CN109978378A - 一种新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法 - Google Patents

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Abstract

一种新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，包括步骤一，确定监测项目；步骤二：计算监测控制偏离度δ1max；步骤三，确定监测控制偏离度δ2；步骤四：比较δ1max与δ2大小；步骤五：确定既有道路设施的控制偏离度δ；步骤六：对既有道路设施工后的损伤进行分级；步骤七：建立工后评估模型；步骤八：进行结构安全性核算；步骤九：比较各个结构中的应力与设计规范规定的最大应力的大小；步骤十：结构中的应力大于设计规范规定的最大应力，则对该结构采取补救措施。本发明解决了传统的评估方法比较单一、没有进行定量的分级、不能定量的说明施工对既有道路设施的影响程度以及评估结果比较粗略、不准确的技术问题。

Description

一种新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法
技术领域
本发明涉及道路工程领域，特别是一种新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法。
背景技术
新建工程指采用上穿、下穿、并行、上跨或连接等方式穿越既有道路设施，并对其结构或运行可能产生影响的新建或改扩建工程。根据穿越角度的不同，新建工程一般可分为正交(α＝90°)、斜交(15°<α<90°)和平行(α≤15°)三种方式。既有道路设施指建设完成或投入使用的道路及其附属设施，包括市政道路、市政桥梁、城市隧道、地下通道、公路、公路桥梁、公路隧道、人行天桥及上述结构的附属设施等。
新建工程施工过程中，位于其影响范围内的既有道路设施势必会受其影响产生附加应力和变形，当该附加应力或变形超过其承载极限时就会造成既有道路设施的损伤或破坏，从而威胁既有道路设施的运行安全。穿越施工完成后，为全面评定新建工程施工对既有道路设施的影响程度及既有道路设施的健康状况，需对新建工程进行工后评估；常规的工后评估方法方法主要是分析监测数据是否满足控制标准要求，满足即合格，方法比较单一，并不能定量的说明施工对设施的影响程度，没有进行定量的分级，将所有的工程影响都简单分为合格与不合格，评估结果比较粗略、不准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，要解决传统的评估方法比较单一、没有进行定量的分级、不能定量的说明施工对既有道路设施的影响程度以及评估结果比较粗略、不准确的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，包括步骤如下。
步骤一：进行施工现场勘测，并确定新建工程施工过程中影响范围内既有道路设施的监测项目。
步骤二：根据不同的监测项目分别计算既有道路设施的监测控制偏离度δ1，并选择其中的最大值作为最终的监测控制偏离度δ1max；其中，监测控制偏离度δ1的确定方法为。
步骤1，监测既有道路设施的最大变形值Umax：在新建工程施工过程中，对既有道路设施进行布点，监测既有道路设施的变形值，然后得出既有道路设施的最大变形值Umax。
步骤2：确定新建工程施工过程中既有道路设施的监测控制偏离度δ1：既有道路设施的监测控制偏离度δ1根据既有道路设施的监测结果，按式计算；其中，U0为允许变形控制值。
步骤三：确定新建工程施工后既有道路设施的监测控制偏离度δ2：当既有道路设施在新建工程施工后产生新的结构性损伤，δ2取1.0；否则δ2取0。
步骤四：比较既有道路设施的监测控制偏离度δ1max与既有道路设施的监测控制偏离度δ2的大小。
步骤五：确定既有道路设施的控制偏离度δ：将δ1max与δ2中大的值作为既有道路设施的控制偏离度δ。
步骤六：依据“控制偏离度δ”对新建工程施工中既有道路设施工后的损伤进行分级，分级的具体方法为。
当既有道路设施的控制偏离度δ≥1.0时，新建工程施工过程中对既有道路设施损伤大。
当既有道路设施的控制偏离度0.8≤δ＜1.0时，新建工程施工过程中对既有道路设施损伤较大。
当既有道路设施的控制偏离度δ＜0.8时，新建工程施工过程中对既有道路设施损伤较小。
步骤七：在软件中建立工后评估模型；工后评估模型包括有道路结构模型、桥梁结构模型以及隧道结构模型和挡墙结构模型。
