石武客专某区段沉降变形分析评估

1、    石武客专某区段沉降变形分析评估    韩彦芳【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+401.28dk305+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

2、.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+525.95dk303+401.28段路基与dk305+681.7dk306+577.41 段路基间，线路以桥梁通过，桩基直径1.0m，桩长2330.5m，墩身高度3.57.0m。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，314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3.1 as

3、aoka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：（；式中竖向应变；t为时间；z为排水距离；为固结系数。asaoka认为，以体积应变表示一维固结方程（可近似地用一个以级数形式的微分方程表示： （；式中s为总固结沉降量（包括瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降）；a1，a2，an 以及b均为取决于固结系数和土层边界条件的常数。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。沉降-时间关系曲线可分离为：，且t为常数；。如此，式可用递推形式表示： ；式中为沉降值；为无维数常量。对大多数实际情况，通常第1阶（n=1）近似就足够了，这样式（可简化：；

4、；式中沉降s即为待求未知量，因其本身及导数都是一次的，那么该式属于典型一阶线性非齐次微分方程。设地基初始沉降、最终沉降分别为和，则该方程的通解为：；在式中令，则当时间趋向无穷大时，且有，代入式可得本级荷载下最终沉降为：；因上述计算中只取了一阶导数，故式中得出不包含次固结沉降量。如沉降数据选自于加荷结束后，则瞬时沉降已完成。这样可包含瞬时沉降部分。图解法推算步骤如下：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；过一系列点（si，si-1）

5、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，取值对最终沉降量推算结果有直接影响。过小会造成拟合点波动性较大，拟合直线相关系数较小：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。一般取在30100d间。在实际推算中，宜同时多计算几个不同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，

6、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3250次观测， 沉降观测断面当前观测沉降量0.5666.085mm，架桥完成后至目前观测沉降量0.0101.090mm，后期沉降趋于稳定；曲线回归相关系数在0.9200.986间，均>0.92； 沉降观测断面计算工后沉降量0.0001.893 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0.0007.715mm，<8mm，这

7、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。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45个月，跨中当前梁体上拱量18.5019.65mm，且后期变形趋于稳定；梁体跨中弹性变形观测量10.710.8mm；终张拉60天后徐变上拱量实测值为5.356.60mm，满足规范要求l50m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。5.区段沉降变形评估区段整体工后沉降见下图，从dk303+401.28dk3