地铁车站的结构变形远程监控系统

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英文题名：Remote Monitoring Systems for Structural Deformation of Subway Station 作者：杨开武 论文级别：硕士 学科专业名称：控制工程 中文关键词：地铁车站 ; 结构变形 ; 远程监控系统 英文关键词：subway station ; structure deformation ; remote monitoring system 学位年度：2010 导师：李宇成 ; 韩志伟 学科代码：081102 学位授予单位：北方工业大学 论文提交日期：2009-12-26

摘要

摘要：城市交通越来越发达,轨道交通被城市大量采用且为有效的交通工具,而轨道交通路网的规划和建设,造成新建线路与运营线路交叉重叠不可避免。由于近距离新线建设施工相互影响非常复杂,因而如何降低施工扰动,保证新线结构施工顺利进行,同时又保证既有线路安全、正常运营,因此在地铁建设过程中适时监测就成为一项非常重要的课题。
     本文以北京地铁四号线宣武门车站下穿既有二号线宣武门车站为例,研究探索24小时实施监控系统,准确的掌握新线施工时周围土层及邻近地下既有车站结构的沉降变形规律及特点,用于指导下穿设计、施工,同时为今后类似工程提供借鉴,此系统包括以下几方面的核心部分。
     (1)根据地铁施工特点,分解了阶段控制指标,在控制软件中设计了预警、报警功能。
     (2)借助预先设计的远程自动监测系统,选用符合精度要求的采用倾斜仪、静力水准仪、变位计等监测设备对现有车站土建结构和轨道线路进行位移、沉降和变形的监测。
     (3)经过现场自动化远程监测资料,并结合施工单位的监测数据,对城市地铁车站浅埋暗挖法施工上覆既有结构的影响进行全面系统的分析研究,最终得出每一步开挖造成的沉降或变形值占既有结构总沉降或变形的比例。
     (4)自动监测数据对施工起到了很好的指导作用。在沉降过快时,及时报警,并采取有应对措施,消减负面影响趋势,减少对新老线路结构的结构的影响。
ABSTRACT:As city transportation is becoming more and more developed, subway has been adopted massively and becoming one of the most efficient way. At present, in the planning and construction of metropolis traffic network, it is an inevitable problem that the newly built metro stations crossing the existing ones. The interaction of the close-spaced construction is very complex. How to minimize those influences and ensure the construction and the safety and normal operation of the existing lines, so that 24-hour monitoring becomes an important task. So that we can grip exactly for deformation characteristics and rules of the ambient soil layer, and can guide the design and construction.
     Based on the case of Beijing subway line 4 Xuanwumen station undercrossing existing line 2 station, study the 24-hour real-time monitoring system, get the information and characteristics of adjacent soil layer and existing station structure, and then can guide the design and construction, at the mean time, can provide the experiences for the following projects. The monitoring system contains the following parts:
     (1) According the characteristic of the metro line construction, decompose the control index, design the early warning and alarming function in the control system.
     (2) with the help of the pre-designed remote automatic monitoring system, via static level, the beam plate clinometers and the dislodgement meter and so on to monitor the displacement, settlement and deformation of the existing structures and tracks.
     (3) Based on the in-site monitoring information, the influence of the undercrossing construction to the existing structure is analyzed. Additionally, the ratio of settlement in the first excavation and the total settlement of existed structure is derived.
     (4) Monitoring data guides the construction very well. When the settlement was too fast, alarmed immediately, and take response measures to eliminate the negative influences, effectively minimized the influence of the newly built station to the existing one.

引文

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