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    武广客运专线桥梁控制测量

    2013-07-04 22:32:10 来源: 测绘网
    聊聊

           1、简介
      我单位施工的项目有西瓜地特大桥、乐城街大桥、昌山特大
      武广客运专线桥梁所占比例较大,线下土建段5标的高墩都集中在西瓜地特大桥中,最高墩身达32.5m。该桥中心里程为DK1941+392.61,桥址处于广东省乐昌市山间盆地的边缘地带,地形起伏明显。全桥99跨,桥梁全长3227.38m。
       该桥CPII控制点有4个,间距在800m~1000m范围,符合CPII布点要求,水准点有3个,间距在1公里左右范围,符合二等水准布点要求。昌山特大桥和新乐昌站位于两个山头之间,昌山特大桥位于新乐昌站范围,连接乐城街隧道和昌山隧道,其分跨类型为5-32m(预应力简支箱梁)+5×32m(变截面预应力连续箱梁)+1-32m(预应力简支箱梁)+6×32m(预应力连续箱梁)+9-32m(预应力简支箱梁),全桥梁部施工采用为现浇法施工。桥中心里程为DK1944+691.22,桥梁全长为863.79m。5#~17#位于道岔区。其中预应力简支箱梁梁长为32.6m,梁宽为13.4m,梁高为3.05m。
       该桥CPII控制点有3个,间距在800m~1000m范围,符合CPII布点要求,水准点有2个,间距在1公里左右 范围,符合二等水准布点要求。
      我单位在武广客运专线共投入测量仪器4台,使用状况良好。
      拓普康602全站仪(用于控制测量和施工测量)
      拓普康311全站仪(用于施工测量)
      蔡司 DINI12电子水准仪(用于二等水准测量和沉降变形观测)
      宾得自动安平水准仪(用于施工测量)
      2.2测量方法
      平面控制网测量:角度测量采用全圆法六个测回测量,边长采用对向4个测回测量。观测中认真做好测量记录。
      高程控制测量:采用二等水准测量的方法测量,按照“后—前—前—后”和“前—后—后—前”的顺序进行往返测量。观测中认真做好测量记录。
      2.3对观测中的误差采分析
       根据对外业测量数据的误差分析,观测值中的误差主要有下列三方面的原因:
       1、观测者
       由于观测者的感觉器官的鉴别能力的局限性,在仪器安置、照准、读数等工作中都会产生误差,同时观测者的技术水平及工作态度也会对观测结果产生影响。
      2、测量仪器 
       测量仪器都具有一定的精密度,所以使观测结果的精度受到限制,另外仪器本身的缺陷,也会使观测结果产生误差。
      3、外界的观测条件
      在野外观测过程中,外界条件的因素,如天气的而变化,地形的起伏、周围建筑物的状况,以及光线的强弱、照射的角度大小等,会使视线弯曲,产生折光现象,都会使观测结果产生误差。
      2.4对观测中的误差采取相应有效的措施
      根据以上分析,我们在外业测量过程中采取了一系列措施,尽量满足等精度观测。保证观测成果的精度,满足规范要求。
       1.建立专门的控制测量领导小组和观测小组,并明确各自职责,分工负责,各施其责。加强客运专线控制测量技术标准和操作技能培训。
      2.使用的测量仪器满足测量等级的需要。仪器经过鉴定合格后方可使用,在运输过程中,全站仪和电子水准仪不准直接放置在车上,必须专人抱着或背着,条码因瓦标尺必须放在盒内。保证仪器和因瓦标尺的正常使用。
      3.实行的等精度观测即在相同的条件下观测,但是在实际工作中很难保证等精度观测。在测量过程中实行“人员、仪器、测量方式”三固定。在水准测量中采用同一线路进行,往测时在地面上做标记,以便返测时使用。
      4.严格按照四等导线测量和二等水准测量的要求进行。测量记录采用答应制,避免读数读错或记录记错。
      5.观测过程中,受到外界条件的因素很多,在作业过程中,应注意尽量予以避免,例如,给仪器打伞遮阳,置镜是三角架固定牢固,观测过程中人员不要随意走动等等。
      2.5观测数据进行整理汇总
      对外业测量数据进行整理汇总,平面控制测量原始资料将角度、距离及控制网示意图整理出,以进行严密平差。高程控制测量原始资料将已知水准点资料、每段水准线路的高差及距离整理出,以进行严密平差。
      2.6内业平差计算
      我们采用平差计算的软件是清华三维测量控制网平差系Nasew 3.0。界面如图所示。Nasew 3.0具有如下特点:
