CN110470193B - 一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法，包括：S100、安装第一标尺和第二标尺，在桥墩上固定第一标尺，在箱梁上固定第二标尺，第一标尺与第二标尺正交从而彼此形成刻度基准，且第一标尺与第二标尺的其中之一为竖直放置，其中另一与箱梁相对桥墩的横向位移方向平行；S110、顶升箱梁，分离箱梁与桥墩；S120、横向移动箱梁，并读取第一标尺或第二标尺沿箱梁横向位移方向的刻度变化，从而确认纠偏速率以及纠偏精度。本申请的一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法，具有监测成本低的优点。

Description

一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法

技术领域

本申请涉及高速铁路桥梁病害整治技术领域，尤其涉及一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法。

背景技术

截至2018年底，我高速铁路运营里程已接近3万公里，已建成世界上最长的高速铁路网。为了跨越江河或保持高铁线路的平直、平顺，节约土地资源等原因，我国高速铁路桥梁占比都很高，铁路开通运营后，由于桥墩单侧堆载、基坑开挖或后期养护维修不对称施工等工程活动均可能导致桥梁偏移，无砟轨道横向变形超限，破坏轨道结构的平顺性，需及时治理修复。

现有的高铁纠偏技术，以移梁为主，具有施工周期短、对线路影响时间短、不影响附近建筑物安全稳定的优点，已成为桥梁纠偏的主要方法之一。在移梁过程中，线路对横向位移要求非常严格，横向位移超限时会严重威胁高铁运营的安全性与舒适性，因此移梁过程中必须具有精确且能实时监测箱梁位移的监测措施。目前常用的监测方法有全站仪监测、位移传感器监测等方法，其方法虽具有各自的优点，却在实际监测中均存在数据滞后、布置繁琐、数据不稳定、测量精度低、监测费用高等问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法，以解决监测费用高的问题。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法，包括：S100、安装第一标尺和第二标尺，在桥墩上固定所述第一标尺，在箱梁上固定所述第二标尺，所述第一标尺与所述第二标尺正交从而彼此形成刻度基准，且所述第一标尺与所述第二标尺的其中之一为竖直放置，其中另一与所述箱梁相对所述桥墩的横向位移方向平行；S110、顶升所述箱梁，分离所述箱梁与所述桥墩；S120、横向移动所述箱梁，并读取所述第一标尺或所述第二标尺沿所述箱梁横向位移方向的刻度变化，从而确认纠偏速率以及纠偏精度。

进一步地，在S110步骤之后还包括S130步骤；S130、临时固定所述箱梁与所述桥墩，列车运营过程中，读取所述第一标尺与所述第二标尺的刻度变化。

进一步地，S110步骤中，读取所述第一标尺或所述第二标尺沿所述箱梁的顶升位移方向的刻度变化。

进一步地，在S100步骤之前还包括S90步骤；S90、打磨所述桥墩固定所述第一标尺的区域，打磨所述箱梁固定所述第二标尺的区域。

进一步地，S100步骤中，所述桥墩包括基底、既有垫石以及临时垫石，所述第一标尺固定在基底、既有垫石或者临时垫石上。

进一步地，S100步骤中，所述第一标尺与所述第二标尺的其中之一竖直放置，并通过线锤校正，其中另一与所述箱梁相对所述桥墩的横向位移方向平行，并通过水平尺校正。

进一步地，所述第一标尺量程为20cm～60cm；和/或，所述第二标尺量程为20cm～60cm。

进一步地，S100步骤中，所述第一标尺与所述桥墩采用粘接或者螺钉连接；和/或，所述箱梁与所述第二标尺采用粘接或者螺钉连接。

进一步地，S110步骤中，采用竖向千斤顶顶升所述箱梁；和/或，S120步骤中，采用水平千斤顶横向移动所述箱梁。

进一步地，S110步骤至S130步骤中，采用人工监控和/或视频监控的方式读取所述第一标尺和/或所述第二标尺的刻度变化。

有益效果是：与现有技术相比，本申请的一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法通过设置第一标尺与第二标尺，且第一标尺固定在桥墩，第二标尺固定在箱梁上，第一标尺与第二标尺正交从而彼此形成刻度基准，其中之一可用于读取横向位移量，从而确认横向纠偏速率以及纠偏精度，简单可靠且成本低，更无需设置复杂且成本高昂的全站仪、位移传感器等，使得监测费用低。

附图说明

图1为本申请的安装方式实施例；

图2为第一标尺与第二标尺的相对位置实施例；

图3为本申请实施例的一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请实施例的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，在本申请实施例的描述中，“水平”、“平行”、“竖直”、“垂直”等术语并不是要求部件绝对水平、绝对竖直或者绝对平行。而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向大体符合水平面，并可以稍微倾斜-5°～5°，仅仅影响其精度，但不会对结果产生根本性的逆转；其他术语同理。