步骤八：既有道路设施进行结构安全性核算：将测得到最大变形值Umax以及既有道路设施中各结构的材料参数输入到工后评估模型中；从而得到在既有道路设施在最大变形值Umax条件下，既有道路设施中各个结构的应力条件。
步骤九：比较各个结构中的应力与设计规范规定的最大应力的大小。
步骤十：若结构中的应力大于设计规范规定的最大应力，则对该结构采取补救措施，重复步骤七至步骤九的过程直至测得的各个结构中的应力比设计规范规定的最大应力的小，评估结束。
优选的，步骤一中的既有道路设施包括道路、桥梁和隧道。
优选的，步骤一中的监测项目包括道路的竖向沉降、隆起和不均匀沉降，桥梁的墩柱竖向沉降、墩柱的新增倾斜、统一盖梁的差异沉降和桥梁不同轴的不均匀沉降以及隧道的竖向沉降、隧道的上浮和伸缩缝位置不均匀沉降。
优选的，步骤三中新的结构性损伤包括道路出现塌陷、隆起、成面积的龟裂网状破坏，桥梁新增结构性裂缝、结构破损露筋、结构变形以及钢筋锈蚀，隧道产生渗漏、隧道侧壁新增结构性裂缝、隧道底板下方或侧壁内新增的不密实区域或空洞。
优选的，步骤八中所述既有道路设施中各结构的材料包括有道路的材料、桥梁的材料和隧道的材料。
优选的，若步骤九中比较的各个结构中的应力小于设计规范规定的最大应力，则既有道路设施正常使用，不会受到影响，评估结束。
优选的，步骤十中采取的措施为对结构进行加固或者替换或者注浆。
优选的，当步骤六中的δ≥1.0时，步骤十完成后还包括如下步骤。
步骤十一：对既有道路设施进行重新监测，确认损伤大的项目。
步骤十二：对既有道路设施损伤大的项目进行工后加固。
优选的，步骤十二中进行的工后加固具体为。
当道路出现塌陷时，对道路下方不密实区域进行注浆补强；其中，不密实区域根据地质雷达图谱确定，当图谱出现波动异常，出现不规律变化，则出现不密实区域，根据软件分析和经验对不密实区域尺寸和位置进行估测。
当道路出现隆起时，对道路进行养护维修。
当桥梁的墩柱基础沉降大于15mm时，对桥梁梁体的采取顶升支护。
当桥梁的墩柱倾斜大于千分之一时，对墩柱进行桩基托换。
当隧道沉降大于2mm时，对隧道下方的不密实区域进行注浆补强。
当隧道上浮大于1mm时，对隧道内的轨道、线路进行重新的调试。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明结合了施工变形监测数据，与控制值进行对比分析，创新性的提出控制值偏离度的概念，将传统的变形数据的对比进行了进一步的分析量化，通过比值得到变形的偏离程度，使变形分析更加准确与代表性。
2、本发明通过数值计算得到工后评价结论，将监测数据的变形值带入到结构中进行设计验算，从而得到在当前变形条件下结构的内力是否满足设计要求，将常规的只是简单分析变形数据升华到对结构安全行有定量的描述，使工后评估结果更加准确，克服了传统的评估方法比较单一、没有进行定量的分级、不能定量的说明施工对既有道路设施的影响程度以及评估结果比较粗略、不准确的技术问题。
具体实施方式
这种新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，包括步骤如下。
步骤一：进行施工现场勘测，并确定新建工程施工过程中影响范围内既有道路设施的监测项目。
步骤二：根据不同的监测项目分别计算既有道路设施的监测控制偏离度δ1，并选择其中的最大值作为最终的监测控制偏离度δ1max；其中，监测控制偏离度δ1的确定方法为。
步骤1，监测既有道路设施的最大变形值Umax：在新建工程施工过程中，对既有道路设施进行布点，监测既有道路设施的变形值，然后得出既有道路设施的最大变形值Umax。
步骤2：确定新建工程施工过程中既有道路设施的监测控制偏离度δ1：既有道路设施的监测控制偏离度δ1根据既有道路设施的监测结果，按式计算；其中，U0为允许变形控制值。
步骤三：确定新建工程施工后既有道路设施的监测控制偏离度δ2：当既有道路设施在新建工程施工后产生新的结构性损伤，δ2取1.0；否则δ2取0。
步骤四：比较既有道路设施的监测控制偏离度δ1max与既有道路设施的监测控制偏离度δ2的大小。
步骤五：确定既有道路设施的控制偏离度δ：将δ1max与δ2中大的值作为既有道路设施的控制偏离度δ。
步骤六：依据“控制偏离度δ”对新建工程施工中既有道路设施工后的损伤进行分级，分级的具体方法为。
当既有道路设施的控制偏离度δ≥1.0时，新建工程施工过程中对既有道路设施损伤大。
当既有道路设施的控制偏离度0.8≤δ＜1.0时，新建工程施工过程中对既有道路设施损伤较大，根据实际需要采取有效措施。
