鐵路勘察設計論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇鐵路勘察設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：高速；鐵路；隧道；圍巖分級

由于當前國內外盛行的隧道圍巖分級，大多僅適用于長度及埋深較小或勘探工程量很多、或開挖有導洞等條件的圍巖分級。我國多年的勘探設計資料表明，在勘察階段，其工程量是比較少的，特別是深埋長大隧道，即或有較多的勘探工程量，但與埋深和長度相比較，其控制程度遠不如一般的地下洞室，仍是很有限的。在此情況下，如何做好深埋長大隧道的圍巖分級、評價是相當關鍵的。為此，必須對隧道全線工程地質條件做全面、深入的了解，進而尋求一些新的方法去獲得巖石的RQD值、結構面狀態、巖體完整性等資料。

另外，高速鐵路隧道與其他隧道相比有各自的特點。水電隧洞雖然規模大，但勘探工作十分詳細，而且其位置本身就是選地質構造、地層巖性相對優良的地區。鐵路因為展線的需要則有時不得不穿越地質條件很差的地段。所以，在施工過程中因圍巖級別的諸多問題（如設計中確定圍巖級別與實際圍巖級別的差異、按照規范確定的圍巖級別進行支護仍然滿足不了要求等）而往往延誤工期，提高工程造價甚至發生工程事故。作者參與了正在建設的云桂高鐵（昆明到南寧高速鐵路）的施工，在施工中最為棘手的問題就是前期勘察設計階段對隧道地質情況了解不全面，導致工程進度困難、造價調整、事故頻發、高頻率的設計變更等諸多問題。

因此，根據高速鐵路隧道的特點盡快建立有效的圍巖分級方法已成為廣大高鐵建設者的強烈愿望，也成為高鐵工程地質研究急需解決的課題。我認為，所謂有效的圍巖分級就是技術上可行，能充分利用勘察設計、施工階段的工作信息，逐步由粗到細的一種分級，并能立即用于指導施工的分級。本論文就是沿著上述思路開展研究工作的。

1 基于TSP探測成果的圍巖分級

根據設計階段的地質勘察工作成果可以對隧道的圍巖進行分級，這一分級結果對于指導設計和招標、投標均能起到一定的作用。但是，由于勘察工作的現場調查是在地表進行的，對隧道的圍巖分級帶有很大的推測性；鉆探雖然深達隧道位置，但鉆孔數量有限；物探雖然也是進行深部探測，但難以對圍巖的頻繁變化做出較為準確的探測；這種分級的準確性和精度都難以保證，而地質條件本身的復雜性又使其更為困難。所以，更靠近隧道的、更為準確的分級就成為隧道設計、施工人員的迫切需要。

TSP和其它反射地震波方法一樣，采用了回聲測量原理。根據對TSP探測資料的解釋，每次可得到掌子面前方150m左右的范圍內圍巖的地質狀況，并由巖性變化、巖體中富水性強弱程度和換算出的圍巖力學，參數按照《鐵路隧道設計規范》進行圍巖分級。根據TSP探測結果所得的圍巖分級結果這與勘察階段的圍巖分級結果基本一致。但是，根據TSP探測的圍巖分級與勘察階段的圍巖分級相比，又有一定的差別，表現在各類圍巖的距離較短，顯然更為精確，將其直接應用于指導設計和施工更為可靠。另外，同一級圍巖中包括了不同的軟硬程度的巖石，或者巖性類似，但富水情況不同，這顯然更為接近圍巖實際，使設計和施工人員有了更為可靠的依據，也為施工過程中的變更設計提供了極有價值的資料。

2 基于超期水平鉆孔的圍巖分級

利用超前鉆孔確定掌子面前方圍巖級別主要是依據鉆速的快慢機鉆孔中回水的顏色來判斷前方掌子面圍巖的巖性、構造及巖石的破碎程度，進而判斷圍巖級別。其工作程序是，首先對掌子面圍巖特征進行描述，作掌子面地質素描圖，然后進行鉆探，在鉆進過程中記錄鉆進速度、回水的顏色、從鉆孔沖出的巖石顆粒大小等，最后對這些資料進行整理分析，確定圍巖級別。在被鉆的圍巖開挖過程中對圍巖進行詳細描述，并作開挖面地質素描圖，一方面為了驗證分級結果，另一方面，為后續的圍巖分級積累經驗。當然，由于目前還沒有根據鉆進資料進行圍巖分級的定量指標體系，所以，根據我們的經驗，這種分級應該是在一個隧道掘進過程中，特別是在掘進初期就不斷總結完善十分重要。實踐證明，在掘進到幾十米后即可通過信息反饋總結出一些規律。

從云南山區多座隧道的圍巖分級實例發現，不同級別的圍巖在鉆進過程中表現出不同的特征，這些特征就是區分圍巖級別的依據。通過觀察總結，對于鉆進工程中的現象得出如下認識：

（1）鉆進正常表明圍巖節理少，巖體完整；卡鉆表明圍巖破碎，往往是幾組節理交匯的反映，而且顯示節理較為密集；吃鉆表明是從堅硬巖層突然進入軟弱巖層，而且軟弱巖層一般出露寬度大于20cm。

