高速鐵路大跨徑連續(xù)梁施工

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1、高速鐵路大跨徑連續(xù)梁施工　　摘要:梁體溫度變化引起的大跨度連續(xù)梁伸縮變形量較大，嚴重影響CPⅢ平面控制網(wǎng)的絕對及相對精度，導致其無法滿足軌道檢測、精調作業(yè)的需要。結合鄭西高速鐵路渭南河特大橋大跨度連續(xù)梁段落橋梁伸縮監(jiān)測數(shù)據(jù)及軌道控制網(wǎng)維護的實際需求，對軌道控制網(wǎng)長期穩(wěn)定性維護方法進行探討。通過對梁體伸縮特性及監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，提出一種解決因梁體伸縮變形引起的CPⅢ點位坐標變化問題的方法。采用此方法，能夠保持大跨度連續(xù)梁段落軌道控制網(wǎng)的長期穩(wěn)定性，避免連續(xù)梁段落高頻次的CPⅢ平面控制網(wǎng)復測?！　￡P鍵詞:CPⅢ平面控制網(wǎng);伸縮變形;坐標改化;長期穩(wěn)

2、定性　　中圖分類號：U238文獻標識碼：A文章編號：　　一、引言　　作為高速鐵路精密控制測量成套技術的一個重要組成部分，我國高速鐵路軌道控制網(wǎng)(CPⅢ)的基本理論思想是由德國引進的，其測量及維護方法與德國方法基本一致，但在其自身發(fā)展過程中也形成了一套自成體系的數(shù)據(jù)處理方法。由于跨越江河、公路的需要，基本上我國每條長大鐵路中都包含了大跨度連續(xù)梁設計方案。目前，國內所有高速鐵路橋梁段CPⅢ點均埋設在防撞墻上。對于簡支梁而言，CPⅢ點均埋設在橋梁固定支座端上方防撞墻上，能夠保證相鄰CPⅢ點的相對穩(wěn)定性;而對于連續(xù)梁而言，不可能將所有CPⅢ點均埋設在橋

3、梁固定支座端，這將導致相應段落CPⅢ6點可重復性測量精度極差，維護困難，難以發(fā)揮對鋼軌平順性應有的控制基準作用。由于熱脹冷縮效應，橋梁梁體伸縮變形不可避免，因此當CPⅢ點埋設在連續(xù)梁活動支座端時，將造成埋設在防撞墻體上的CPⅢ點位置發(fā)生變動。由于梁體伸縮的持續(xù)性，因此進行支腳精調及軌枕檢測時CPⅢ點位坐標相對建網(wǎng)時刻已經(jīng)發(fā)生變動，點位精度不能得到有效的保證，進而影響軌道的平順性。目前，國內針對連續(xù)梁段落主要采用縮短測量周期、提高測量頻次的辦法來解決CPⅢ網(wǎng)長期可用性問題，這種方法不但費時費力、增加測量成本，且對連續(xù)的大跨度連續(xù)梁段落CPⅢ網(wǎng)精度

4、控制無能為力?；谥袊咚勹F路軌道控制網(wǎng)維護的應用需求，對連續(xù)梁段落梁體伸縮變形引起的軌道控制網(wǎng)精度問題進行研究分析、探尋解決方法就顯得十分重要。本文結合鄭西客運專線渭南河特大橋大跨連續(xù)梁段落CPⅢ應用中遇到的這一突出問題，對大跨連續(xù)梁段落CPⅢ平面網(wǎng)長期穩(wěn)定性解決方法進行深入探討。　　二、CPⅢ控制點平面坐標變化特征分析　　鄭西客運高速鐵路渭南河特大橋一跨渭河及二跨渭河段均為大跨度連續(xù)梁，橋梁伸縮變形引起的CPⅢ點位變動問題特別突出，其中尤以二跨渭河段問題最為嚴重，在建設期間曾導致該段落的軌道精調無法進行。本文以二跨渭河段大跨連續(xù)梁為例分析解

5、決橋梁伸縮變形引起CPⅢ點位變化的技術方法。鄭西客專二跨渭河段共有七跨長度逾400m、一跨長度逾200m的大跨連續(xù)梁，圖1為二跨渭河段大跨連續(xù)梁設計示意圖。　　　　圖1大跨度連續(xù)梁示意圖6　　圖1中D1、D2是為了精確測量梁縫長度變化量而在梁縫兩側防撞墻頂面錨固的膨脹螺栓，兩膨脹螺栓之間的距離值采用游標卡尺精確測定。在遠離固定支座端的大梁縫處CPⅢ點平面坐標變化最大，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，季節(jié)變換時大梁縫處縫隙長度因橋梁伸縮引起的變形值達14cm。由于CPⅢ點均布設在軌道兩側的防撞墻上，而防撞墻會隨橋梁一起發(fā)生變形，因此帶動CPⅢ點點位移動。其中，在遠

6、離固定支座端的大梁縫CPⅢ點坐標變化最大，采用自由設站交會法進行軌道精調時設站誤差達厘米級，遠遠超過2mm的限差要求，且其他各項指標均無法滿足軌道精調需要。溫度變化是影響橋梁伸縮變形量的主要因素，伸縮量分為線性溫度變化和非線性溫度變化。其中，線性溫度變化對橋梁伸縮量的影響占主導地位。為了探尋橋梁伸縮變形及其引起CPⅢ控制點點位隨溫度變化的規(guī)律，以便解決高速鐵路施工建設及運營維護期軌道精調作業(yè)中遇到的突出問題，施工單位配合設計單位對橋梁表面、梁體溫度、大氣溫度、大氣壓及梁縫長度進行了大量的監(jiān)測工作?？s變形，48h內最大伸縮變形達9．74mm;②梁

7、體伸縮變化量與大氣條件并未保持同步，無法采用大氣條件擬合法進行梁縫長度擬合計算。由于橋梁伸縮變形相對CPⅢ網(wǎng)的精度要求而言速率過快、伸縮量過大，因此重測該段的CPⅢ平面控制網(wǎng)后控制點相對精度仍難以滿足技術要求。施工單位曾在重測CPⅢ平面網(wǎng)36h后進行軌道精調作業(yè)，發(fā)現(xiàn)大梁縫處CPⅢ平面網(wǎng)點間相對精度無法滿足精調作業(yè)要求，因此簡單的重測難以徹底解決高速鐵路大跨度連續(xù)梁精調作業(yè)中遇到的CPⅢ點位變動的問題。綜合各種數(shù)據(jù)對比分析后，本文提出了實時坐標改化方法(專利號:CN101864709B)。該方法要求CPⅢ6平面控制網(wǎng)施測與梁大梁縫長度值監(jiān)測同步

8、進行，在采用該段CPⅢ網(wǎng)進行軌道精調時，再次測量大梁縫的長度，并計算實測的大梁縫長度與CPⅢ建網(wǎng)時大梁縫長度差值，進而確定大跨度連續(xù)梁的梁長伸縮量。根