线下工程沉降评估方法优化

线下工程沉降评估

无砟轨道铺设前，应对线下工程沉降作系统评估，确认工后沉降和变形符合设计要求。评估除采用曲线拟合法进行线下工程的单个测点评估外，同时应进行区段线下工程综合评估。

评估时发现异常现象或对原始资料存在疑问，应进行必要的检查。评估沉降无法达到设计标准时，应及时通知建设方、设计方、施工方、监理方，由业主组织各方分析原因，并采取相应措施。采用曲线回归法进行线下工程沉降评估，要求相关系数不得小于0.92。

目前，国内外采用的沉降预测评估方法较多，而每种预测方法均有其一定的适用范围，需要结合线下工程不同结构物和不同地质条件下的沉降变形观测情况，总结沉降变形特点，选择合适的预测方法。

8.4.7.1　路基工程沉降评估

1.判定标准

根据路基主体工程完工后不少于6个月（含不少于3个月验证期）的实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势。路基堆载预压段落卸载前必须进行评估，若预压期不足6个月且沉降趋于稳定，可结合工程类比和综合分析进行卸载评估。

桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于30 mm；无砟轨道路基工后沉降值不应大于15 mm。沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8 mm。

路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：

式中：S（t）——预测时的沉降变形观测值；

　　　S（t=∞）——预测的最终沉降值。

注：沉降和时间以路基填筑完成或堆载预压后为起始点。

设计预测总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值不宜大于10 mm。对监理单位平行监测的路基填方区段沉降变形数据进行分析评估，以验证施工单位沉降变形观测数据所得出的分析评估结论。

2.评估方法

沉降评估方法通常有规范双曲线、修正双曲线、固结度对数配合法（三点法）、指数曲线法、遗传算法双曲线法、Verhulst法、Asaoka法、灰色系统GM（1，1）算法等8种方法。

3.工后沉降的计算

设计工后沉降量按S工后=S1+S2计算，其中：S1为路基铺轨后运营100年发生的沉降，采用曲线回归方法获得；S2为无砟轨道结构自重荷载发生的沉降，计算用的压缩模量可根据观测资料反算获得。

4.计算沉降和观测沉降的比较

由于影响沉降计算的因素较多，沉降计算的精度无法达到要求，必须通过对沉降变形观测数据进行系统的综合分析评估，来验证和调整设计参数与措施。

通过沉降变形观测和评估来确定路基的真实压缩模量Es，以确定无砟轨道结构自重产生的附加工后沉降。如观测到的沉降量超过设计沉降量计算值的20%时，经过排除人为错误与设备故障，可尽早检查设计，采取措施确保工后沉降满足设计要求。

8.4.7.2　桥涵工程沉降评估

1.判定标准

根据桥涵实际荷载情况及观测数据，应作多个阶段的回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势。桥涵主体工程完工后观测时间需要满足桥涵（含架梁）主体工程完工后观测时间不少于6个月（含验证期不少于3个月）的要求，其中岩石地基等良好地质区段的桥梁，主体工程完工后观测时间不少于2个月。

墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：

对于有砟桥面桥梁≤30 mm，对于无砟桥面桥梁≤20 mm。

静定结构相邻墩台沉降量之差要求：对于有砟桥面桥梁≤15 mm，对于无砟桥面桥梁≤5 mm。超静定结构相邻墩台沉降量之差除应满足上述规定外，尚应根据沉降差对结构产生的附加应力的影响确定。

框构、旅客地道及涵洞在铺设有砟轨道时其工后沉降量不应大于50 mm，铺设无砟轨道时其工后沉降量不应大于15 mm。处于岩石地基等良好地质的桥梁，当墩台沉降值趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5 mm时，可判定沉降满足无砟轨道铺设条件。(www.xing528.com)

设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜大于10 mm。利用两次回归结果预测的最终沉降的差值不应大于8 mm。两次预测的时间间隔一般不少于3个月，对于岩石地基等良好地质的桥涵不应少于1个月。桥梁主体结构完工至无砟轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：

式中：S（t）——预测时的沉降变形观测值；

　　　S（t=∞）——预测的最终沉降值。

预应力混凝土桥梁上部结构的变形应符合以下规定：终张拉完成时，梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.05倍。扣除各项弹性变形、终张拉60 d后，L≤50 m梁体跨中徐变上拱度实测值不应大于7 mm；L＞50 m梁体跨中徐变变形实测值不应大于L/7 000或14 mm。不能满足上述要求时，应根据梁体变形的实测结果，确定梁体的实际弹性变形及徐变系数，并按下式估算无砟轨道的最早铺设时间t：

式中：Ф（∞）——根据实测结果确定的混凝土徐变系数终极值；

　　　Ф（t）——根据实测结果确定的铺设无砟轨道时混凝土徐变系数；

　　　Δ弹性——实测梁体终张拉后的弹性变形；

　　　Δ允许——L≤50 m时为10 mm，L＞50 m时为L/5 000或20 mm。

2.评估方法

对于一座桥不仅要进行单个墩台的沉降分析，同时也要对全桥作综合评估，控制相邻桥墩的不均匀沉降。当桥长很大时可根据地质情况和施工进度划分部分区段。

对于单一墩台的观测数据分以下四个阶段进行归纳、分析：架梁之前、架梁后至铺设二期恒载前、铺设二期恒载后至钢轨锁定前、钢轨锁定以后。综合评估时，对于预制梁桥，分桥墩台混凝土施工后、架梁前及架梁后三阶段进行；对于原位施工的桥梁及涵洞，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分为基础施工完成至桥墩完成、架梁前后、架梁后至铺设钢轨之前、铺设钢轨至钢轨锁定之前、钢轨锁定之后至正式运营之前、正式运营之后等多个阶段。

桥涵沉降预测采用曲线回归法参照路基执行。

8.4.7.3　隧道工程沉降评估

1.判定标准

隧道主体工程完工后沉降变形观测时间不少于3个月。当地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5 mm时，可判定沉降满足无砟道铺设条件。预测的隧道基础工后沉降值不应大于15 mm。

2.评估方法

隧道基础的沉降预测评估方法参照路基执行。

8.4.7.4　区段工程综合评估

按工期安排计划和施工单位管段进行区段划分，评估区段长度的划分应根据不同结构物的分布情况，结合架梁、铺轨等的具体情况综合确定。区段长度一般为3～5 km，不宜过短，宜包括路基、桥涵、隧道、过渡段等不同结构物，并注意评估区段之间的衔接问题。

在对路基、桥梁、隧道和过渡段等不同结构物的基础沉降变形预测评估完成后，应绘制区段或全线的沉降预测变形曲线，进行综合评估，确认其满足铺设无砟轨道的要求。

对于结构物沉降值超过设计要求，但沉降均匀且范围较长的地段，应进行专题研究确定评估标准。

8.4.7.5　过渡段工程沉降评估

判定标准：过渡段不同结构物间的预测差异沉降不应大于5 mm，预测沉降引起沿线路方向的折角不应大于1/1 000。

过渡段工后沉降的分析评估应沿线路方向考虑各观测断面和各种结构物之间的关系综合进行。

对线路不同下部基础结构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，应重点分析评估其差异沉降。

过渡段工程的沉降预测评估方法参照路基执行。