跨海大橋施工測量控制點設置

1海上控制網(wǎng)的穩(wěn)定性海上橋梁測量控制單元分布在施工區(qū)之外，精度較高，配置不規(guī)則。海上測量會受到施工環(huán)境的制約和海洋氣候的影響。海上水域?qū)掗?控制點只能布設在已施工完成的承臺上,控制網(wǎng)的線形受到了制約,解決方法是用GPS靜態(tài)分次加密。受海上風、霧,大氣折光等影響,測量時應輸入溫度、氣壓改正系數(shù)。海水的潮起潮落和波浪對基礎的沖擊會產(chǎn)生晃動,測量時應選擇適當?shù)臅r機,并對控制點進行定期與不定期的復測。2gps的應用海上測量儀器有配套的全站儀(精度在2″以上)、配套的水準儀(精度在1mm/km以上)、一定數(shù)量的GPS(包括GPS天線、雙頻接收機、GPS手簿、GPS電臺及配套的電纜等配件)等。3主跨海大橋觀測墩海上施工測量控制網(wǎng)按等級分為首級控制網(wǎng)、首級加密控制網(wǎng)、一級加密控制網(wǎng)和二級加密控制網(wǎng)。首級控制網(wǎng)是從國家高級控制點引測,分布在海岸上橋梁兩端的橋軸線兩側,均有堅實的基礎,點位穩(wěn)定,是跨海大橋控制的主要依據(jù)。因跨海大橋線形較長,又跨越寬闊的海面,所以先在海中每隔1.8km左右施工一個優(yōu)先墩承臺,在承臺上建穩(wěn)定的觀測墩;觀測墩建在橋的同一側,在不同的曲線時可轉(zhuǎn)入另一側,便于常規(guī)測量觀測。海中優(yōu)先墩承臺施工完成后,進行全橋首級加密控制點貫通測量。3.1第一階段加密網(wǎng)絡的測量平面控制網(wǎng)采用雙頻GPS接收機按規(guī)范中B級網(wǎng)要求施測和基線處理與平差。3.2儀器的回收率及誤差首級高程加密控制網(wǎng)是采用EDM三角高程測量,因測量距離較長,測量時采用2臺同精度的全站儀(測量機器人如徠卡TCA2003)同時進行對向多測回觀測,并在第一次觀測完成后兩站間交換儀器進行再次觀測,以消除因儀器系統(tǒng)誤差所造成的影響,需對影響測量誤差的地球曲率和大氣折光等進行改正,且必須取得足夠的有效觀測數(shù)據(jù)。3.31.2加密控制網(wǎng)由于首級加密網(wǎng)距離較遠,不能完全滿足施工放樣要求,需在兩首級加密網(wǎng)點之間進行一、二級網(wǎng)加密。3.3.1平面控制單元的加密(1)承平臺內(nèi)部加密根據(jù)施工經(jīng)驗,前視在200m左右最佳,所以在每隔400m左右的承臺上加密一個控制點。海中兩首級加密控制點的距離小于1.8km,其間需加密3～4個一級控制點。根據(jù)控制網(wǎng)邊長短、點數(shù)少、網(wǎng)形狹長的特點,一級加密點可布設為三邊網(wǎng)形和導線形。(2)外業(yè)gps測量平面控制點加密均采用GPS按規(guī)范一級精度要求進行施測,因在海上測量,水面寬闊,可能存在多路徑的影響,測量時應延長測量時間,提高測量精度。外業(yè)觀測除基準站外,另外用3臺以上雙頻GPS接收機,2臺架在海中優(yōu)先墩承臺的首級加密控制點上,另一臺架在待求點,最好是待求點在3個已知點中間,以保證整網(wǎng)的點位精度均勻,同時起算點一般應均勻地分布在GPS網(wǎng)的周圍,要避免所有的起算點分布在網(wǎng)中同一側的情況。外業(yè)測量要記錄好儀器的編號、儀器高度、接收天線的類型、儀器所在點位的編號等。外業(yè)觀測完畢后進行內(nèi)業(yè)GPS網(wǎng)平差,平差合格后,導出測量數(shù)據(jù),形成測量報告。平面控制點加密后,可根據(jù)施工的需要再進行控制點的加密,這類控制點可從已經(jīng)加密的點上用全站儀按支導線測量的規(guī)范要求進行加密。3.3.2觀測方法的確定因海中承臺在波浪的作用力下會產(chǎn)生晃動,當前、后視距在70m左右且承臺基本穩(wěn)定時,可采用水準測量。