当既有道路设施的控制偏离度δ＜0.8时，新建工程施工过程中对既有道路设施损伤较小，不威胁既有道路设施的运行安全，不需要采取有效措施。
步骤七：在软件中建立工后评估模型；工后评估模型包括有道路结构模型、桥梁结构模型以及隧道结构模型和挡墙结构模型；其中道路结构模型包括道路结构层和路基层结构模型；桥梁结构模型包括桥梁梁体、墩柱、支座、桥台、盖梁；隧道结构模型包括隧道与通道的衬体、轨道的结构模型，挡墙结构模型包括挡墙的立板、基础、扶壁结构模型。
步骤八：既有道路设施进行结构安全性核算：将测得到最大变形值Umax以及既有道路设施中各结构的材料参数输入到工后评估模型中；从而得到在既有道路设施在最大变形值Umax条件下，既有道路设施中各个结构的应力条件。
步骤九：比较各个结构中的应力与设计规范规定的最大应力的大小。
步骤十：若结构中的应力大于设计规范规定的最大应力，则对该结构采取补救措施，重复步骤七至步骤九的过程直至测得的各个结构中的应力比设计规范规定的最大应力的小，评估结束；比如桥梁：墩柱沉降10mm，监测报告到此为止，然后把10mm变形设定到工后评估模型中，把工后评估模型中的墩柱的材料参数设定为钢筋混凝土参数，用强制位移法进行计算，计算完成得到墩柱的内部应力，通过查阅相关墩柱的设计规范，看这个内力能满足国家及地方规范，如果不满足就要采取措施，就可能不满足桥梁的使用要求。
本实施例中，步骤一中的既有道路设施包括道路、桥梁和隧道。
本实施例中，步骤一中的监测项目包括道路的竖向沉降、隆起和不均匀沉降，桥梁的墩柱竖向沉降、墩柱的新增倾斜、统一盖梁的差异沉降和桥梁不同轴的不均匀沉降以及隧道的竖向沉降、隧道的上浮和伸缩缝位置不均匀沉降。
本实施例中，步骤三中新的结构性损伤包括道路出现塌陷、隆起、成面积的龟裂网状破坏，桥梁新增结构性裂缝、结构破损露筋、结构变形以及钢筋锈蚀，隧道产生渗漏、隧道侧壁新增结构性裂缝、隧道底板下方或侧壁内新增的不密实区域或空洞。
本实施例中，步骤八中所述既有道路设施中各结构的材料包括有道路的材料、桥梁的材料和隧道的材料。
本实施例中，若步骤九中比较的各个结构中的应力小于设计规范规定的最大应力，则既有道路设施正常使用，不会受到影响，评估结束。
本实施例中，步骤十中采取的措施为对结构进行加固或者替换或者注浆。
本实施例中，当步骤六中的δ≥1.0时，步骤十完成后还包括如下步骤：
步骤十一：对既有道路设施进行重新监测，确认损伤大的项目；
步骤十二：对既有道路设施损伤大的项目进行工后加固，如对道路进行注浆、填缝、铣刨等；对桥梁进行顶升、桩基托换、基础注浆等；对隧道进行基础下部注浆、衬砌背后注浆、轨道调高等；工后加固具体为。
当道路出现塌陷时，对道路下方不密实区域进行注浆补强；其中，不密实区域根据地质雷达图谱确定，当图谱出现波动异常和不规律变化，则道路下方出现不密实区域，根据软件分析和经验对不密实区域尺寸和位置进行估测。
当道路出现隆起时，对道路进行养护维修。
当桥梁的墩柱基础沉降大于15mm时，对桥梁梁体的采取顶升支护。
当桥梁的墩柱倾斜大于千分之一时，对墩柱进行桩基托换。
当隧道沉降大于2mm时，对隧道下方的不密实区域进行注浆补强。
当隧道上浮大于1mm时，对隧道内的轨道、线路进行重新的调试。
本实施例中，步骤八中对既有道路设施中的各结构进行结构安全性核算的依据为：工前监测报告、工前评估报告、道路设施监测报告和工后监测报告确认穿越施工对既有道路设施的影响程度，并且结合测得的既有道路设施的最大变形值Umax、穿越工程最不利施工阶段以及工后监测报告；结构安全性核算通过软件，将测得到最大变形值通过指令输入到工后评估模型中，将各材料的参数输入到工后评估模型中，从而使得工后评估模型尽可能接近实际，然后软件计算，得到在这种变形条件下材料的应力条件，道路结构层；桥梁梁体、墩柱、承台；隧道的衬砌，轨道等的应力条件比如得到的钢梁的应力大于设计规范规定的最大应力，则这种就不合格。
上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一：进行施工现场勘测，并确定新建工程施工过程中影响范围内既有道路设施的监测项目；
步骤二：根据不同的监测项目分别计算既有道路设施的监测控制偏离度δ1，并选择其中的最大值作为最终的监测控制偏离度δ1max；其中，监测控制偏离度δ1的确定方法为：
步骤1，监测既有道路设施的最大变形值Umax：在新建工程施工过程中，对既有道路设施进行布点，监测既有道路设施的变形值，然后得出既有道路设施的最大变形值Umax；
