地铁施工引起的高铁桥梁基础变形监测研究

摘要

目前我国已经建成并开通了武广、郑西、京沪等多条高速铁路和城际客运专线，初步构建了高速铁路网。为了快速疏散客流，按照我国目前交通领域“零换乘”的规划设计理念，大中型城市高铁车站地下往往还连接一条或多条城市地铁连接在一起，形成现代化的交通枢纽。
　　城市地铁线路由于种种原因，往往落后于高速铁路铁路建设，不能同步投入运行。这样就必然导致车站附近地铁施工会穿越已经开通运营高速铁路线路的情况。在城市附近，为节约用地，普遍采用以桥代路的策略，导致地铁隧道需要从铁路桥梁基础附近穿越。在地铁隧道施工过程中可能对邻近高铁桥梁基础产生扰动，导致高铁桥墩产生平面位移、倾斜及沉降等变形，而高速铁路无砟轨道对基础稳定性要求非常高，为确保高铁安全运营和结构安全，对地铁施工影响范围内的高铁桥梁基础变形进行监测非常必要。
　　论文研究结合南京地铁6号线穿越京沪高速桥梁和宁安沉降铁路桥梁的实际情况，构建了采用测量机器人、倾斜传感器与静力水准仪等多种现代监测设备和传感器的监测方案，对高速铁路桥墩的平面位移、倾斜和沉降等几个方面的变形进行监测，采用卡尔曼滤波法对实时监测的倾斜和沉降监测数据进行处理，有效地降低了监测数据的噪音。对各个不同类型的监测数据之间得到的桥墩变形规律进行对比，变化趋势一致，变化量稍有差异。
　　根据监测数据的综合分析，确定了宁安城际5＃桥梁基础附近隔离防护桩试桩施工期间的变形规律，确定了隔离防护桩的有效性;确定了京沪高速铁路桥梁基础附近隔离防护桩施工期间、盾构隧道穿越期间和穿越之后不同施工阶段的桥梁基础的变形规律，分析了不同阶段变形与对应工况之间的关联。
　　监测结果表明监测系统的有效性，客观反映了不同施工工况下高速铁路桥梁桥墩的平面位移、倾斜和沉降变化情况，为高速铁路安全运营和地铁施工安全防护决策提供了客观的数据，研究结论对其他类似工程具有一定的参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容

第2章 变形监测方案设计

2．1 工程概况

2．2 监测方案设计依据

2．3 监测目的及内容

2．4 监测方法及精度

2．5 监测点的布设

2．5．1 平面位移监测点的布设

2．5．2 倾斜监测点的布设

2．5．3 沉降监测点的布设

2．6 监测情况

第3章 高铁桥墩平面位移监测

3．1 基于测量机器人的平面监测系统

3．2 数据处理方法

3．3 数据分析

3．4 本章小结

第4章 高铁桥墩倾斜监测

4．1 基于倾斜传感器的自动化监测系统

4．2 数据处理方法

4．2．1 卡尔曼滤波法

4．2．2 平面位移求倾斜量的原理

4．3 数据分析

4．4 本章小结

第5章 高铁桥墩沉降监测

5．1 基于静力水准仪的自动化沉降监测系统

5．1．1 静力水准仪

5．1．2 数据采集系统

5．2 数据处理方法

5．2．1 光纤光栅传感器的计算方法

5．2．2 静力水准仪的计算方法

5．3 数据分析

5．4 本章小结

第6章 结论

致谢

参考文献