天津慈海桥工程测量方案

天津市慈海桥工程施工组织设计第八章施工测量与监控1.测量依据（1）本工程所应用的规范、规程及设计文件《工程测量规范》（GB50026-93）（2）《城市测量规范》（CJJ8-99）（3）《GPS全球定位系统测量规范》（CH2001-92）（4）《城市桥梁设计准则》（CJJ11－93）建设部（5）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77－98）建设部（6）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023－85）交通部2.测区现有资料分析（1）平面系统、高程系统平面系统：高程采用1990年天津市任意直角坐标系高程采用天津市93年大沽高程系。（2）资料来源及情况会同监理从业主及天津测绘院手中接过所交桩点。其中水准点（BM1、BM2）GPS点为（G6、G8）3.测量仪器由于天津慈海桥对测量的精度要求有高有低因此我们选择仪器以尽量做到了高中档仪器相结合，详见表（1-1）：表（1-1）仪器名称品牌精度仪器号备注天津市慈海桥工程施工组织设计4.技术要求（仪器要求）①、II级全站仪，标称精度：2，3mm+2×10-6D或DJ2经纬仪和mm+2*10-6D测距仪配套。②、DS3水准仪，标称精度：M一公里为±1mm。③、水准标尺：塔尺。④、30m或50m一级钢尺。精密导线测量的技术要求见表。（1-2）平均边长(m)导线总长度(km)每边测距中误差（mm）测距相对中误差（mm）测角中误差（”）测回数方位角闭合差（”）全长相对闭合差相邻点的相对点位中误差（mm）I级全站仪II级全站仪3503----5±61-60000±2.5465√n1/35000±8.注：n为导线角的个数。精密导线应沿线路方向部设，并应采用闭合导线和多个结点的导线网。精密导线选点时应符合下列要求：相邻边长不宜相差过大，个别边长不宜短于100m。精密导线点的水准仪AL332±1mm411371全站仪NET12000.6+110060全站仪TOPCON1+2PPM10273水准仪LeicaNA28±1mm738181垂准仪DJZ31/40000420867垂准仪DJZ31/40000420871天津市慈海桥工程施工组织设计位置应选在因地下铁道、轻轨交通工程施工而发生沉降变形区域以外的地方。点位应避开地下管线等地下建筑物。GPS控制点与相邻精密导线点间的垂直角不应大于30°相邻点之间的视线距障碍物的距离以不受旁折光影响为原则。应充分利用城市导线点。宜在前、后期两条线路相交叉的地方，设置共用的导线点。宜按规范埋设精密导线点标石，也可根据埋设地点采用不同的形式。精密导线点上只有两个方向时，宜按左右角观测，左右角平均值之和与360°的较差应小于4”。水平角观测遇到长、短边需要调焦时，应采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边调焦，盘左短边不调焦的观察顺序进行观测。在附和精密导线两端GPS点上观测是，应联测两个高级方向，若只能观测一个高级方向，应适当增加测回数。附和精密导线或精密导线环的角度闭合差，不应大于下列公式计算值。Wβ=±2mβ√n式中mβ——规范测角中误差（”）;n—f附和导线或导线环的角度个数。用精密导线网方位角闭合差的计算的测角中误差按下式计算；精密导线的边长测量，应根据规范执行，每条导线边应往、返观测各二个测回。每测回间平均值的较差应小于3mm，往返平均值的较差应小于5mm。气象数据每条边在一端测定一次。2、高程控制网是采用普通水准测量方法5.对GPS点进行复测a复测时仪器应满足以上要求b观测成果也应满足以上要求6.施工测量方案（1）、控制测量①地面控制网的布设形式。采用平面网布设形式，我分部拟先采用全站仪加密，我们所用的全站仪满足技术规定里要求的测角中误差≤±2测距中误差≤2mm+2ppm的要求。点位选在相对稳定且通视条件良好的地方。（平面网严密平差）。