（2）鉆進過程中流出的液體顏色是巖性的反映。

（3）從鉆孔中沖出的巖粉粗表明巖石軟弱或破碎，巖粉細表明巖石堅硬或完整。

（4）從鉆孔中流出的水流量越大，表明巖體中裂隙越發育。

（5）鉆進速度快表明巖石軟弱，鉆進速度慢表明巖石堅硬，但對因裂隙發育而出現的卡鉆現象或巖石軟弱出現吃鉆現象的情況需區別分析。鉆速忽快忽慢表明圍巖變化頻繁。由于對于指導施工來說圍巖級別不宜變化頻繁，特別是不宜在1～2m左右變化，所以，根據鉆速變化進行圍巖分級時必須結合其他現象綜合考慮。

3 基于監控量測資料的圍巖分級

雖然已經有不少的研究者已經提到應用監控量測資料進行判斷圍巖性質，進而確定下一工序的支護參數，但截至目前還沒有一個判斷標準，甚至用哪些指標來判斷也沒有形成統一的認識。而應用監控量測數據進行圍巖分級則一方面開展的較少，另一方面研究程度更低。

總所周知，圍巖級別不同，隧道開挖后圍巖的松動范圍大小不同，圍巖應力調整時間的長短不同，圍巖施加在襯砌上的荷載（特別是施加在初期支護上的荷載）大小也不同。所以，根據以上認識，通過對圍巖與初期支護直接的接觸壓力的分析，我們提出以圍巖與初期支護直接的接觸壓力趨于穩定的時間（d）、圍巖與初期支護直接的接觸壓力變化速率（MPa/d）（監控量測數據穩定之前）兩個指標作為圍巖分級的依據。

綜上所述，高速鐵路隧道圍巖分級雖然已經進行了很多的研究工作，然而，研究工作是沒有止境的，有些問題，限于資料不足，加之作者才學疏淺，目前尚無力進行研究，即使本論文討論的問題，也難免有不盡人意之處，因此，作者懇切希望得到師友們的批評指正。

參考文獻

篇(2)

英文名稱：Urban Mass Transit

主管單位：中華人民共和國教育部

主辦單位：同濟大學

出版周期：月刊

出版地址：上海市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1007-869X

國內刊號：31-1749/U

郵發代號：4-621

發行范圍：

創刊時間：1998

期刊收錄：

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

期刊榮譽：

聯系方式

篇(3)

關鍵詞： 連續梁橋；時程分析；地震波入射角度；Midas Civil有限元軟件

中圖分類號：U448.21+5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）17-0089-02

0 引言

在最近的汶川地震和雅安地震中，橋梁工程作為生命線工程在搶險救災中突顯出了重要的作用。雖然汶川地震中地震能量得到了一定的釋放，但近來地震頻發表明一個地震活躍期的到來，因此在新的橋建設中應特別注意抗震性能的設計，確保生命線的暢通。

為了研究不同地震波入射方向對連續梁橋的地震動響應的影響，以某48+80+48m的連續梁橋為研究對象，計算得到了多種工況下的地震響應。

1 工程概況

主橋采用48+80+48m預應力混凝土連續梁橋，橋梁全長177.5m，L邊/L中=0.6。橋面寬度：防護墻內側凈寬9.0m，橋上人行道欄桿內側凈寬12.1m，橋面寬12.2m。橋梁總體布置如圖1所示。

2 有限元模型

采用Midas Civil軟件建立有限元模型，主梁、墩和樁均采用梁單元模擬。采用m法模擬樁土相互作用。由文獻[1]可知樁周土的約束可用土彈簧來描述，其等代土彈簧桿單元的剛度由土介質的m值計算，具體規定見文獻[2]，其定義為：？滓zx=m·z·xz（1）

式中？滓zx是土體對樁的橫向抗力，z為土層深度，xz為樁在深度處的橫向位移（即該土處的橫向變位值）。由此，可求出等代土彈簧的剛度Ks

式中，a為土層厚度，bp為該土層在垂直于計算模型所在平面的方向上的寬度，常取為樁計算寬度，有限元模型如圖2所示。

固有頻率和振型是橋梁動力計算中的重要依據，采用子空間迭代法對該鐵路橋全橋模型進行模態分析，三個方向的主要自振頻率和對應振型見表1和圖3。

從表1可以看出，橋跨結構基本頻率為0.926 Hz，說明結構基本頻率較低，自振周期較長。

3 地震時程分析

地震動時程采用1989年的Loma Prieta地震波，如圖4所示。

地震波沿水平入射，入射角度取為0°、45°和75°，主要以橋梁墩底內力和跨中位移為研究對象。分別對上述地震入射角度建立計算工況，計算結果如下圖所示。

分析不同地震波入射角時的墩底內力可以發現，地震波入射角對于地震響應值有重要的影響。對于墩底順橋向剪力而言，當地震波沿順橋向輸入時墩底剪力最大，75°時最?。粚τ诙盏讬M橋向彎矩也是表現出同墩底剪力一樣的規律。查看地震波入射角對于跨中位移的影響，順橋向位移表現出和墩底內力同樣的變化規律。對于橫橋向位移，當地震波沿順橋向輸入時（即地震波入射角度為0°時），跨中橫橋向位移為0，這也是可以想象得到的。對于入射角為45°和75°時，橫向位移不為0且45°時較大。

由此可見，地震波入射角度的不同和地震響應的方向選取的不同會對計算結果產生非常大的影響，如橫橋向位移，有時可能會產生截然相反的響應規律和結論。因此在進行地震響應分析時，應對不同地震波入射角度進行分析，并選取最為不利的響應方向作為研究對象。最后選取最不利入射角度作為計算條件，進行計算分析。

4 結論

對某典型的連續梁橋進行了地震時程分析，考慮不同的地震波入射角度。計算結果表明，地震波入射角度和地震響應的方向是地震分析中不可忽略的因素。輸入不同方向的地震波和提取不同方向的響應值，會對分析結論產生很大甚至相反的影響，應予以重視。

參考文獻：

[1]中華人民共和國鐵道部標準.鐵路橋涵地基和基礎設計規范.10002.5-2005.

