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北京城市轨道交通变形监测

  时间:2019-03-13 07:36

陕京天然气管道必须通过北京市铁路圆明园段进入圆明园压力调节站。开挖隧道全长61.45m,最大开挖宽度和高度分别为5.7m和4.2m,拱顶至城市铁路基础高度为7.6m,交叉铁路段长度为是28米。

北京西线于2002年9月通车,不允许在首都西北部作为交通干道中断或发生安全事故。为此,在北京地铁集团有限公司的委托下,在隧道开挖过程中,对铁路进行了持续监控。为了确保人体和机车的安全,只允许在停电期间(从每天22点到凌晨3点)进入轨道进行测量。

我们采用静态水平和数字位移传感器技术,结合传统的工程测量方法,不断监测线路,取得了良好的效果。

1测试方法和测量点排列

对于运行的城市铁路,轨道的垂直位移和水平位移是至关重要的。考虑到轨道,轨枕和带扣的整体效果,观察点分别设置在轨道的顶部,侧面,轨枕和肩部;安装传感器,表面的垂直位移由精度水平测量;通过安装在轨枕侧面的位移传感器连续测量轨道的垂直位移;轨道的水平位移由全站仪测量;并且通过静态水平连续测量肩部的垂直位移。此外,隧道穹顶的垂直位移使用精确水平来测量以引导隧道挖掘。

(1)肩部沉降测量:静态找平系统用于连续监测肩部。测量点布置在轨道肩部的两侧,并且使用5组作为观察点。它们分别设置在隧道的中心线上,半宽为2.85m,最大冲击范围为9m。 1在隧道外设置作为参考点。

(2)轨道的沉降观测: 1)轨道顶部沉降的测量:使用重复精密平整法,在线路停运期间每天进行高程测量。在轨道的顶面选择垂直位移监测网络的观察点,其位置与肩部测量点相同。在隧道中心与铁路交叉口的两侧,距隧道中心线6m处,每个点增加1个点。每条轨道有7个点,4个轨道共有28个观测点,形成4个分支层次的路线。在变形区域外选择参考点。 2)轨枕沉降监测:是对轨道沉降的连续观测,使用数字位移传感器系统来测量轨枕的变形。观察点沿着隧道的中心线和每个轨道的交叉点布置,并且在每个观察点处安装一个传感器。

(3)隧道拱顶的沉降测量:采用重复精密平层法测量隧道拱顶的沉降量。测点间距为4m,整个隧道有7个测量点,采用隧道开挖布置。

(4)轨道爬电距离的测量:通过重复角度观察方法测量四个轨道的纵向水平位移(爬升)。观测点的特殊钢尺布置在每个轨道侧面的两个点b和c处,形成平面监测网。观察平台距离轨道两侧20米。2个测试仪器和系统

2.1静态水平测试系统

该项目采用国家地震局地壳应力研究所生产的js静水位系统,由主控制器和12台仪器组成。该仪器由玻璃坩埚,探针,步进电机,信号转换电路,液体气体管道,主控制器,计算机及其作为连接器的接口组成。工作原理是主控制器根据设定的周期向每台仪器发送脉冲控制信号,使仪器的步进电机带动探头向下移动,检测容器内的液面,并形成环路。接触液面,电机停止下行并返回原位,并测试下一个仪器,使观察点与参考点之间的微小差异转换为垂直位移测试;连续数据采集,计算,存储电路和rs485/rs232接口,连接到计算机。使用lac或winmos软件实现对肩部的实时监控。仪器的主要指标:测量范围50mm;分辨率0.01mm;准确度0.2%。

2.2位移传感器测试系统

本项目中使用的hy65050位置编码位移传感器。它由固定和移动两部分组成。固定部分由标尺,凸尺和磁敏元件(霍尔或磁阻元件)的内置信号检测和识别电路组成;活动部分由标尺框架,凹形标尺凹槽和等距安装的圆柱形永磁体组成。永磁体和磁传感元件以不等间隔布置。永磁体两侧的磁场随机排列为ns,sn和ns模式,差值为±1/7~±1/9;磁传感元件随机排列,差值为±1/11到±13,形成不同的磁场强度。 ,多个磁场单元随机排列。磁传感元件的信号端子以(n≥2)的组合排列,两对或两对形成位置代码,并通过位置编码组合成多组差分信号,并连接到内置信号检测和识别电路。差分电路由多个差分输入模拟开关,差分输入A/D转换器,微处理器芯片和串行接口芯片组成。每个编码组合的输出端子连接到多个差分开关; A/D转换器的数字输出连接到微处理器的数据总线;微处理器的i/o接口连接到串行接口芯片。传感器的工作原理是,当测量的轨枕下沉并且位移杆移动时,可移动的标尺移动以改变原始磁场的分布或强度,并且固定标尺上的磁敏元件施加与之相关的磁场。流离失所的程度。强度转换为不同的电压值;多通道模拟开关和A/D转换器被转换成多组数字信号;经微处理器解码后,得到数字位移值;并输出rs485型数字信号。它通过电源和信号转换盒转换为rs232型信号,并直接连接到计算机。

测量范围: 0~50mm;精度等级: 0.1;分辨率:1μm;电源: dc(10±2)v;工作电流: 80ma;输出: rs485串口;信号传输距离:不小于1000m;采样频率: 20hz;环境条件:温度(-20~ + 60)°C;相对湿度: 25%~100%。图1路肩沉降曲线

(2)轨道顶部水平调整:使用12月6日至22日的精密水准仪,轨道顶部的曲线显示变形范围为: 1.2~

-28.7mm;可以看出它的趋势与静态水平测量一致,不同之处在于它设置有4条线,因此有4条簇曲线。

北京城市轨道交通变形监测

(3)隧道拱顶沉降:隧道拱顶测量仅在隧道顶部设置一组点。它通过隧道的延伸进行布置和测量。其变形范围为: 0~-19.0mm。 12月17日,隧道经过。之前和之后达到最大值,然后慢慢回落。

(4)履带蠕变:履带蠕变时间历程曲线表明,4个履带的8个点的位移集中在-1.0~2.0mm的范围内,轨道东侧的位移为1.8mm;东边是最大的。位移为-1.0毫米。它们呈现振荡趋势,隧道穿透后的短期振荡最大,然后回落,法则不明显。

(5)轨枕沉降:轨枕沉降时间历程曲线显示位移范围为: -0.38~ + 0.59mm。从轨道及其基础结构来看,轨道,轨枕,砾石和肩部的沉降趋势应保持一致,肩部和路基变形应最大;导轨和轨枕的整体结构将减少变形;该区域严重弯曲,因此实际变形较小;此外,位移传感器基点的形状和质量也会影响测量值。由于篇幅限制,未给出一些数据图表。

该监测工作满足地铁安全运行的要求。根据我们的报告,当隧道安置得更快时,地铁运营商对列车采取了限速措施;同时,隧道开挖速度降低。在沉降基本稳定后,脱轨被及时清除,火车的运行速度恢复。 12月28日,北京西部铁路城市铁路恢复正常。



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