石武客专某区段沉降变形分析评估

2016-08-10韩彦芳四川建筑职业技术学院

大陆桥视野 2016年10期

关键词：沉降变形分析

韩彦芳 / 四川建筑职业技术学院

石武客专某区段沉降变形分析评估

韩彦芳 / 四川建筑职业技术学院

【摘要】本文在充分收集利用已有资料基础上，依据行业相应标准，采用Asaoka算法对该区段进行沉降变形分析及评估，为下一步的施工提供可靠依据。

【关键词】Asaoka算法；沉降；变形；分析

1.工程地质条件

本区段范围DK303＋401.28～DK305+681.70，为殷村镇特大桥，总长2280.42m。位于太行山东麓冲洪积平原及黄河冲积平原，地形平坦开阔。地势总体上由西向东倾斜。地层：粉土，粉质黏土,中砂，粗圆砾土，粉质黏土，粗圆砾土，粉质黏土，粗圆砾土，黏土。本段桥地震基本列度6 度；地震动峰值加速度：0.05g；土壤最大冻结深度：0.54m；本段未见地下水。

2.工程概况

本区段为殷村镇特大桥，位于DK301+525.95～DK303+401.28段路基与DK305+681.7～DK306+577.41 段路基间，线路以桥梁通过，桩基直径1.0m，桩长23～30.5m，墩身高度3.5～7.0m。孔跨布置：20*32+1*24+12*32+1*24+36*32。

该区段有桥台2个，桥墩69个，简支箱梁70片，其中承台、墩身有71个观测点，2孔32m徐变变形观测简支箱梁。本桥桥台采用一字台，台顶斜置，3～14号墩采用双曲线圆端型实体墩，墩台基础均采用钻孔灌注桩基础+承台+加台。

3.沉降分析与预测方法

3.1Asaoka算法

对一维固结问题，Mikasa固结微分方程采用应变形式表达如下：

Asaoka法基本思想利用已有沉降观测资料求出这些未知数，据此参数预估最终沉降。

对大多数实际情况，通常第1阶（n=1）近似就足够了，这样式(③可简化：

将时间划分成相等时间段△t，在实测沉降曲线上读出t1，t2。所对应沉降值Sl，S2……；再以Si-1和Si坐标轴平面上将沉降值Sl，S2……以点(Si，Si-1)画出，同时作出Si＝Si-1的45°直线；

图1　沉降曲线划分为相同的时间段

图2　Asaoka法示意图

过一系列点(Si，Si-1)作拟合直线与45°直线相交，交点对应沉降为最终沉降值；

在Asaoka法推算中，t∆取值对最终沉降量推算结果有直接影响。t∆过小会造成拟合点波动性较大，拟合直线相关系数较小：∆t 过大，Si点过少，易产生较大偏差，且对是否已进入次固结阶段不易作出判断。一般取t∆在30～100d间。在实际推算中，宜同时多计算几个不同t∆得出相应最终沉降值，而后在其中选取相关系数较好沉降值作最终沉降值。

4.沉降变形观测数据分析

该区段评估时据施工单位提供沉降变形观测数据进行计算、分析、预测。梁体徐变分析情况见表1，代表性观测点数据及时间—沉降分析图3,图4。

本段桥梁墩（台）71 个，共设承台观测标142个，墩（台）墩观测标73 个，简支箱梁徐变观测标12 个（2 孔），架梁于2010年1月8日完成，至2010年5月12日沉降变形观测期（124天）超过3个月。

该区段共开展32～50次观测，沉降观测断面当前观测沉降量0.566～6.085mm，架桥完成后至目前观测沉降量0.010～1.090mm，后期沉降趋于稳定；曲线回归相关系数在0.920～0.986间，均>0.92；沉降观测断面计算工后沉降量0.000～1.893 mm，均<15mm；预测时沉降观测值与预测时最终沉降量之比S(t)/S(∞)在76.3%～100%间，均≥75%；观测断面时间间隔不少于一个月两次预测最终沉降量差值0.000～7.715mm，<8mm，这些参数基本满足《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》(下称《指南》)及《客运专线铁路变形观测评估技术手册》(下称《手册》)要求。

表1　殷村镇特大桥预应力混凝土简支梁上拱量徐变分析结果汇总

图3　代表性观测点的数据及时间—沉降图（DK304+762）

图4　代表性观测点的数据及时间—沉降图（DK303+567）

断面DK304+762，工后沉降1.893mm，完成比率0.763，相关系数0.942。如图1。断面DK303+567，工后沉降0.000mm，完成比率1.000，相关系数0.926。如图2。

简支箱梁70孔，简支箱梁徐变观测标12 个（2 孔），简支箱梁梁体徐变观测期为4～5个月，跨中当前梁体上拱量18.50～19.65mm，且后期变形趋于稳定；梁体跨中弹性变形观测量10.7～10.8mm；终张拉60天后徐变上拱量实测值为5.35～6.60mm，满足规范要求L≤50m梁体跨中徐变上拱度<7mm要求。相应参数基本满足《指南》及《手册》要求。