。为保证邻营施工高铁运营安全，采用邻营施工高铁桥梁监测方法，452#墩监测成果如图5至图7所示。

图5 452#累计沉降变化

图6 452#桥墩累计顺桥向位移变化

图7 452#桥墩累计横桥向位移变化

从上述工程实例可以看出，在钻孔桩施工或基坑开挖过程中，高铁桥墩沉降、横桥向位移、顺桥向位移及倾角处于波动中，最后趋于稳定，最终变化量均较小。

4 结论

在南京沧麒路下穿京沪高铁工程、无锡机场南路下穿京沪铁路工程中，邻营施工高铁桥梁监测实践证明，该监测方法可实现邻营施工高铁桥梁沉降、位移连续、动态、精确监测，并与控制指标对比，能够定量的评判高铁桥梁的安全性，通过该监测方法，可以保证铁路运营安全。同时在监测过程中应严格按照国家和铁路部门有关技术规范、规定进行施工全过程跟踪监测。视施工情况加密监测频率，在关键部位要及时跟踪监测并提交监测报告，遇特殊情况，提供速报。当监测值接近报警值时，及时预警，并提醒有关方面注意；当达到报警值时，立即报警。

[1]李树伟.高速铁路沉降监测方法的应用探讨

[J].铁道勘察,2011,06:16-18.

[2]赵洪勇,刘建坤,崔江余.高速铁路路基沉降监测方法的认识与评价[J].路基工程,2001,06:15-

17.

[3]吉晓辉.高速铁路松软土路堤沉降监测方法的认识及不同预测方法对比分析 [J].科技传播, 2012,17:147-148.

[4]叶茂.京沪高速铁路沉降监测数据处理与分析[D].西南交通大学,2011.

[5]陈艳伶.土压平衡盾构穿越高铁的施工技术与管理研究[D].天津大学,2012.

[6]花梅.高速铁路路基常用沉降变形监测方法浅析[J].铁道标准设计,2014,S1:122-125.

[7]杨婧.路基沉降全方位监测方法与技术的研究[D].北京交通大学,2014.

责任编辑：宋 飞

来稿时间：2016-11-10