[2]預應力混凝土連續梁橋.范立礎.人民交通出版社.1985.1.

[3]中華人民共和國鐵道部標準.鐵路橋涵施工規范.TB10203

-2002.

[4]李亞東.橋梁工程概論.西南交通大學出版社.2007.5.

[5]鐵道部第四勘察設計院.高速鐵路.中國鐵道出版社，1984.2.

篇(4)

關鍵詞：鐵路工程; 概預算; 分析

中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號：

工程投資控制，一直是建設領域十分關注的問題。廣大從業人員、專家學者、各級相關部門等，都在不斷地探求其有效控制途徑，并取得了較好的效果。工程投資控制的關鍵要素一是基于設計標準、設計方案、設計規范等形成的項目設計圖紙，二是遵循概預算法規、定額和市場價格等編制的概預算。該概預算經投資商審查后，項目的總投資額便確定下來，這便是后續階段投資控制的基準點。一旦設計標準、設計方案、設計范圍、概預算編制辦法和定額、市場價格發生變化，便引起投資調整，則投資基準點也應及時修正。鐵路工程建設是國家大中型基本建設的重點領域，直接關系到國民經濟的發展計劃，因此，其關注度很高。鐵路線路走向、車站布置、建設標準等又是地方政府十分關心的大事，要取得鐵路建設與地方經濟發展“共贏”的良性循環，設計單位就必須在鐵路工程建設的前期合理確定建設方案，并依據相關法規、技術資料、市場行情依法估算項目投資。

工程初步設計是論證和優化設計方案、控制投資的關鍵階段，如何客觀公正、依法合規、高質量地編制概預算，是工程經濟專業人員必須關注的課題。本文就目前鐵路工程建設編制概預算存在的一些問題進行分析與探討，提出可采取的對策與措施，并通過工程實例驗證采取這些措施的可行性。

1 概預算編制存在的主要問題

1.1 與設計專業之間溝通不夠

目前，鐵路各大設計院專業分工基本相同，設計專業負責確定工程數量，工經專業根據設計專業提供的工程數量和相關資料編制概預算。如果設計專業對工程數量與定額的匹配產生理解上的偏差，就會導致部分工程數量的差、錯、漏現象。而工經專業在編制概預算時，也存在照葫蘆畫瓢的現象。盡管工經專業在不同設計階段都要求設計專業依照計量規則提供工程數量，但設計專業提供的工程數量依然不能與定額完全匹配。

另一方面，工經專業依據設計專業提供的資料完成施工組織設計后，未能及時將其反饋給設計專業進一步完善和優化設計方案。例如，為滿足工期要求，箱梁采用現場預制或現澆(支架方式或移動模架方式) 施工方案，要求隧道需加設輔助坑道，路基需采取預壓施工措施等，如果不及時將這些變化反饋給設計專業，就會造成設計方案的缺陷，也會造成工程數量的不準確，編制的概預算就會產生偏差。

1.2 概預算基礎資料調查分析不到位

勘察設計階段調查收集概預算基礎資料，是工經專業編制概預算的基礎。這些基礎資料和內容主要包括: 征( 租) 地拆遷文件及補償標準、水電價格文件及收費標準，地材價格信息、測算資料及內容組成，各種材料價格、供應和運輸方式等。如果調查收集的基礎資料不全，整理、分析不到位，采用的各種價格或部分價格不符合實際，或有較大的偏差，那么編制的概( 預) 算其準確性就無從談起。

1.3 施工組織設計亟待加強

盡管鐵道部對加強鐵路工程施工組織設計作出了有關規定，但由于種種原因執行不到位，達不到規定的要求。一是確定的建設周期不合理，留給設計單位開展設計的時間太短，直接影響到工程的設計深度、設計方案的論證和優化、編制概預算的準確性; 二是影響到臨時工程的設計深度和規模，進而影響到概預算編制的準確性，而且對環保生態、土地占用等也帶來不應有的影響?？傊?，設計時間短、深度不夠，影響到了施工組織方案的編制。采用有缺限的施工組織方案到了施工階段便會引起各類變更，使工程投資得不到有效控制。所以，應合理確定工期，加強施工組織設計。

1.4 對概預算法規條文理解不全面、不正確

工經專業人員對編制概預算的法規文件學習不夠，達不到熟練掌握和正確應用的程度，遇到問題不能正確處理往往造成嚴重后果。如有些項目使用壓漿定額不按設計標準進行抽換，造成很大的概預算誤差。

1.5 低級錯誤時有發生

在編制概預算時，由于工程數量單位與定額單位的換算失誤，最終造成編制的概預算產生數量級錯誤。

2 采取的對策與措施

2.1提高工經專業人員的業務素質

工經專業人員不能僅僅停留在根據設計專業提供的工程數量被動套用定額的水準上，應加強專業知識的學習，進一步提高業務素質。一是要主動學習工程設計(如線路、橋隧及四電) 方面的相關技術，施工組織方面的相關知識; 二是熟練掌握概預算編制辦法及規定，掌握定額的使用等; 三是熟悉與設計專業溝通和協作的工作內容。通過學習和實踐達

