《探究外环沉管隧道管段结构监测[上海公路]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探究外环沉管隧道管段结构监测[上海公路]（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一G G一 外 环 沉管 隧道 管 段结构 监 测 潘 家林 上 海浦 江桥 隧 隧道管 理有 限公 司 一外环 分公 司 摘 要 通 过 阐 述 沉 管 隧 道 特 有 的 监 测 实 践 经 验 以 及 沉 管 结 构 变 动 对 隧 道 管 段 连 接 的 影 响 综 合 分 析 隧 道 结 构 监 测 的 必 要 性 论述 了沉管隧道的变动特点 根 据隧道变动特点 测量 了两管段接 头问的距 离变化 量 Q n止水带 与 G I NA橡胶止水带 之间空 腔 的压力变化 计算得到 GI NA橡胶 止水 带压缩量和 G I N A橡胶 止水 带密封状况 经过两年多测量及 对数据 的跟 踪与
2、分析 较完 整地掌握 了沉管隧道管段变动的规律 两年 内两次测 出管段之 间的 G I NA橡胶止水带有压缩 量超过极 限的数椐 为防止 GI NA橡 胶止水带进一步压缩受损起到 了指导性作用 关键词 隧道 密封 隧道变动 监测 0 弓 l 言 外环 隧道 是 目前 黄浦 江上 最 北 端 的 越 江 通道 东 起浦 东 三 岔港 西 至浦 西吴 淞 公 园 附近 是 连 接 浦 东 浦西 的重 要交 通枢扭 全 长 2 8 8 2 8 I T I 隧 道分 为三 孔 八 车道 车道宽 约 1 3 m 高达 5 m 由于 是沉 管 隧道 其宽 度和 高度 大 大超 过 了任 何一 条 盾 构
3、隧 道 是 目前 黄浦 江底 主要 通行大 型载 重货 车 的隧道 之一 1 相 对位 移检 测概 况 沉管 隧道 沉 降 检 测 与 盾 构 隧 道 沉 降 检 测 区别 不 大 都 是 垂 直 变形 测 量 直接 反 应 了隧道 的沉 降状 况 但沉 管隧道 与盾 构 隧 道 不 同 的是 沉 管 隧道 管 段 与 管 段之 间的联 接 为柔 性 联接 而 盾构 隧道 管 片 之 间 则类 似刚性 联接 沉 管隧道 柔性 联 接 的管 段接 头 南 GI NA 橡胶止 水带 和 Q橡胶 止水 带 进 行 密封 使 其 与 外 界 的 江水 隔绝 但 柔 性 联接 的管 段 接 头 必 定会
4、 产 生 横 向 纵 向 竖 向的相对 位移 因此 必 须 对 两管 段 接 头 X方 向 隧 道断 面的横 向 Y方 向 顺 隧道 的纵 向 Z方 向 隧道 断面 的竖 向 的相 对位 移 即 X Y Z方 向的相 对 位移 进行检 测 这 是 沉 管 隧道 所 特 有 的管 段相 对 位 移 检测 这 个 方 向位移 其 中 X方 向和 Z方 向的位移 由各 管段 的水平剪力键 和垂直剪 力键进行 上下 和左 右限位 不会 出现位移 超 限现 象 Y 方 向位 移 顺 隧道 的纵 向 是没 有限位 的 由于管 段 热胀 冷 缩 潮位 变化 结构 沉 降等 原因 Y方向管段接头 位移变化 量
5、通 常可达 2 O mm 左右 但 Y方 向的位移正反 向都有设计极 限 Y方 向管 收 稿 日期 2 0 l 0 01 0 8 段 1 与管段 2靠得 过 分拢 或拉 得 过分 开都 会 破坏 其 密 封 作用 当 Y方 向管 段 1与管 段 2靠拢 至 压缩量 超 过 极 限情况下 会使 管段之间 的 GI NA橡胶 止水带 超过 弹 性极 限而失去 弹性 变形 的性 能 见 图 1 图 1 位 移 测 量 点 示 意 图 当 Y 方 向管 段 1与管 段 2随 着压 缩 量 变 化 再 次 向两边拉 开 时 此 时 的 G I NA 橡 胶 止 水 带 由 于 已失 去 弹性 变形 的性