      1.适用于任意形式任意规模的平面和高程控制网的概算、平差和设计。
      2.自动求解控制网各种线路闭合差,提供了多种粗差定位和自动剔除功能。具有多种平差方法可选。
      3.在输入过程中,自动计算坐标、高程、差值等,并辅以网图动态显示。观测输入可选标准格式和多种常用网格式,可选具有内联的文本编辑方式。
      4.提供了与打印机和纸张自适应的网图打印,成果打印,格式和有效位数等可控易控,并具有打印前的预览功能。
      2.6定期复测控制网
      平面高程控制网每隔4个月复测一次,复测结果满足规定要求的,提出书面报告由监理批准后方可使用复测数据。
      注意:在线下平面高程控制网测量或定期复测工作中,平面控制测量平差要将相邻单位的两个控制点参与平差,高程控制测量平差要将相邻单位的一个水准点参与平差,以进行复核。
      客运专线桥梁沉降变形观测的内容:
      墩台基础沉降变形观测
      预应力混凝土梁的徐变变形观测
      2、观测精度等级
      武广客运专线变形测量等级“三等”要求设计。因此工作基点网按二等水准测量要求施测(《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》、 《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》 ),主要技术要求为:
       相邻工作基点高差中误差1.0mm        
             每站高差中误差0.3mm
       往返较差、符合或环线闭合差≤0.6 mm(n为测站数)
       监测已测高差较差≤0.8 mm(n为测站数)
       按《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》、《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》中的要求采用国家一等精密水准测量施测,主要技术要求为:
       高程中误差≤±1.0mm    
            相邻点高差中误差≤±0.5mm
       往返较差、符合或环线闭合差≤0.6 mm(n为测站数)
      3、沉降变形观测频次
       需要说明的一点是,在沉降变形观测中,沉降量的计算是本次测量的标高和上次的标高之差,在观测点位置移动后,测量的标高发生很大的改变,此时需要在本次沉降量的单元格中填写为0,这样才能保证评估的正确性。另外就是特别注意初始值的观测精度,一般初始值我们观测三次取最近的结果为初始值。因为初始值的精度直接影响到沉降变形观测数据的可靠性。
      4、观测仪器的选择
      由于沉降变形测量要求精度高,所以必须采用高精度的测量仪器。工作基点和沉降观测点观测所使用的仪器是德国蔡司 DINI12电子水准仪,其望远镜放大率为32倍,圆气泡灵敏度10//2mm。水准标尺为伪机条码尺,电子水准仪自动识别并存储数据,最小读数为0.01mm。采用两个2.5kg的尺垫作为转点尺承,仪器和标尺均送检定单位进行检验,观测前均按规范进行常规的检查。
      5、工作基点及观测点的建立
      工作基点选点与埋点
       工作基点设在沉降影响范围以外便于长期保存的稳定位置,沿线路方向200m左右进行设置。并满足了结构物观测的需要。为了保证工作基点的稳固性,严格按照规范要求进行设置,设置方法如图所示。
      观测点的设置
       对于岩石地基、嵌岩桩基础的桥梁可选择典型墩台,例如:特殊桥跨、高墩、基岩不均匀及桩位出现岩溶与摩擦桩相邻嵌岩桩,数量不少于墩台点数的30%。对于摩擦桩、非岩石地基的桥墩台应逐墩台布设测点。梁体徐变观测点的设置,对于工厂化预制的梁,在原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土梁可每30孔选择1孔进行观测,对于现浇预应力箱梁,同一种施工方法,施工前1~3孔梁进行重点观测,根据观测结果调整梁的反拱值,其他孔位梁选择典型梁进行观测,且不少于30%。墩台基础施工完成在承台四角侧设置观测点,若基础需要回填或地势低洼且有水,可以将观测桩点转移布设在墩台身上,并在墩身横向对称布设2个点,一般距地面0.5m~1.0m比较合适。预应力混凝土梁徐变上拱观测点设置在梁端和跨中位置,距防撞墙约0.2m,在桥面防水层、保护层施工后,在铺设无砟轨道前移至铺装层顶面,作为永久性测点,继续观测。如图所示。