當前后視距較長時,應采用EDM三角高程測量,測量方法有:對向觀測法和中間觀測法。測量時應按EDM三角高程測量規(guī)范所規(guī)定的等級精度要求進行測量。在杭州灣跨海大橋工程測量中,是采用EDM三角高程的中間測量方法將2m多高的觀測墩上的水準高程點引到承臺上。在條件不滿足三角高程中間法觀測時,應采用三角高程對向觀測,三角高程對向觀測時需仔細量取儀器高和棱鏡高。1臺儀器觀測時,應在較短的時間內(nèi)完成,以減少大氣折光的影響。如果用2臺同精度的測量儀器觀測,可以減少大氣折光的影響,提高測量精度,觀測時需交換兩點間的儀器,以減少儀器誤差的影響。3.3.32個控制單元的加密二級加密控制點從一級加密點用常規(guī)方法加密,加密可以用支導線法進行,有條件應附合到另一已知點。4觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制在施工前必須對首級控制網(wǎng)進行復測,觀測時按規(guī)范B級要求,實行同步觀測,每個時段觀測150min,共觀測3個時段,采用GPS隨機軟件進行數(shù)據(jù)處理,平差前對各基線向量進行了嚴格質(zhì)量控制和篩選。水準測量的實施程序采用閉合測量或往返測量。5海上施工測量5.1海上管道樁沉降的測量定位5.1.1沉樁定位校核海上鋼管樁沉樁定位測量采用GPS-RTK測量定位系統(tǒng),打樁船上PGS定位系統(tǒng)的選取應與GPS基準站采用的儀器相互兼容。為保證打樁船沉樁定位的正確性,在投入使用前需要對GPS-RTK測量定位系統(tǒng)進行檢驗校核。包括:打樁船上各測量儀器間的參數(shù)校核和龍口樁位中心坐標校核。校核時,打樁船宜在碼頭附件,且選擇在風平浪靜的海況條件下進行。5.1.2沉樁設計結果測量鋼管樁沉樁定位主要有以下步驟。(1)“海上打樁GPS-RTK定位系統(tǒng)”,根據(jù)接收到的GPS信號及預先輸入的單樁平面扭角及平面坐標,計算出打樁船姿態(tài)及鋼管樁空間位置的數(shù)據(jù),并將圖形顯示于計算機的顯示屏上。(2)通過觀察操縱室控制臺上的傾斜度儀調(diào)整樁架傾斜度,將樁粗略調(diào)整至設計斜率。(3)根據(jù)顯示的打樁船姿態(tài)及樁空間位置的圖形和數(shù)據(jù),通過錨機的運轉(zhuǎn)精確調(diào)整船體位置,再次調(diào)整樁架的傾角,使樁到達設計位置。(4)復核GPS接收的信號、輸入定位系統(tǒng)的源數(shù)據(jù)、樁架傾斜度儀是否正確。為保證沉樁定位的正確性,各墩首根樁都需進行常規(guī)測量比測。包括:平面扭角測量;傾斜度測量;平面坐標測量。將常規(guī)測量方法得出的數(shù)據(jù)與打樁船安裝的定位系統(tǒng)顯示的坐標、傾斜、扭角進行對比,達到校核的目的。5.2海上平臺施工測量承臺施工測量主要包括:鋼套箱定位和安裝測量、鋼套箱的檢查(套箱標高、縱橫軸線、傾斜度)和承臺竣工測量。(1)施工放樣前量取承重梁底棧底桁架外邊緣尺寸,確定施工放樣前量單鋼套箱安裝定位是將鋼套箱承重梁直接安裝在鋼管樁頂,施工放樣前量取承重梁底桁井字架的外邊緣尺寸。將工程坐標轉(zhuǎn)換為橋軸線與墩軸線的施工坐標,方便在鋼管樁壁上放點,即測設X和Y的坐標即可。(2)鋼套箱安裝質(zhì)量雖然在鋼管樁上焊接了限位牛腿,但為了確保鋼套箱安裝準確無誤,鋼套箱下放到位后,應采用GPS-RTK或全站儀測量對鋼套箱中心點坐標和垂直度進行檢查,檢查合格后方可加固鋼套箱。(3)承臺軸線偏位計算承臺竣工測量時先用施工獨立坐標系放出承臺的縱、橫向軸線,再測出承臺邊緣軸線位置的施工坐標,通過承臺邊緣的施工獨立坐標實測值可知承臺軸線偏位值。