京沪高铁黄河特大桥周期性高低不平顺监测方法研究

摘要 自京沪高铁开通运营以来，多次轨道动态检测均发现京沪高铁黄河特大桥上存在周期性高低不平顺。我国高速铁路桥梁目前普遍采用32 m 跨度标准预应力混凝土简支箱箱梁，而黄河特大桥周期性高低的间距为32米，本文主要通过对动态检测和静态测量数据进行分析，研究京沪高速铁路32m箱梁徐变上拱对轨道高低造成的影响，分析高程变化的趋势及规律，确定精调时机，为轨道高低病害的预防和精调提出解决方案。

关键词：京沪高铁 人工观测 自动化沉降监测

中图分类号：U238 文献标识码： A

1概述

随着高铁的不断运营，预应力混凝土简支箱梁桥的梁体在预应力荷载作用下的上拱变形缓慢发展，在运营阶段梁体徐变变形的发展会引起桥面的立面线形不平顺，最终导致桥面轨道不平顺，影响行车运行安全和旅客舒适度。为了研究32米箱梁徐变上拱的变化规律及32米箱梁区段轨面高程变化规律，确定徐变上拱区段的高低病害调整的时机和解决方案，选定合适的监测方法显得尤为重要。

2人工观测方案

2.1测量地点设置

2.1.1 黄河桥有砟地段

选取黄河特大桥北23-28号梁，对应京沪高铁里程K397+450-K397+614。每月一次周期性观测，观测内容包括轨面高程、梁体变形。有砟段波形图波谷长度约7米，每个梁设11个观测点（每孔梁53根枕），轨面高程观测点与梁体变形观测点对应。在防撞墙上用膨胀螺栓做点，通过测量防撞墙的变化观察梁体变形。：

选取黄河特大桥北50-54号梁，对应京沪高铁里程K396+600-K396+731。每月一次周期性观测，观测内容包括轨面高程、梁体变形。I型板动检波形图中波谷的长度约为8米，每个梁设13个观测点（每孔梁51根枕），轨面高程观测点与梁体变形观测点对应。在防撞墙上用膨胀螺栓做点，通过测量防撞墙的变化观察梁体变形。

2.2观测数据分析

2.2.1黄河桥有砟地段

从上表可以清楚的看到，选取的观测周期正好是一年当中的最低温缓慢升高至最高温的时间段。轨温最高（31℃）最低（-5℃）差为36℃。

上图所示，Y轴负值表示轨面实测高程与设计高程相比的下沉量，X轴表示运营里程。从上图可以看出两端（梁端）轨面变化较小，图中间（箱梁中间部位）轨面高程变化较大，最大变化量1.8mm。

综上所述，根据图示与轨温变化规律可以得出：当温度越低时，轨面下沉量越大，反之，当温度逐渐升高时，轨面下沉量也随之渐渐变小。

2.2.2Ⅰ型板地段

从上表可以清楚的看到，选取的观测周期正好是一年当中的最低温缓慢升高至最高温的时间段。轨温最高（31℃）最低（-3℃）差为34℃。

上图所示，Y轴负值表示轨面实测高程与设计高程相比的下沉量，X轴表示运营里程。从上图可以看出两端（梁端）轨面变化较小，图中间（箱梁中间部位）轨面高程变化较大，最大变化量1.3mm。

综上所述，根据图示与轨温变化规律可以得出：当温度越低时，轨面下沉量越大，反之，当温度逐渐升高时，轨面下沉量也随之渐渐变小。

3自动化沉降监测方案

3.1自动化沉降监测设置情况

两套系统均安装于铁路左侧（下行方向），电缆沟盖板上方的防撞墙外侧。每套系统各5个监测点，测点1至测点5由小里程方向（京向）向大里程方向（沪向）依次固定安装。设备箱安装于测点1附近的声屏墙混泥土基座上，设备箱内部有储液罐、太阳能控制器、蓄电池、数据采集器和无线收发设备等。太阳能电池板安装于测点1附近，临近的另一孔梁防撞墙外侧。

3.2自动化沉降监测采集数据

3.2.1 Ⅰ型梁

图表 2 Ⅰ型梁温度曲线图（5月22日至9月20日）

3.2.2有砟梁

图表 3 有砟梁沉降曲线图（5月22日至9月20日）

图表 4 有砟梁温度曲线图（5月22日至9月20日）

4结论

人工观测和自动化沉降监测数据都能反映出箱梁随温度降低而上拱，梁端变化小，跨中变化较大。两种不同的测量方式采集的数据得出的结论相接近。自动化沉降监测数据是可信的，且全天候24小时实时监控，投入工时少，而人工观测为每月一遍，存在局限性。