步骤2：确定新建工程施工过程中既有道路设施的监测控制偏离度δ1：既有道路设施的监测控制偏离度δ1根据既有道路设施的监测结果，按式计算；
其中，U0为允许变形控制值；
步骤三：确定新建工程施工后既有道路设施的监测控制偏离度δ2：当既有道路设施在新建工程施工后产生新的结构性损伤，δ2取1.0；否则δ2取0；
步骤四：比较既有道路设施的监测控制偏离度δ1max与既有道路设施的监测控制偏离度δ2的大小；
步骤五：确定既有道路设施的控制偏离度δ：将δ1max与δ2中大的值作为既有道路设施的控制偏离度δ；
步骤六：依据“控制偏离度δ”对新建工程施工中既有道路设施工后的损伤进行分级，分级的具体方法为：
当既有道路设施的控制偏离度δ≥1.0时，新建工程施工过程中对既有道路设施损伤大；
当既有道路设施的控制偏离度0.8≤δ＜1.0时，新建工程施工过程中对既有道路设施损伤较大；
当既有道路设施的控制偏离度δ＜0.8时，新建工程施工过程中对既有道路设施损伤较小；
步骤七：在软件中建立工后评估模型；工后评估模型包括有道路结构模型、桥梁结构模型以及隧道结构模型和挡墙结构模型；
步骤八：既有道路设施进行结构安全性核算：将测得到最大变形值Umax以及既有道路设施中各结构的材料参数输入到工后评估模型中；从而得到在既有道路设施在最大变形值Umax条件下，既有道路设施中各个结构的应力条件；
步骤九：比较各个结构中的应力与设计规范规定的最大应力的大小；
步骤十：若结构中的应力大于设计规范规定的最大应力，则对该结构采取补救措施，重复步骤七至步骤九的过程直至测得的各个结构中的应力比设计规范规定的最大应力的小，评估结束。
2.根据权利要求1所述的新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，其特征在于：步骤一中的既有道路设施包括道路、桥梁和隧道。
3.根据权利要求2所述的新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，其特征在于：步骤一中的监测项目包括道路的竖向沉降、隆起和不均匀沉降，桥梁的墩柱竖向沉降、墩柱的新增倾斜、统一盖梁的差异沉降和桥梁不同轴的不均匀沉降以及隧道的竖向沉降、隧道的上浮和伸缩缝位置不均匀沉降。
4.根据权利要求2所述的新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，其特征在于：步骤三中新的结构性损伤包括道路出现塌陷、隆起、成面积的龟裂网状破坏，桥梁新增结构性裂缝、结构破损露筋、结构变形以及钢筋锈蚀，隧道产生渗漏、隧道侧壁新增结构性裂缝、隧道底板下方或侧壁内新增的不密实区域或空洞。
5.根据权利要求2所述的新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，其特征在于：步骤八中所述既有道路设施中各结构的材料包括有道路的材料、桥梁的材料和隧道的材料。
6.根据权利要求2所述的新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，其特征在于：若步骤九中比较的各个结构中的应力小于设计规范规定的最大应力，则既有道路设施正常使用，不会受到影响，评估结束。
7.根据权利要求2所述的新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，其特征在于：步骤十中采取的措施为对结构进行加固或者替换或者注浆。
8.根据权利要求2所述的新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，其特征在于：当步骤六中的δ≥1.0时，步骤十完成后还包括如下步骤：
步骤十一：对既有道路设施进行重新监测，确认损伤大的项目；
步骤十二：对既有道路设施损伤大的项目进行工后加固。
9.根据权利要求8所述的新建工程穿越既有道路设施的工后评估方法，其特征在于：步骤十二中进行的工后加固具体为：
当道路出现塌陷时，对道路下方不密实区域进行注浆补强；
当道路出现隆起时，对道路进行养护维修；
当桥梁的墩柱基础沉降大于15mm时，对桥梁梁体的采取顶升支护；
当桥梁的墩柱倾斜大于千分之一时，对墩柱进行桩基托换；
当隧道沉降大于2mm时，对隧道下方的不密实区域进行注浆补强；
当隧道上浮大于1mm时，对隧道内的轨道、线路进行重新的调试。
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