到提高自身業務素質的目的。

2.2 加強對概預算基礎資料的調查收集與分析

鐵路工程建設涉及到不同的地區，跨越不同的經濟發展帶，應按鐵道部的《鐵路工程施工組織設計指南》( 鐵建設［2009］226 號) 的規定，根據工程設計范圍調查收集當地政府有關征( 租) 地拆遷補償的有關規定和標準、水電價格規定和標準，地材市場價格、供應渠道及運輸方式等。對調查收集的基礎資料進行整理、歸類與分析，為編制概預算奠定基礎。

2.3 深化施工組織設計

在設計專業論證和優化設計方案的基礎上，工經專業人員應按照《鐵路工程施工組織設計指南》的要求和工程實際，深化施工組織設計，合理安排工期、配備資源以降低消耗。特別是臨時工程要統籌兼顧，既要滿足施工的需要，又要少占耕地，并注意對環境的保護，將對環境的影響降低到最低程度。

2.4 加強對概預算法規的學習與掌握

關于如何編制鐵路基本建設工程設計概預算，鐵道部了《鐵路基本建設工程設計概(預) 算編制辦法》(鐵建設［2006］113 號)、《鐵路基本建設工程投資預估算 估算 設計概預算費稅取值規定》(鐵建設［2008］11 號) 及與之配套的鐵路概預算定額等。工經專業人員在學習和掌握專業知識的同時，應加強對編制概預算法規的學習，熟練掌握條文內容，達到精通和靈活運用的程度，這也是對從業資格起碼的要求。

另外，工經專業人員在編制概預算工作中，應認真對待每一個數據、每一個計量單位，盡量避免低級錯誤的出現。同時建議鐵路行業定額編制單位，將定額單位量綱統一取定為“1”，或將“鐵路工程投資控制系統”軟件進行功能升級，自動完成工程數量與定額間的單位換算。

3 結束語

鐵路工程建設是國家大中型基本建設的重點領域，直接關系到國民經濟的發展計劃，其投資控制始終是關注的重點。那么，如何依據相關法規和定額編制建設項目的概預算，并在后續階段有效控制其投資，是值得分析與探討的問題。針對目前概預算編制存在的 5 個方面的主要問題，提出提高工經專業人員的業務素質、加強對概預算基礎資料的調查收集與分析、深化施工組織設計及加強對概預算法規的學習與掌握等相應措施。

參考文獻:

[1] 張慧,等.項目施工階段成本管理淺析[J].施工技術,2008，（10）.

[2] 冉崇華.施工企業應加強成本管理[J].財會通訊,2009，（6）.

[3] 吳尚榮.鐵路施工企業加強成本管理的幾點思考[J].大交通,2011，（3）.

[4] 李相富，鐵路施工企業項目成本控制措施[J]，科技創新導報，2009，23(11).

篇(5)

【關鍵詞】高速鐵路;大跨度橋梁;運營監測

1引言

目前，高速鐵路橋梁運行安全問題已成為我國鐵路部門一個重要的問題，在實際鐵路管理中必須采取一定的措施確保高速鐵路橋梁的安全運行，特別是對高速鐵路大跨度梁的安全監測必須要做好，因為大跨度橋梁規模較大，結構形式復雜，所以在設計和運營階段很難掌握其力學性能。應定期實施橋梁結構穩定性監測，以便更好地保證其安全運行的重要條件。

2京滬高速鐵路大跨度橋梁監測中存在的問題

2.1沉降觀測法不夠科學、合理

我國很多大跨度橋梁運營監測一般采用普通三角高程測量、電子橋梁監測系統以及幾何水準等，但是在實際監測過程中由于受監測成本、現場地形等方面的限制，很難滿足運營監測需求，再加上大跨度橋梁建設地形比較特殊，使現有的運營監測方法很難實現目前鐵路橋梁的發展。

2.2橋梁監測系統不健全

在高速鐵路電子橋梁監測系統的應用中，一些大的系統都是建立在合成孔徑雷達監測等技術上，但是這些技術很難得到絕對沉降量，監測成果可以實際應用的成分并不多，且應用成本較高，沒有得到大面積的推廣，因此，所有橋梁運營監測仍以傳統測量方法為主，但是這種測量方法很難跟上時展的步伐，已不能滿足高技術含量的橋梁監測的需求[1]。

3高速鐵路大跨度梁運營監測技術

3.1觀測元器件的設置

對鐵路大跨度梁實施運營監測分析，橋梁岸上基準和三角座的測定是CRTSⅡ型板軌道基準網測釘結構進行測量。選用的材質為不銹鋼，規格為：1Cr18Ni9，具體結構形式如圖1所示。橋梁岸上基準點高程利用幾何水準測量，在測量過程中利用水準適配器保證測量精確度的提高；另外，測量過程中也要將橋梁的頂部圓錐精度控制在0.1mm以內，這樣能很好地保障水準適配器作用的發揮，提高觀測元器件的監測水平。

3.2科學設置基準點

運營期間，橋梁結構物的變形監測應充分利用精測網的平面控制點和水準基點作為水平和垂直位移監測的工作基點，根據橋梁跨度監測需要，還要在此基礎上建立監測期的基準點，并且在測定的過程中與精測網中線路控制點進行聯測。根據相關規范及運營經驗，制定相應的復測周期，基準點要求建立在沉降變形區以外便于長期保存的穩定地區，便于長期使用分析的需要，并且要進行相應的編號。監測技術必須符合《國家一、二等水準測量規范》（GB/T12897—2006）中的相關規定，只有這樣才能更好地提高基準點的監測成果。

