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    下穿鐵路施工對(duì)既有結(jié)構(gòu)物沉降的問(wèn)題探討

    2017-06-01 23:48:54羅少宜
    關(guān)鍵詞:鐵路建設(shè)鐵路施工

    羅少宜

    摘要:隨著社會(huì)的進(jìn)程,我國(guó)對(duì)于鐵路方面建設(shè)的腳步也越來(lái)越快。通常來(lái)說(shuō),下穿鐵路的施工容易使周邊的土層出現(xiàn)擾動(dòng)現(xiàn)象,所以在進(jìn)行鐵路下穿的施工過(guò)程之前,需要對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行有效的預(yù)測(cè),控制好因施工產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)物沉降問(wèn)題和土層變形問(wèn)題。文章通過(guò)研究鄭州下穿高速鐵路的某高鐵工程,對(duì)其周邊既有線橋墩沉降問(wèn)題進(jìn)行了分析。

    關(guān)鍵詞:下穿鐵路;鐵路施工;既有結(jié)構(gòu)物;結(jié)構(gòu)物沉降;鐵路建設(shè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

    中圖分類號(hào):U231 文章編號(hào):1009-2374(2017)08-0142-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.068

    隨著我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,我國(guó)對(duì)于建設(shè)城市市政的道路加大了投入的力度和資金,使得城市化規(guī)模越來(lái)越壯大,市政道路也越來(lái)越繁多,尤其是對(duì)于下穿鐵路的橋梁工程建設(shè)就更加普遍。下穿鐵路工程往往是根據(jù)地面道路的情況、橋梁的情況以及U型槽的情況這三者進(jìn)行分析,再將這三者形式穿越既有高速鐵路,這個(gè)工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分的復(fù)雜,施工過(guò)程當(dāng)中很容易發(fā)生地層的變化,對(duì)地面造成影響,使鐵路橋梁受力產(chǎn)生變形,最終發(fā)生既有結(jié)構(gòu)物的沉降現(xiàn)象。因?yàn)槲覈?guó)下穿鐵路大多都是以高速鐵路為主,所以該類型的鐵路中存在的無(wú)砟軌道對(duì)線下工程結(jié)構(gòu)物沉降變形十分的敏感,為了保證列車的順利通行,必須嚴(yán)格地控制其沉降問(wèn)題。

    1 某鐵路的基本工程情況

    某高鐵工程定位的地理環(huán)境主要以沖積平原為主,該地勢(shì)比較寬闊和平坦,但地區(qū)的地下土層結(jié)構(gòu)卻極其的復(fù)雜,按照時(shí)代和土層成因兩方面進(jìn)行分類,主要存在第四系上更新統(tǒng)和第四系全新統(tǒng)這兩種由沖洪積所形成的砂類土和黏性土。其土層中含有的巖性層理也具有較強(qiáng)的規(guī)律特點(diǎn),可以分析出這個(gè)地區(qū)中存在著粉質(zhì)的黏土,這種黏土具備著軟塑的性質(zhì),結(jié)構(gòu)比較松軟,強(qiáng)度較低但是壓縮性很強(qiáng)。某高鐵主要進(jìn)行客運(yùn),其速度設(shè)定是每小時(shí)350千米,因?yàn)橄麓╄F路施工的區(qū)域還存在著許多其他的鐵路,所以需要在既有高速鐵路的橋墩兩邊20米的范圍內(nèi)進(jìn)行施工。該鐵路全長(zhǎng)大約163米,需要進(jìn)行的工程有四個(gè)部分,第一部分、第二部分和第四部分需要布置66米的空心板塊,務(wù)必和鐵路進(jìn)行相交;而第三部分需要布置同樣66米的空心板,只是2段的20米變成了13米,4段的13米變成了20米,務(wù)必跟鐵路斜交產(chǎn)生20度的夾角。該工程的上部分需要采用空心橋梁的結(jié)構(gòu),下部分則采用樁柱式的橋臺(tái)結(jié)構(gòu),橋墩本身采用樁柱進(jìn)行覆蓋,108#與109#兩墩需要對(duì)應(yīng)高鐵的范圍里程距離是K684+422.600~K684+553.400。

    2 實(shí)施對(duì)既有結(jié)構(gòu)物沉降的監(jiān)測(cè)