在运营铁路桥梁结构中，通常包括至少一个待纠正桥梁的桥段，桥段是指的桥梁长度范围内发生横向偏移的部分结构；如图1所示，桥段包括箱梁91以及支撑在土层上的桥墩92；桥墩92包括基底94、既有垫石96、以及临时垫石97，箱梁91包括梁体98以及设置在梁体98底端的既有支座93和临时支座93，在原有结构中，基底94与既有垫石96固定，梁体98下端的既有支座93支撑在既有垫石96上；在纠偏桥段的过程中，需要预先在基底94设置临时垫石97，并在梁体98下端增加临时支座93从而支撑在临时垫石97以提供临时支撑。

在本实施例中，如图1和图3所示：

首先安装第一标尺1和第二标尺2，即在桥墩92上固定第一标尺1，在箱梁91上固定第二标尺2，第一标尺1与第二标尺2正交从而彼此形成刻度基准，且第一标尺1与第二标尺2的其中之一为竖直放置，其中另一与桥墩92相对箱梁91的横向位移方向平行；可以理解的是，参考图2所示的相对位置实施例，若以第二标尺2竖直设置，则第一标尺1水平，可将第一标尺1作为水平高度的基准，读出第二标尺2在箱梁91相对桥墩92的顶升位移的差值，将第二标尺2作为横向位移的基准，可读出第一标尺1在箱梁91相对桥墩92的横向位移的差值；以第二标尺2水平设置，则第一标尺1竖直设置，同理。

然后，顶升箱梁91，预先采用竖向千斤顶(未标出)顶升箱梁91，分离桥墩92与箱梁91，具体地，桥墩92的基底94、既有垫石96以及临时垫石97与箱梁91分离，第一标尺1可以固定在基底94、既有垫石96或者临时垫石97上。

再然后，横向移动箱梁91，桥墩92保持不动，采用水平千斤顶(未标出)横向移动箱梁91从而实施横向纠偏，实施过程中读取第一标尺1或第二标尺2中水平设置的一个，确认沿箱梁91横向位移方向的刻度变化，从而确认纠偏速率以及纠偏精度，通常根据标尺刻度的不同精度可精确至0.1～1mm，纠偏速率一般推荐采用1～2mm/min，如发现纠偏速率或者纠偏精度超过预设值，即可及时控制水平千斤顶暂停工作以确认，本处所指的控制，可以是以信号连接电控制的形式，也可以是人为操控的形式。本方法通过第一标尺1以及第二标尺2监测箱梁91的横向位移量，从而确认横向纠偏速率以及纠偏精度，简单可靠，更无需设置复杂且成本高昂的全站仪、位移传感器等，使得监测成本低。

此外，在顶升箱梁91完毕后，还可通过临时支座93支撑在基底94与箱梁91之间从而临时固定箱梁91与桥墩92，此状态下，列车可以正常运营，在运营过程中，读取第一标尺1与第二标尺2的刻度变化从而获得基底94与箱梁91之间因列车运营振动而发生的横向位移量以及顶升位移量；本方法通过第一标尺1以及第二标尺2监测箱梁91的顶升位移量从而确认顶升纠偏速率以及纠偏精度，简单可靠，更无需设置复杂且成本高昂的全站仪、位移传感器等，使得监测成本低。

最后，确认线型，待铁路轨道线型确认无误，满足列车运行条件后，可完成箱梁91与桥墩92的固定，即将既有支座95与既有垫石96连接固定，实现桥墩92对箱梁91的支撑。在一种可能的实施方式中，第一标尺1与第二标尺2可为不锈钢尺或者热膨胀系数小的木尺，此外，第一标尺1与第二标尺2在安装时彼此应当紧贴，以防两者间隙导致读数误差。

在一种可能的实施方式中，顶升箱梁91的阶段可以通过读取第一标尺1或第二标尺2沿箱梁91的顶升位移方向的刻度变化，从而获得顶升位移量，以解决箱梁1整体沉降的问题，待沉降问题纠正后再解决横向纠偏的问题。

在一种可能的实施方式中，第一标尺1与第二标尺2安装前，应当打磨桥墩92固定第一标尺1的区域以及打磨箱梁91固定第二标尺2的区域，确保安装区域表面光滑无凹凸。

在一种可能的实施方式中，第一标尺1与第二标尺2的其中之一竖直放置，并通过线锤(未标出)校正其垂直度，其中另一与桥墩92相对箱梁91的横向位移方向平行，并通过水平尺(未标出)校正其水平度，使得读数精确可靠。

在一种可能的实施方式中，箱梁91与第二标尺2可以采用AB胶粘接或者螺钉连接，第一标尺1与桥墩92可采用AB胶粘接或者螺钉连接；具体地，第一标尺1可以固定在基底94、既有垫石96或者临时垫石97上，只要能与第二标尺2彼此正交从而形成刻度基准即可，当第一标尺1水平设置在既有垫石96或者临时垫石97上时，第一标尺1的固定位置以箱梁2和既有垫石96或者临时垫石97的距离来确定，保证第一标尺1以及第二标尺2交叉且具有合适的量程即可。