3.3儀器設備要求

變形監測手段較多,傳統的幾何水準監測是當前鐵路運營監測的主要手段，廣泛應用于多條鐵路的運營監測，其測量精度高,但是易受環境的影響，且需要投入大量的人力和物力，且受列車運行影響，只能在夜間有限的時間段內進行，作業效率不高。自動化沉降變形監測技術近年來越來越普遍地得到應用，其特點是監測精度高，人工干預少，受監測條件影響小，例如在合武鐵路合肥段，采用ATR自動目標識別和照準功能的全站儀，儀器標稱精度不低于規定范圍的精度值，在2臺全站儀安裝的過程中，將首位置安裝在特殊的加工反射凌鏡中，實現了自動化監測，京滬高鐵部分地段使用自動化靜力水準儀器，數據遠程適時傳輸。但自動化設備一次性投入成本相對較高。綜合考慮各方面條件，運營監測應仍以傳統二等水準監測為主，自動化監測為輔；重點難點工程以自動化監測為主，二等水準監測方法為輔。常規二等水準監測與自動化監測優勢互補、互為備份，亦可相互校核。

3.4大跨度梁運營監測系統的構建

3.4.1監測點的設置

考慮自動化監測的需要，監測點的設置一般通過有限的傳感器獲取整個系統的運行狀況信息，從而獲取更加準確的監測信息。目前，這種方式的應用一般是憑借經驗進行處理，由于受外界環境等多方面因素的影響，這種監測方式并不能完全確保傳感器精確地完成監測任務。當數據異常時，需要介入傳統的人工監測，檢核自動監測數據，所以監測點的布設還要考慮傳統監測的需要，以滿足人工監測要求；其次，要根據橋梁監測的具體內容測定各個部位的信息，同時確定最大應力分布和可能產生的應力集中位置；再次，在有限元分析過程中，要做好系統的優化分析，設計人員設計時必須將安全問題和質量問題放在首要位置，只有這樣才能更好地進行評估，依據監測內容和測點布置原則，對大跨度橋梁實施測點布置，要依據沉降變形發生的程度和動態監測資料適時動態地進行調整，后期在重點段落有可能需要增加監測點，既要考慮高監測效率與成本，還要滿足運營維護的需要。同時，橋墩監測標利用原各周期的沉降監測的既有點，普查后對丟失和破壞的點在原位進行補設。補設時要考慮大跨度梁的特征部位，將其納入運營監測系統中[2]。

3.4.2數據分析技術數據分析

技術的應用必須建立在數據分析處理系統下，并由布置在監控中心的服務器在相關技術的配合下完成整個系統的任務。在這個過程中，服務器可以自動檢測分系統的數據，并對數據實施全智能分析和處理。數據處理中的信號處理必須側重數據的提取，這樣能得到比較全面的數據信號，可以在此基礎上對原始數據信號進行處理，以便完成整個系統的科學監測。在數據分析過程中,對數據進行診斷和異常分析也是非常有必要的，從而能比較全面地診斷數據工作狀態，并對異常數據實時處理，結合傳統監測數據，查找原因。各期監測數據均應與前期數據進行對比分析，結合長期數據，主要分析差異沉降的變化量和變形速率，提出后期的維護解決方案。同時還應綜合分析線上線下數據，及時、準確地分析判斷橋梁結構變形特征。

3.4.3支座位移監測數據分析

支座位移和系統的結構溫度有一定的關聯性，他們之間的關系如圖2所示。從圖2中可以看出結構溫度和支座位置之間有緊密的相關性，這種情況下比較容易出現問題和產生支座位移，從而從側面分析出整個系統的特性，還可以從數據分析結果看出：系統支座位置與結構溫度之間的斜率變化可以較準確地反映出整個系統的制作工作性能的好壞，在統計支座位移的過程中我們能比較科學地安排制作的維修和養護，從而提高橋梁支座的承載能力，延長支座的使用壽命。

3.4.4振動監測數據技術

在系統分析過程中，我們對振動監測數據的分析首先必須實施相應的濾波處理，而后在高科技技術的應用下對數據實時分解重構分析，同時要剔除振動數據中的趨勢項；最后，在數據分析的過程中利用傅里葉原理進行實時頻譜分析，依據分析結果得出監測數據的副頻特性，同時在分析的過程中必須剔除橋梁相應的階振動頻率，而此振動頻率的實施主要是評價整個橋梁的動力性特點，為整個系統的穩定性監測提供科學的依據，具體的振動信號副頻特性如圖3所示

3.4.5數據管理技術分析

這里我們說的數據管理技術主要是指數據管理分析的技術形式，在橋梁信息數據分析的技術上，利用這種技術形式能使橋梁管理工作更加科學、全面，并實現數據管理的信息化、科學化，促進橋梁管理的水平。并為用戶提出橋梁養護和維護建議。大橋檢測體系中各種類型的數據量比較大，而且類型復雜，管理過程中必須構建完整的數據庫系統，這種技術必須包含存儲技術、查詢技術和調用技術。在數據分析的情況下，快速完成整個橋梁狀態信息的提取和分析，使得到的數據信息更加圖文并茂，直觀、全面地展現在用戶眼前。數據庫管理的主要技術形式包含數據查詢、結構狀態、狀態監控、系統維護以及系統管理等方面的技術形式，這些技術共同作用于橋梁運行監測系統中，能在很大程度上提高橋梁運營監測工作質量和效率。

4結語

隨著現代橋梁建設的不斷加劇，在進行運營設備的安全管理中，為保證橋梁結構的安全穩定，需要從多個角度，進一步確保列車行車的安全指數。而在這個過程中，橋梁車輛的行車安全，主要集中在加速度以及橫向振幅等方面，為滿足對跨度中點上的安全防護，可針對安全管理的科學管理依據，進行檢測數據分析處理。而對于結構的溫度影響變化的控制管理，也可以結合相應的應力結構變化進行結構強度上的合理監管。

【參考文獻】

【1】藺愛軍.高速鐵路大跨度橋梁水中墩變形監測技術研究[J].鐵道標準設計,2012(11):48-52.