6、 能 处 于 塑 性 变形 状 态 的 GI NA 橡 胶 止 水 带 已无 法还 原 而 失 去 密 封作 用 由此 可 见 管 段 之 间 的压缩 量超 过 极 限后 隧道 对 外 界 的 第一 道 防 水 功 能被 破坏 了 而且这 样 的破坏 是无 法修 复 的 因此 加 强对 管段 Y 方 向位移 变化 监测是 很有 必要 的 2检 测 与分 析 由于 沉管 隧道管 段之 间 的压缩 与拉 开直接 关 系 到 隧道 的安 全 问题 压缩 超 限 和拉 开 过 量 都 会 使 GI NA 止水 带失效 从 2 0 0 7年 开始 对 8个 管段 接头 1 6个测 点进 行不 间断监 测
7、 通过 检测 数据 可以看 到 管段 热胀 冷缩 潮位 变化 结构 沉 降等原 因对 管段 压缩量 变 化有 直接 影响 尤其 是季 节变 化 管 段热胀 冷缩 使 管段 压缩 量 变化 相 当 显 著 下 面 是 沉 管 隧 道 管 段 接 头 8个 截 N o 1 2 0 1 0上 么参 钮3 5 s一 啪 一 面 每个 截面南北 顶 部设 置 的测点 一 年 内 的两组 季 节 变化 与压缩量 的关 系 见 图 2 图 3 1 6 0 1 4 0 1 2 0 垂 o 0 捌8 0 婷 60 40 2 0 0 昌 蚓 娉 苫 苫 苫 苫 苫 g g 苔 誉 苫 g 誉 詈 基 誉 弩 善
8、窨 g 答 蓦 薹 g 害 三 三 一e l 藿蓥譬耋藿萋藿藿差蓥篓薹耋藿薹蓍藿薹譬耋詈藿薹耄茎 日 期 图 2北 管 廊 GE N A 带 压 缩 量 曲线 图 3 南管 廊 GE NA 带压 缩 量 曲线 从测量 数据可 以看到 每年 2月份压缩 量 最小 而 8月份 压 缩 量 最 大 以上 数 据 通 过 计 算 可 直 接 得 出 GI NA橡 胶止 水 带 被 缩 的实 际 情 况 我 们 在 2 0 0 7 年和 2 0 0 8年分别 测 出 4个管 段 之 间 的 GI NA橡 胶 止 水带有压 缩量超过 极限 的临界情 况 这 四组数 据上 报 被 采纳后 有关方 面及 时采
9、 取 了防止 GI NA 橡胶 止 水 带 过度压缩 的措施 避 免 了 GI NA 橡胶 止 水 带进 一 步 受损 此 外 利 用 隧 道 建 造 时 留 下 的止 水 带 试 压 管 来 测量 GI NA 止 水 带 和 Q 止 水 带 之 间 的 空 腔 内 压 力 根 据空腔 内压力 数 据 可 以判 断 GI NA 止 水 带 是 否 有 效 Q止 水带 与 GI NA 止 水 带 之 间 的空 腔 内应 无 压 力显示 如果 有 低 于 0 0 6 MPa压 力 可 确 定 为 隧 道 建造 时试 压 留下 的剩 水 但 当止 水 带 之 间 空 腔 的 压 力明显超过一定值 同
10、时可放 出一定 量水时 并且 放 水后 在 短 时 间 内压 力 又 回 升 至 原 来 状 态 就 可 以确 定 GI NA 止水 带有 渗 漏 情 况 这 时就 必 需 密 切 监 察 3 6 上冯 么姥 N o 1 2 0 1 0 日期 该 管 段 Q 止 水 带 的状 况 确保 这最 后 一 道 防水 装 置 处 于 完好 装 态 图 4是 2 0 0 8年 全年 对 一压 力 异 常管 段 接 头 的监 测 在 Q止水 带 与 GI NA 止水 带之 间 的 空腔 安 装 了 压力 表进行 监测 从 该 温度 与压 力 曲线 可 以看 到气 温 在 连续几天 1 5 左 右 Q 止水
11、带 与 G 1 NA 止水带之 间 的空 腔压力 会 有 突 变 即 在 每 年 4月 初 气 温 上升 到 l 5 左右 时 漏 点开 始闭合 压 力跌至 0 0 4 MP a 每 年 1 2月 上旬气 温下 降至 1 5 左 右 漏 点 开始 张开 压 力 升 至 0 2 8 MP a 空 腔 内 压 力 与 外 界 贯 通 的 压 力 相 同 通过 数据分 析 该 漏 点 在气 温 高于 1 5 的季 节 约有 8个 月是封 闭不漏水 的 我 们 只需 重点监 测气 温 低 于 1 5 的阶段 大 大节 约 了 人力 物力 另 外 这些 资料 的积 累对 今后 隧道 维修 有 着 重要