②高程控制网的布设形式根据规范的要求，采用普通水测量。以BM1、BM2点作为水准基点，作水准路线，其中BM1、BM2需作跨河水准测量，并取BM1、BM2多次观测的平均值作为BM1、BM2的高差真值。天津市慈海桥工程施工组织设计（2）施工放样方法一般采用极坐标法。放样所用控制点采用测绘院所确认的控制点，用全站仪放样出桩位、承台及路线中心线及其它建筑物结构。当所算数据均正确时，那么影响精度的环节主要集中在工程放样上了。首先是仪器自身的，在每次使用仪器时都要将气压值和温度值重新输入而操作全站仪或水准仪的人一定是比较熟练而且富有经验的测量员，与之配合的司尺员或扶棱镜的人员要把点位定准尽量减少误差产生的机会。由于在工程中本合同段距离较近，而且天气一般相对较好，所以无需进行曲率、折光、投影的改正。①桩位的定位。依据控制点用全站仪进行桩位放样。②钢板桩的定位。③承台及墩的定位。承台和墩柱为了方便施工，放出“十”字线。④人字架腿脚预埋件的定位。⑤人字架的安装及轮轴吊装定位。⑥主桁架桥头组对，滑移就位。其中桩位、承台及墩柱的测量用坐标放样即可，而重点是人字架的测量。（3）人字架钢结构安装测量工作的主要内容包括①基础埋件的放线就位及标高。要求预埋件的预埋精度达到设计规范要求。②主轴线的放样依据平面控制先总体后局部的要求，结合本工程要求在主桥区距离精度高的特点，拟在主桥区G8、G6两个GPS点采用索佳“0.6+1ppm1”型全站仪对进行平面网的平差，进行控制网的加密。主轴线的测放天津市慈海桥工程施工组织设计人字架架主轴线水平投影为Qzc—TMa、Qzd—TMb、Qza—TMa、Qzb—TMb根据施工总平面图上标示的界桩点或轴线交点的大地坐标，考虑到结构施工对测量不通视的影响，特布置如下所示主轴线控制网。1）、预埋件的埋设根据平面控制点布置图在主轴线上埋设12块预埋铁件，埋设位置如图所示。2）、预埋件作法预埋铁件由100×100×8mm厚钢板制作而成，在钢板下面焊接12钢筋，且与底板焊接浇筑。预埋件示意图3）、控制点的测设待预埋件埋设完毕后，由测量分公司负责将内控点分别投测到预埋铁件上，经校核无误后，在每块埋件上镶嵌一个2mm铜芯，铜芯即为各控制点平面位置。具体操作如下：天津市慈海桥工程施工组织设计1）投测主轴线点A、O、B（A、O、B三点为主轴线上的任意点）。架设仪器于G6点，设置仪器直角坐标观测模式，后视G16点，参照内业计算成果表，直接测放A1、O1、B1三点并标示好，用同样的方法架设仪器于G16点，后视G6点，直接测量出A2、O2、B2三点，比较两次投点较差≤3mm，取几何平均位置并重新做好标志A0、O0、B0。2）点位调正架设仪器于O0点，检查A0、O0、B0三点共线情况，当三点不共线时需分别进行角度和位移调正。3）角度调正架设仪器于O0点，通过多测回水平角观测法得出∠A0O0B0=β，比较180°-β≤±20″时即可通过如下示意方法进行点位调正，否则重新投测A0、O0、B0三点。然后通过计算得出调整值δ=ab*tgβ/2(a+b)4）距离调正角度调整完毕后，架设仪器于0点，直接测距AO、BO与理论值相比较，且相对误差≤1/50000，否则需以0点为基准进行A0、B0的距离调正。从而最终得出A、O、B三点的精确位置。baOO0AA0主轴线点位调整示意图说明:　代表点位改正方向。　　　　　＝ab*tg/2(a+b)BB05）主轴线点加密根据测放出的主轴线点，结合现场的实际情况，平面控制网需经过加密测放来完成对整个钢结构工程的构件控制与校正。6）放样的检核方法坐标检核。首先进行自检，然后抱送监理单位进行检查。程序流程图见图（1-1）（4）倒“Y”脚点跟踪测量人字架高程控制可采用三维坐标测量，并用钢尺进行高程传递进行检查。并用全站天津市慈海桥工程施工组织设计仪进行跟踪测量。天津慈海桥设计对人字架塔提出了高标准，其中倾斜度为H/3000(H为塔高)，轴线点偏差±20mm，其它尺寸＜1/1000。因此，人字形塔柱施工测量成为整个大桥施工测量控制的重点和难点，这高于DB29-51-2003《城市桥梁工程质量检验标准》中的有关要求。