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關鍵詞：隧道工程巖溶富水 帷幕注漿施工技術

Abstract: in this paper based on the previous research results at home and abroad, to new appropriate (chang) all (state) JinZiShan railway tunnel to rely on, around the curtain grouting technology, introduces in detail the karst rich water curtain grouting method of design and construction process. JinZiShan tunnel karst water curtain grouting through rich and the successful experience of technology in similar projects have certain guidance and reference.

Keywords: tunnel karst rich water curtain grouting engineering construction technology

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：

1. 工程概況

金子山隧道位于利川市西約10km，起訖里程DK264+879～DK271+714，全長6835米，為單線隧道，是宜萬鐵路十三座復雜隧道之一。隧道埋置深度以DK267+140處最大，約為420m，在向家灣一帶埋深相對較淺，約為119m。隧道在DK267+850～DK269+670穿越1820m的向斜核部富水段，此段地層位于金子山向斜核部附近，向斜為儲水構造、富水地段，地下水很發育，地質條件比較復雜，并且本段要通過F2斷層。該段極易形成突水、突泥和大面積塌方，圍巖級別為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級。同時，在隧道施工中在可溶巖與非可溶巖交界洞段因巖溶發育，易產生突水涌泥。隧道在該洞段最大埋深355m，正常涌水量7334 m3/d，最大涌水量45761m3/d。隧道穿越巖溶地層、斷層破碎帶及深埋軟巖塑性變形地段時，因地下水豐富，施工中遭遇災害性的突泥、突水的可能性很大，極有可能引發重大安全事故。為之，需在可能出現大范圍涌水洞段實施洞內帷幕注漿和徑向注漿。

2. 注漿原理及注漿工藝

2.1 注漿目的和原則

注漿的主要目的是加固圍巖，限制排水量，保證隧道穩定。帷幕注漿主要是根據超前地質預報情況，采取相應的帷幕注漿方式，有效地將地下水、裂隙水排除在開挖范圍以外，防止涌水現象的發生。對可溶巖與非可溶巖接觸帶、斷層破碎帶及向斜核部預測水壓大、極可能產生嚴重突水突泥地段，預測地下水壓力≥3.0MPa時，采用加固圈固結范圍為正洞開挖輪廓線外8m，平導為開挖輪廓線外5m的超前帷幕注漿。對可溶巖與非可溶巖接觸帶、斷層破碎帶及向斜核部預測水壓大、極可能產生較嚴重突水突泥地段，預測地下水壓力＜3.0MPa并≥2.0MPa時，采用預注漿加固圈固結范圍為正洞開挖輪廓線外5m，平導開挖輪廓線外3m的帷幕注漿方案。對不同年代巖層接觸帶、物探異常區、預測水壓大、可能產生突水突泥地段，預測地下水壓力＜2.0MPa并≥1.0MPa時，采用正洞預加固圈固結范圍為開挖輪廓線外3m的帷幕注漿。 對巖體完整，其結構性可保證開挖，但大面積淌水且流量大于控制排水量，其地下水壓力

2.2 帷幕注漿施工步序

2.2.1 施工準備

施工平臺和施工場地準備：制作鉆機平臺或搭建臨時施工鉆機平臺；并進行臨建布置，包括水泥、材料存放點，施工用風、水、電和指示控制線路的部設。封閉工作面做止漿墻：為防止注漿施工過程中工作面冒漿，可利用掌子面前方一定范圍內的巖層或灌注砼止漿墻。在利用巖層作為止漿墻時需將掌子面找平后噴厚度不小于30cm的混凝土封閉。

2.2.2 注漿漿液配制

注漿材料原材料：水泥強度等級不低R32.5，水玻璃濃度30～40玻美度，TGRM超細雙液型水泥基特種注漿材料，緩凝劑采用磷酸氫二鈉，速凝劑采用EC477-92水泥速凝劑。單液水泥漿水灰比1:0.6～1:1，先稀后濃。如果要使水泥漿凝結時間減少，可滲入速凝劑，其滲量由試驗確定，一般為水泥用量的2～3%。水泥-水玻璃雙漿液：水泥漿水灰比為1:1～1:1.5，水玻璃濃度為30～40玻美度，水泥-水玻璃體積比為1:0.3～1:1。根據需要滲入適量緩凝劑，其滲量由試驗確定，一般為水泥用量的1～3%。TGRM超細雙液型水泥基特種注漿材料：水灰比0.38～0.42:1，凝膠時間30分鐘，施工時可根據實際情況由試驗確定。