      西瓜地特大桥根据实际情况选择32个墩台和5跨梁体进行沉降变形观测。乐城街大桥根据实际情况选择5个墩台和1跨梁体进行观测。昌山特大桥由于属于特殊梁跨梁体徐变全部观测,选择10个墩台进行沉降观测。桥台是必须观测的,因为要进行过渡段评估时使用。
      6、观测方法的选择
      根据各等级水准观测主要技术要求,观测采用中丝读数法,按要求对每一路线进行往返观测,视线高度及测站的观测限差均按规范进行。工作基点采用二等水准测量,观测点的测量采用国家一等精密水准测量。具体要求见表中的规定。
      在工作基点测量中由于线路较长,每天只能分段测量,为了避免外界温度的影响,在每天同一时段进行观测,提高测量精度。
      7、观测数据的处理
      观测数据计算采用清华三维测量控制网平差系统Nasew 3.0。进行严密平差。我们对西瓜地特大桥水准基点网及55#墩(07年5月24日至07年10月6日)的观测数据进行了严密平差。外业数据采集后,计算合格后进行严密平差计算,在满足精度的情况下,可以认为数据可靠。处理结果如表中所示,可以看出我们的测量方法是能够满足要求的。
      8、沉降变形评估参考文件
      8-1、行业规范及标准
       (1) 《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》(下称《评估技术指南》),铁建设[2006]158号,铁道部,中国,2006
       (2) 《客运专线无蹅轨道铁路设计指南》 ,铁建设函[2005]754号, 铁道部,中国, 2005
       (3) 《新建时速度 300~350 公里客运专线铁路设计暂行规定》(上、下),铁建设[2007]47号,铁道部,中国,2007
       (4) 《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》,铁建设[2006]189号,铁道部,中国,2006
      8-2、 武广公司文件
       (1) 《武广客运专线沉降变形观测系统实施细则》 ,武广工[2007]119 号,2007 年 9 月
       (2) 《武广铁路客运专线沉降变形观测分析评估实施方案》 ,武广工[2007]218 号,2007 年 11月
       (3) 《武广铁路客运专线沉降观测数据录入与管理细则》 ,武广工[2007]272号,2007年12 月
      9、提供评估报告的资料
       根据西瓜地特大桥和乐城街大桥6月份的评估资进行讲解。
      (1)、施工单位沉降变形评估申请表
      (2)、区段沉降变形观测评估资料
      (3)、沉降观测录入表
      (4)、桥梁徐变录入表
      (5)、沉降徐变趋势图(利用软件自动生成)
      (6)、附件
      10、无砟轨道施工前沉降变形评估
      武广客运专线沉降变形评估,根据各标段实际情况,分段进行评估,每段不小于4公里。首先由施工单位提交沉降变形评估申请表及评估资料,监理单位提交平行观测评估资料。评估单位根据提交的资料进行评估分析,并批复评估报告。
      内容:
      (1)、从制度上保证
      建立专门的沉降变形观测领导小组和观测小组,明确各自职责,分工负责,各尽其责,加强沉降变形技术标准和实施操作的培训。
      (2)、观测点埋设保证
      对所有桥梁沉降变形观测点,进行详细的书面技术交底,并现场指导,确保埋设的正确和标准。(3)、制定观测点保护措施;
      制定切实可行的保护措施和制度,现场进行标识和防护。
      (4)、观测精度上保证;
      按要求定期对仪器进行鉴定,保证观测数据的可靠性。按要求定期对水准点和工作基点进行复核,严格按照测量技术等级要求进行,并且要求测量闭合。
      (5)、数据整理及录入保证。
      测量过程中实行“人员、仪器、测量方式”三固定。认真建立“零”观测理念。保证数据整理的规范性和数据识别的统一性,沉降观测中,包括上升和下沉,向下为“正”,向上为“负”。梁体徐变上拱,向上为“正”,向下为“负”。有沉降变形观测过程中注意记录荷载的变化,以便帮助分析结构变形变化和数据异常点情况。在沉降变形观测过程中,及时绘制沉降曲线,及时分析验证,并作记录,及时报送监理核对签字。

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