    2.1 監(jiān)測(cè)儀器

    在進(jìn)行既有結(jié)構(gòu)物沉降的監(jiān)測(cè)上需要安排好標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)儀器,一般根據(jù)規(guī)定,需要采用徠卡DNA03的數(shù)字水準(zhǔn)儀,這樣讀數(shù)就能夠精準(zhǔn)到0.1毫米,并且估讀能夠精確到0.01毫米,準(zhǔn)備好水準(zhǔn)儀之后還需要將標(biāo)準(zhǔn)的條碼和線條這兩種銦鋼標(biāo)尺安排妥當(dāng)。

    2.2 確定監(jiān)測(cè)位置

    根據(jù)橋梁變形的觀測(cè)需求,需要在每一個(gè)橋墩周圍設(shè)立四個(gè)監(jiān)測(cè)的地點(diǎn),務(wù)必保證監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確。通過(guò)利用橋墩號(hào),在前面加上每個(gè)線路的縮寫名稱字母,分別在后面加上相應(yīng)的數(shù)字,代表前后左右四個(gè)方位,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),以某高鐵為例,它的108#橋墩面向左邊的方向就是“SW1081”。

    2.3 監(jiān)測(cè)的次數(shù)

    蓋梁架梁的施工、樁基的施工和護(hù)管涵的施工是某某高鐵工程的三個(gè)主要階段,從2015年的10月開始施工一直到2016年的6月完工,在這個(gè)時(shí)間段里,橋墩的監(jiān)測(cè)工作必須一直保持,施工的過(guò)程當(dāng)中需要每一周就進(jìn)行一次監(jiān)測(cè),嚴(yán)格將既有結(jié)構(gòu)物橋墩的沉降幅度控制在標(biāo)準(zhǔn)之中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)因荷載變化引起沉降超值現(xiàn)象時(shí)就要增加監(jiān)測(cè)的次數(shù)。

    3 下穿鐵路施工中的既有結(jié)構(gòu)物沉降

    3.1 高鐵線下的橋墩沉降

    根據(jù)研究某高鐵工程,我們發(fā)現(xiàn)距離第二部分較近的橋梁有沉降問(wèn)題。在下穿高速鐵路的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中,對(duì)于108#和109#橋墩的監(jiān)測(cè),四個(gè)觀測(cè)點(diǎn)都沒(méi)有明顯的沉降,數(shù)據(jù)基本一致。在2015年10月進(jìn)行工程施工的開始到2016年1月這一段時(shí)間的施工過(guò)程中,在進(jìn)行樁基施工的這個(gè)階段,108#和109#墩都沒(méi)有產(chǎn)生明顯的沉降,數(shù)值變化十分小,基本沒(méi)有超過(guò)沉降的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1毫米的范圍。

    在進(jìn)行蓋梁和架梁這一段施工的期間,第二部分的橋梁在108#和109#墩兩者之間。蓋梁從2015年12月中旬施工開始到2015年12月月底施工結(jié)束,這個(gè)期間各個(gè)既有結(jié)構(gòu)物橋墩的各個(gè)墩身監(jiān)測(cè)都沒(méi)有明顯的變化,也就是說(shuō)既有結(jié)構(gòu)物并沒(méi)有產(chǎn)生明顯的沉降現(xiàn)象。但是2016年1月到2016年2月這段時(shí)間對(duì)架梁的施工過(guò)程中,108#和109#墩明顯開始出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象,并且沉降的數(shù)值也隨之不斷增加,沉降的速度也在相應(yīng)加快,并且因?yàn)榧苌蠘蛄褐?,橋梁本身的重量分散給了108#和109#墩,所以使得其橋墩負(fù)荷加大,沉降現(xiàn)象更加明顯。但是第二部分的架梁施工對(duì)其他既有結(jié)構(gòu)物并沒(méi)有造成沉降現(xiàn)象。而另外三個(gè)部分的橋梁施工也在2016年3月全部完工,在進(jìn)行護(hù)管涵施工的過(guò)程中,2016年1月到3月這段時(shí)間,108#和109#墩開始出現(xiàn)沉降現(xiàn)象,雖然沉降的數(shù)值在不斷增加,但是速度卻十分緩慢。根據(jù)總結(jié)歸納,整個(gè)施工的過(guò)程中,108#和109#墩這兩個(gè)既有結(jié)構(gòu)物雖然出現(xiàn)了沉降的現(xiàn)象,但是基本處在穩(wěn)定的狀態(tài),最大的沉降數(shù)值也只有2.81毫米。