2.2.3鉆孔作業

注漿孔位標定：在噴射混凝土止漿墻上按設計圖紙用紅油漆標出孔口位置。

鉆機定位：根據極座標法進行鉆孔布置和定位。鉆機按設計要求準確牢固地安放，確保極坐標“原點”的準確。

鉆孔作業：將鉆機鉆桿伸出，對準所標孔位用三翼合金鉆頭開孔，鉆穿混凝土止漿墻和其它堅硬地層停止鉆進。退出鉆頭，換上跟管鉆進的一次性鉆頭及套管，鉆至設計孔深。

安設注漿管：在確定套管內無阻塞物時，即可進行注漿管（注漿管為硬質塑料管）的安設工作。注漿管安放后，在注漿管管口安放注漿管并壓緊，以防注漿時漏漿。記錄鉆孔地質描述及注漿管的下管情況，以備注漿施工參考。

2.2.4 注漿作業

根據不同條件采取分段前進式注漿工藝、后退式分段注漿工藝或后退式一次注漿工藝。原則上采取鉆一孔注一孔。注漿結束時，應先打開泄漿管閥門，再關閉進漿管閥門并用清水將注漿管路沖洗干凈后方可停機。

2.2.5 注漿效果檢查、評定和補救措施

根據單孔結束標準和全孔結束標準以及檢驗所有注漿孔均已符合單孔結束條件，是否有漏注現象綜合評斷。對注漿過程中的各種記錄資料綜合分析，注漿壓力和注漿量變化是否合理，是否達到設計要求；每循環設2～3個檢查孔，檢查孔鉆取巖芯，觀察漿液充填情況，并檢查孔內涌水量是否小于0.2L/m?min。

3.帷幕注漿施工

根據設計要求金子山I線隧道在穿越向斜核部富水區時要進行3m超前帷幕注漿預加固和8m超前帷幕注漿。金子山隧道II線在發生巖溶突泥段要按地質條件的不通進行3m和8m的超前預注漿，注漿段長度分別采取為27m和30m兩種。同時，金子山隧道在通過向斜富水帶時，也需要進行徑向注漿止水，滿足環保和隧道防排水要求。

8米帷幕注漿段每循環鉆孔注漿段長度為30米，開挖22米，保留8米作為止漿巖盤；3米帷幕注漿段每循環鉆孔注漿段長度為27米，開挖24米，保留3米作為止漿巖盤。隧道徑向注漿在隧道初次支護完成后進行。砼止漿墻厚度：8米帷幕注漿時混凝土止漿墻厚度為2米；3米帷幕注漿時混凝土止漿墻厚度為1米。具體方案根據掌子面不同情況及超前預測預報結果，經過計算報設計單位研究確定。

3.1 實施超前帷幕注漿

金子山隧道3m帷幕注漿加固范圍是隧道開挖輪廓線外3米；8m帷幕注漿加固范圍是隧道開挖輪廓線外8米。對8m帷幕注漿地段，預測地下水壓力≥3MPa，施工時取注漿壓力=3+4=7MPa；對3m帷幕注漿地段為1.0MPa≤P0＜2MPa，施工時取注漿壓力=2+4=6MPa。實際施工時，要根據實測地下水壓力及時調整注漿壓力。

3.2注漿工程施工組織及設備安排

帷幕注漿量計算方法，按總注漿量計算，計算公式如下：

Q=Anα(1+β)

其中：Q為總注漿量m3 ；A為注漿范圍圍巖體積m3；nα(1+β)為填充率，按表1按總量填充率選用。

表1金子山隧道注漿施工中巖體填充率參數表

單孔注漿量可按下式計算，計算公式如下：

Q=πR2hnα(1+β)

其中：Q為單孔注漿量（m3）；R為漿液擴散半徑（m）取2.0；h為注漿段長(m)取30m ；n為地層裂隙度(空隙率)；α為漿液填充率；β為漿液損失率，n、α、β可由表1按單孔計算選用。具體的注漿量控制參數由現場注漿試驗確定。

3.3 金子山隧道徑向注漿分析

金子山隧道在穿越巖溶富水區段時需進行徑向注漿。注漿孔布置在孔底環向間距約3.0m，縱向間距2.6m，呈梅花型布置。施工時分段長20.8m為一作業段，一段布設9環，共計189孔。

4. 結論

論文以在建宜昌－萬州鐵路金子山隧道為依托，討論了金子山隧道帷幕注漿止水施工工藝和注漿施工方案，詳盡介紹了帷幕注漿的施工組織、機械設備和人員的配備，并就帷幕注漿中注漿量的推算和止漿墻的安全厚度進行了重點探討，金子山隧道帷幕注漿的成功經驗可為同類工程的施工提供技術資料和經驗借鑒。

參考文獻：

1、高謙、喬蘭、吳順用等．地下工程系統分析與設計．北京：中國建材工業出版社，2005

2、李彪，梁富清．高速公路隧道施工中的巖溶問題研究[J]．工程力學，2000，20(增刊) ： 403-407

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4、鐵道部第二勘察設計院．巖溶工程地質．北京：中國鐵道出版社，1984．

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7、傅鶴林．隧道襯砌荷載計算理論及巖溶處治技術．長沙：中南大學出版社，2005．

篇(7)

關鍵詞：懸索橋；有限元法；靜力分析；動力分析

中圖分類號：U448.25　文獻標識碼：B　文章編號：1008－0422(2007)09－0086－04

1　前言

懸索橋的發展水平在一定程度上代表一個國家橋梁建設的總體發展水平。懸索橋在技術上的突破性發展是21世紀橋梁技術發展的巨大成果之一，它標志著使橋梁工程技術發展水平的橋梁跨度從上世紀初的500m左右躍進到本世紀初的近2000m。