面对如此高的技术要求，要在仅16个月的工期内完成，必将造成立体交叉作业，确实给施工中的测量控制带来一定困难(如图1所示)，在充分研究了大桥控制网、人字架塔施工工艺及对“三维坐标法”的精度估算的基础上，决定放弃国内目前超高大桥传统的“天顶法”，而是采用“三维坐标法”进行测量控制，从根本上避免了“天顶法”测量人员和仪器在塔下作业易受坠物伤害的缺点。1）三维坐标法的基本原理与实施随着现代测量仪器的更新与进步，特别是集测角、测距、记录、计算等功能为一体的全站型电子速测仪的应用，对传统的测量方案、方法起了变革作用，在大型建筑物的施工放样中，也不例外地显示其优点。它不仅可以克服施工干扰给测量工作带来的困难，还可以提高放样的精度，更重要的是减轻测量人员的劳动强度，提高工作效率，从而满足快速施工放样的要求。原理与精度如图2所示，0为测站点，P为放样点。全站仪安置在0点，在P点安置反射镜，仪器测定P点相对测站点的斜距D、天顶距Z和水平方向值α。则P点相对测站点的三X=D·sinZ·cosY=D·sinZ·sinH=D·cosZ实际上，由于全站仪的前述性能，上述计算工作由仪器自动完成，并立即在显示屏上显示其相应的坐标(也可自动记录在电子手薄内)。由于其计算工作由仪器的计算程序按照测量理论，从上述计算式可求得三维坐标法放样精度为：Mx2=MD2·sin2Z·cos2α+D2·cos2Z·cos2α·M2Z/ρ2+D2·sin2Z·sin2α·M2α/ρ2MY2=MD2·sin2Z·sin2α+D2·cos2Z·sin2α·M2Z/ρ2+D2·sin2Z·cos2α·M2α/ρ2天津市慈海桥工程施工组织设计MH2=MD2·cos2Z+D2·sin2Z·M2Z/ρ2根据有关文献的理论分析，采用精度为MZ=Mα=3″、MD=3+3ppm的全站仪，当测站至放样点的距离小于280m时，Mx、MY、MH的精度可高于±5mm为了验证上述理论分析，探讨实际可能达到的精度，在实施放样之前和放样过程中，对放样点的测量精度进行了试验和检测，在测站至放样点约90～120m时，求得放样点的平面位置精度MP=±2mm；同时对放样点高程的实测精度也进行了检测。根据与等级水准测量精度的高差进行比较，在高差约43m时，三维坐标与水准测量的高差互差为2mm。前述理论分析和实际检测说明，三维坐标法放样在平面位置和高程方面是能够满足精度要求的。2）三维坐标法的实施在利用三维坐标法放样塔柱各节段时，通常是直接测定该段截面相应轮廓点的平面坐标。有些情况下，例如横梁各点、塔柱变截面段与塔冠，以及某些预埋件位置，除了测定轮廓点的平面坐标之外，还需同时测定其高程。为此在放样之前应结合施工场地条件、施工进度，按事先拟定的测量方案，以桥梁施工控制网为依据，加密放样测站点。在选择测站点位置时，除了保证满足放样精度要求之外，还应考虑通视条件、放样方便按照上述原则，在人字架塔柱施工中，尽量利用地形，选择了在岸侧沿主轴线布置加密站点的方案，并先其布置示意图如表1，用严密平差软件进行平差，加密点精度列于表1。与此同时，采用几何水准方法测量高程。从表1可以看出，测站点具有很高的精度，完全可以满足放样的精度要求。上述测站点的布置，完全满足了施工的要求。从点位布置还可以看出，这些点位基本上远离人字架在现场进行放样时，按照三维坐标法的原理，其测量放样方案如图3所示。一般是在一个测站上，以人字架轴线方向为基准，以固定点为后视方向进行定向，依次在塔柱轮廓点、角点处立镜或反射片，在测站上架设全站仪，照准相应轮廓点处的反射片，仪器立即显示出各点的三维坐标。在一般情况下，各脚点能直接测量坐标。个别情况下因爬架、脚手架等杆件影响通视时，可通过棱镜杆的长度调整或改变反射片位置的方法，或在局部范围内进行偏距测量或移动测站等方法解决各点的通视问题。利用测量仪器(全站仪)，采取了上述测量作业方法，一个5～6人的测量组，不仅天津市慈海桥工程施工组织设计及时满足了人字架塔柱、横梁、支撑、轮轴等施工的需要，而且还可