    3.2 線上軌道沉降

    在進(jìn)行下穿鐵路的施工過(guò)程當(dāng)中,首先我們需要對(duì)無(wú)砟軌道的GRTS線段進(jìn)行檢查,檢查的主要內(nèi)容包括CA的砂漿層、線路兩邊軌道的側(cè)面、支撐層、底座板、左右股鋼軌的頭部、腰部以及底部、彈條和螺旋道以及絕緣軌距塊等。在針對(duì)某高鐵的這方面檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)這些狀態(tài)都是屬于正常,并無(wú)任何反?,F(xiàn)象。

    當(dāng)下穿鐵路針對(duì)線上軌道施工完畢之后,我們可以發(fā)現(xiàn)線上軌道的基本水平和扭曲的偏差基本是保持一致的,也就是說(shuō)在進(jìn)行基坑開挖之前,線上軌道并沒(méi)有出現(xiàn)沉降的問(wèn)題,變化十分??;在基坑開挖之后,施工的進(jìn)行當(dāng)中,很明顯對(duì)于附近的土層產(chǎn)生了一定程度的擾動(dòng),這使得線上軌道出現(xiàn)了一定的沉降現(xiàn)象,但是沉降的數(shù)值和速度都沒(méi)有超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的范圍;高速鐵路的整個(gè)質(zhì)量指標(biāo)都和施工之前的質(zhì)量指標(biāo)沒(méi)有太大的區(qū)別,這就很好地表現(xiàn)出整個(gè)施工的過(guò)程中,既有結(jié)構(gòu)物的沉降問(wèn)題并不大,符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。

    3.3 橋墩沉降對(duì)線路幾何尺寸沉降

    根據(jù)2016年6月對(duì)于109#墩沉降監(jiān)測(cè)中得出的結(jié)果,我們可以發(fā)現(xiàn)橋墩的反應(yīng)沉降值是2.81毫米,超出了該設(shè)計(jì)中的沉降1毫米的標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)我們把點(diǎn)里程的線路動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行相互對(duì)比,發(fā)現(xiàn)只有單項(xiàng)的軌道發(fā)生了偏差,其數(shù)值是0.89毫米,超出管理數(shù)值0.8;在進(jìn)行動(dòng)態(tài)的不平順管理研究之后,發(fā)現(xiàn)各方面的數(shù)據(jù)都沒(méi)有超過(guò)正常的軌道動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量。

    通過(guò)對(duì)下穿鐵路施工區(qū)域這段時(shí)間里既有結(jié)構(gòu)物的沉降監(jiān)測(cè)中,我們能夠發(fā)現(xiàn)該工程雖然在垂直的方向出現(xiàn)了沉降現(xiàn)象,超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)范圍,但是其他方面如線路軌道的水平方向、軌道之間的距離以及扭曲的不平順都沒(méi)有明顯的沉降問(wèn)題,這也有效地確保了列車通行的

    安全。

    4 結(jié)語(yǔ)

    綜上所述,我們首先可以發(fā)現(xiàn)在下穿鐵路施工的過(guò)程中,蓋梁和架梁這兩個(gè)施工階段都會(huì)產(chǎn)生既有結(jié)構(gòu)物的沉降現(xiàn)象,并且沉降的速度十分快速;其次在建設(shè)某某高鐵的過(guò)程中109#橋墩產(chǎn)生的沉降數(shù)量是最大的,超過(guò)了均值管理中的單項(xiàng)指標(biāo);最后通過(guò)對(duì)線下橋墩以及線上軌道的幾何尺寸進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)雖然下穿鐵路產(chǎn)生了橋墩的沉降,但是對(duì)橋梁上方的列車通行軌道并沒(méi)有影響,整個(gè)鐵路列車都能夠進(jìn)行安全地運(yùn)行。

    參考文獻(xiàn)

    [1] 汪青葆,王曉靖.地鐵下穿施工對(duì)既有鐵路沉降及

    列車運(yùn)行安全影響研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通,

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    [2] 王加明.下穿高鐵施工對(duì)既有結(jié)構(gòu)物沉降影響研究

    [J].四川建材,2016,(8).

    [3] 俞尚宇.基于城際鐵路隧道下穿城市主干道施工相關(guān)

    沉降問(wèn)題的研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2012,

    (25).

    (責(zé)任編輯:小 燕)

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