5.3墩身安裝質(zhì)量控制墩身施工放樣采用常規(guī)的測量方法,放樣時主要考慮:(1)海中承臺晃動影響,應選擇好測量時間和適當?shù)那昂缶?(2)做好測量標記;(3)檢查放樣精度。高度較大墩身采用分節(jié)現(xiàn)澆,每一節(jié)墩身均需要對模板進行測量檢校。墩身的位置和垂直度的控制關鍵在于首節(jié)墩身,在首節(jié)墩身的第一節(jié)模板安裝就要進行嚴格調(diào)整。檢查頂口和底口模板的位置是否正確,檢查模板的垂直度,保證頂口水平。檢校中間各節(jié)墩身模板時,只需檢查垂直模板直度,不符合要求時對模板頂口的縱橫軸線進行調(diào)整即可。在標高的放樣時,首先將承臺上水準點用倒掛鋼尺的方法引到墩身頂面。鋼尺在使用時,必須進行現(xiàn)場的溫度改正和尺長改正。墩身和支座墊石驗收時,先用鋼尺分出墩身和支座墊石的中心線,然后用全站儀直接測中心線的施工坐標,即得出墩身和墊石縱橫軸線的偏位,并用紅油漆將點標好。5.4施工測量難點及對策主塔施工測量重點是保證塔柱、橫梁、鋼錨箱等各部分結構的傾斜率、垂直度、外形幾何尺寸、平面位置、高程以及內(nèi)部預埋件的空間位置。主塔施工測量難點是受風振、溫差、日照等影響。根據(jù)塔柱的幾何特征和施工時每一節(jié)高度,建立數(shù)學模型,編制數(shù)據(jù)處理程序,計算主塔截面軸線點、角點的三維坐標。施工過程中,應監(jiān)測索塔的相對及絕對位移,以能及時準確反映索塔實際變形程度或變形趨勢,確保塔頂高程的正確,并分析索塔的穩(wěn)定性,為整個施工的決策提供依據(jù),以達到指導施工的目的。索塔變形測量可采用《工程測量規(guī)范》三等變形測量。5.5測量控制方案在墩身竣工后,將全站儀架在附近承臺的控制點上,放出箱梁0號塊的縱橫軸線和中心點,可用GPS-RTK進行放樣點的檢核。0號塊上的控制點是其他各箱梁軸線和高程控制的主要依據(jù),平面控制點的加密精度應按規(guī)范中一級要求加密,高程控制點應按規(guī)范中四級要求加密。兩個墩以上的箱梁0號塊控制點進行聯(lián)測,GPS平面測量精度較高,用全站儀檢測兩點間的距離,確認控制點坐標計算是否正確。高程聯(lián)測用EDM三角高程測量進行檢驗,按兩點間往返測量。檢測各控制點間的誤差在充許范圍內(nèi)時,對各點進行歸化改算?；炷料淞菏且ＷC塊段平、豎向線形,使兩個墩的箱梁能順利合龍。監(jiān)控時主要考慮監(jiān)控點的布設,監(jiān)控時間等。箱梁監(jiān)控主要分為三階段監(jiān)控測量,分為張拉前、張拉后和掛籃前移后。箱梁在合龍前需對箱梁平面線形偏位和豎曲線變化進行24h監(jiān)控,記錄在不同溫度下箱梁的變形情況,為合龍時機提供依據(jù)。5.6鋼箱梁初始值觀測系統(tǒng)斜拉橋鋼箱梁安裝、掛索階段必須對平曲線、豎曲線線形、高程、箱梁長度變形、主塔變形等進行監(jiān)測,及時掌握結構實際狀態(tài),防止施工中誤差的積累,保證成橋線形和結構安全。測量內(nèi)容主要有:鋼箱梁0號塊及標準節(jié)段的安裝測量;線形及主塔偏移測量;橋軸線監(jiān)測;合龍監(jiān)測。鋼箱梁安裝前,進行一次主塔偏移及扭轉(zhuǎn)初始值觀測。主塔偏移及扭轉(zhuǎn)測量監(jiān)控點設置于橫梁、中塔柱及塔頂,對稱布置于橋軸線兩側塔柱處。采用全站儀三維坐標法結合GPS衛(wèi)星定位精確定位0號塊鋼箱梁,控制鋼箱梁線形、軸線及橫向坡度。線形測量主要采用幾何水準法。線形監(jiān)控點布置于橋中線及橋中線兩側。測量前建立閉合水準路線網(wǎng),確保控制豎直方向線形的準確性。鋼箱梁安裝階段,按監(jiān)控指令要求測量不同拼裝工序及不同工況下的鋼箱梁線形,并同時測量主塔橫縱向偏移及扭轉(zhuǎn)。因斜拉橋線形受溫度影響很大,故線形測量應在氣候條件較為穩(wěn)定、日照變化