如图1所示，以第二标尺2竖直设置，则第一标尺1水平为例进行说明，第一标尺1的量程根据箱梁91的横向位移量可以设定为20cm～60cm；第一标尺1的量程根据箱梁91的顶升位移量可以设定为20cm～60cm；两者正交时，初始位置可以选择在读数的整数位置上以方便读数。

在一种可能的实施方式中，如图1所示，基底94与临时垫石97固定，可采用临时支座93支撑在临时垫石97与箱梁1之间从而临时固定箱梁91与基底94，一方面可以对第一标尺1与第二标尺2的数据进行分析，得到移梁纠偏施工中列车运营、温度、相邻墩纠偏施工等对箱梁位移的影响规律，为后续的移梁纠偏施工提供数据支持，另一方面也可以方便对既有支座93与既有垫石96调整，为后续的受力体系转换做准备。本处的受力体系转换是指的由临时支座93支撑箱梁1转换为维护后的既有支座93支撑箱梁1。

在一种可能的实施方式中，第一标尺1和/或第二标尺2的刻度变化可以采用人工现场监控和/或视频监控的方式实施，采用人工现场监控反应及时且成本低，采用视频监控可通过4G网络实时传递采集数据到施工总控制室，方便数据采集与智能化控制；可以理解的是，上述两种方式即可以单独实施，也可以结合实施，使得数据采集与控制更有效果。

在以上各种可能的实施方式中，如涉及对桥段的结构性施工，例如：顶升箱梁91、横向移动箱梁91等等，应选择在列车通行的天窗时间内实施以确保安全。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种监测箱梁与桥墩相对位移的方法，其特征在于，包括：

S90、打磨所述桥墩(92)固定第一标尺(1)的区域，打磨所述箱梁(91)固定第二标尺(2)的区域；

S100、安装第一标尺(1)和第二标尺(2)，在桥墩(92)上固定所述第一标尺(1)，在箱梁(91)上固定所述第二标尺(2)，所述第一标尺(1)与所述第二标尺(2)正交从而彼此形成刻度基准，且所述第一标尺(1)与所述第二标尺(2)的其中之一为竖直放置，其中另一与所述箱梁(91)相对所述桥墩(92)的横向位移方向平行，所述第一标尺(1)与所述第二标尺(2)安装时彼此紧贴；

S110、顶升所述箱梁(91)，分离所述箱梁(91)与所述桥墩(92)；

S120、横向移动所述箱梁(91)，并读取所述第一标尺(1)或所述第二标尺(2)沿所述箱梁(91)横向位移方向的刻度变化，从而确认纠偏速率以及纠偏精度。

2.根据权利要求1所述的监测箱梁与桥墩相对位移的方法，其特征在于：在S110步骤之后还包括S130步骤；

S130、临时固定所述箱梁(91)与所述桥墩(92)，列车运营过程中，读取所述第一标尺(1)与所述第二标尺(2)的刻度变化。

3.根据权利要求1或2所述的监测箱梁与桥墩相对位移的方法，其特征在于：S110步骤中，读取所述第一标尺(1)或所述第二标尺(2)沿所述箱梁(91)的顶升位移方向的刻度变化。

4.根据权利要求1或2所述的监测箱梁与桥墩相对位移的方法，其特征在于：S100步骤中，所述桥墩(92)包括基底(94)、既有垫石(96)以及临时垫石(97)，所述第一标尺(1)固定在基底(94)、既有垫石(96)或者临时垫石(97)上。

5.根据权利要求1或2所述的监测箱梁与桥墩相对位移的方法，其特征在于：S100步骤中，所述第一标尺(1)与所述第二标尺(2)的其中之一竖直放置，并通过线锤校正，其中另一与所述箱梁(91)相对所述桥墩(92)的横向位移方向平行，并通过水平尺校正。

6.根据权利要求1或2所述的监测箱梁与桥墩相对位移的方法，其特征在于，所述第一标尺(1)量程为20cm～60cm；和/或，

所述第二标尺(2)量程为20cm～60cm。

7.根据权利要求1或2所述的监测箱梁与桥墩相对位移的方法，其特征在于：S100步骤中，所述第一标尺(1)与所述桥墩(92)采用粘接或者螺钉连接；和/或，所述箱梁(91)与所述第二标尺(2)采用粘接或者螺钉连接。

8.根据权利要求1或2所述的监测箱梁与桥墩相对位移的方法，其特征在于：S110步骤中，采用竖向千斤顶顶升所述箱梁(91)；和/或，

S120步骤中，采用水平千斤顶横向移动所述箱梁(91)。

9.根据权利要求2所述的监测箱梁与桥墩相对位移的方法，其特征在于：S110步骤至S130步骤中，采用人工监控和/或视频监控的方式以读取所述第一标尺(1)和/或所述第二标尺(2)的刻度变化。

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