12、的 意义 当今 科 学 飞速发 展 今后 新材 料 新 工艺 的出现完全 可能 在漏 点 闭合 的季节 内对损坏 的 GI NA止 水带进行 修复 s 一 G s 鲁 詈 鼍 高 曼 三 竺 吕 兰 暑 2 芎 罱 苫 三 詈詈誉誉蓦 窖 誉善鼍 g g答 兽答善g g 呈2 2 一 q q 害 善8善 暑g害星暑 g星 暑暑g g星星 星g星g星 昌g g g呈 害g星 r q r c c c r q r C C c C C f C C C 图 4 E 2一E 3压 力 温 度 曲 线 3 结 语 外 环隧道 除 了常 规 的 隧 道结 构 测 量 以外 这 几 年 对 外环 隧道做 了 以
13、上两 项沉 管隧 道所特 有 的监 测 而 这些 监测 既无 规范 又无 先例 在 自行制定 了测量 手 段 温度 1 0 压力 1 0 1 MP a 测量周 期 测 量 精度 以及数 据处 理 的监测 方案 后 坚持 了数 年所取 得 的数据 能够 准确 反映结 构状 况 对 上 面 说 到 的 控 制 GI NA 橡 胶 止 水 带 过 度 压 缩 的 措 施 及 2 0 0 9年 Q止 水带 维修 都起 到 了重要作 用 对今 后 建造 和维修 沉管 隧道 有着 重要 意 义 上接 第 2 5页 外 场 摄像 机 通 过 光 端 机 将 图像 传 送 到 控 制 中心 经过 视频 分析
14、仪对 图像 进行 交通 数据 交 通 事 件的 自动检 测分 析 一 旦发 生火 灾等事 件 时 自动 报 警 并弹 出事件 点 的 对应 图像 供 值 班 人 员 确认 并 采 取 救援 措施 4 2 3建立 大桥 两岸 区域 消防站 系统 在大桥两 岸建 立 区域 消 防站 系统 每岸 各 2个 全 桥共 4个 距 离大桥约 4 k m 基本能保证 在 1 0 rai n内达 到闵浦大桥 在 每个 消 防站 均配 置 大桥 消 防灭 火救 援 所需 的泡沫水罐 消 防车 消 防摩 托 车等 消 防 车辆 装备 消防站接警后消 防车及 时赶到着火 点 进行泡沫灭 火 4 2 4设置桥 面水
15、消 防 系统 桥 面设置 消火 栓系 统 供 消 防车上 下驳 接 给钢 结 构 降温 并 兼作 灭火 在 大桥 上 下层桥 面两 侧 均设 置 消火栓 间距 不大 于 1 2 0 m 消 防水 量为 1 5 L s 在 两 岸 主塔 附近地 面各 设 1只室 外 消 火栓 拟 由市 政 管 网 供 水 在浦 西 浦 东 两 岸 的 主 塔 两 侧 各设 一 根 DN1 0 的消 防立管 共 4根立 管 一旦 发生 火灾 可 由消 防车 驳 接加 压 通 过 立管输 送 到桥 面水管 实施 救援 5 结 语 随着我 国交 通事 业 的快速 发展 以及桥 梁工 程 的不 断建设 桥位 资 源 日
16、益 显现 其稀 缺性 与 紧缺性 尤 其是 城 镇 区域 的桥 位 资 源 双层 大 桥 以其 节 约土 地 降低 工 程造 价 的显著 优点 将得 到越 来越 多的应 用 针 对 闵 浦 大桥 大跨 双层 钢 结 构 桥 梁 的 防火 安 全 性 问题 通 过 大桥 钢结构 在 火灾 下 的安 全性 能 研 究 和 评 估 提 出 了 适 合 于本桥 的 防火设 计方 案 参考 文献 1 李 国强 韩林海 楼 国彪 等 钢结构及 钢 一混凝 土组合 结 构抗火设计 M 北 京 中国建筑丁业 出版社 2 0 0 6 N 1 2 0 1 0上马 么姥 3 7 4 5 3 5 2 5 l 5 0 3 2 O