懸索橋的理論研究大概起始于18世紀末19世紀初，Fuss研究拋物線纜的問題。當時，俄國計劃在圣彼得堡附近的涅瓦河上建造一座懸索橋，Euler和Fuss作為沙俄皇家科學院的數學家受命研究纜索應取的形狀。他的研究揭示了在沿跨向的均布荷載作用下，纜的幾何形狀為拋物線，纜的水平內力為恒定值的規律．此后，Telford在修建梅耐橋之前，曾就纜的形狀向英國皇家學會主席Gilbert請教，Gilbert因而組織力量研究受均勻應力的變截面纜的形狀問題。梅耐橋采用GiIbert的建議，通過眼桿數目的增減來改變主纜截面，因此，梅耐橋可以算是第一座注意到理論研究的懸索橋。緊隨其后，Brunel在設計克里夫頓橋時，曾就三種纜索形式進行過計算，即：拋物線纜、等截面懸鏈線纜、均勻應力懸鏈線纜，其中關于等截面懸鏈線纜的數學理論是早就由Bernouilli解決了的問題。上述關于纜索計算的理論被當時在英國學習和研究懸索橋的法國數學家和工程師Navier收錄在他1823年發表的著作中。

隨著懸索橋理論的發展，其結構形式也隨之而改變、彈性理論的出現使得懸索橋中加勁梁的高度顯得非常高大，結構形式顯得很笨重。此后，隨著懸索橋撓度理論的發展，從理論上消除了加勁梁抗彎高度的下限，在懸索橋的設計中出現了追求細柔和優美的傾向。經過Farquharson，Von，Karman，Bleich及Steinman等多年的研究，認識到破壞的原因是氣動外形不良及抗扭剛度過低導致。又經過大量風洞試驗和分析發現橋面中央開槽并有上下兩個平縱聯合的閉合框架加勁梁具有良好的氣動穩定性。于是，在塔可馬橋的重建中就采用了這樣的方案，并且根據類似原則，對以前所建的幾座懸索橋進行了加固。緊隨其后，英國在為修建其福斯橋和塞文橋而進行的風洞實驗研究中，找到了氣動穩定性更加優越的加勁梁形式，這就是本文橋中所采用的那種具有較大抗扭剛度和氣動外形良好的扁平箱梁。

國內外，許多學者對不同類型的懸索橋進行了靜動力學分析，得到了它們的靜動態參數。吉林，馮兆祥對江陰大橋進行了靜載實驗分析，獲得了大橋的靜動力學特性參數。H.T.Chan,L.Cuo,Z.X.Li建立了大跨徑高預應力橋梁的有限元模型，并分析了其動力學特性，等等。

本文建立了某懸索橋的有限元分析模型，對其進行了靜力學分析，獲得了該大橋的靜力特性參數。同時進行了動力學分析，獲得了該大橋的動力特性參數。

2　某懸索橋工程概況

大橋位于湘江湘潭三大橋下游4.3km處，其橋梁為雙飛燕斜拉索鋼管混凝土拱橋，橋長1340m，主跨400m，橋寬27m；設計行車速度為60km/h，雙向6車道。由中國鐵建鐵路第四勘察設計院設計，橋梁總投資約3億元，2006年底建成通車。該橋作為城區段河東、河西地區的紐帶，是該市實現“城區向東、向北發展，實現百萬人口百平方公里”城市發展目標的關鍵性工程。橋面選取為殼單元，吊桿選取為桿單元，拱選取為梁單元，鋼橫梁選取為梁單元，加勁梁選取為梁單元。共有吊桿40根，其間距為8m，橋面厚度為40cm。本文僅計算拱和主跨橋面及吊桿。橋面簡支，拱與地面固支。建立懸索橋的模型，見圖1。

3　懸索橋靜力學分析

靜力分析將采取設計荷載，以面力的形式加載橋面上，主跨兩端各40m不加載。通過計算得最大位移在跨中，變形見圖2，最大位移為0.013475m。應力見圖3，最大應力為0.2MPa，最大應力位于跨與拱相接處，位置見圖4。

通過對大橋的靜力學分析，我們可以得到如下結論：在設計荷載下，橋梁的強度和剛度滿足國家規范和設計要求；在設計荷載下，橋梁沒有產生塑性變形，表明該橋具有較高的性能儲備，具有良好的承載能力。

4　懸索橋動力學分析

橋梁結構在承受車輛、人群、風力和地震等動載荷作用下產生振動，橋梁在動荷載作用下的受力分析是橋梁結構分析的一項重要任務。其振動問題影響因素復雜，僅靠理論分析還不能滿足工程應用的需要，橋梁的動載分析就成為解決該問題必不可少的手段。動力分析不但可以提供橋梁的基本參數和特性，而且提供了控制橋梁共振產生的條件。

通過動載分析測量橋的動力學特性和動力性能，以此來判斷橋梁的運營狀態和承載能力，確定其是否滿足國家標準。如，動力系數是確定車軸荷載對橋梁動力作用的重要技術參數，直接影響到橋梁設計的安全與經濟性能。橋梁自振頻率處于某個范圍時，有由外載引起共振的危險。本文主要計算分析橋梁結構的自振特性。主要參數包括自振頻率。通過有限元分析可得到大橋的前四階模態頻率分別為0.28968Hz，0.32968Hz，0.43833Hz，0.58005 Hz。同時，可以得到大橋的動應力響應。

通過對大橋的動力學分析，得到如下結論：橋梁的最大動應力和動撓度小于國家標準容許值，說明大橋設計符合國家規范；大橋的一階振動頻率為0.28968Hz，遠離共振頻率，大橋具有良好的動力特性。