孟加拉国帕德玛大桥施工测量关键技术浅析

工程施工工程施工孟加拉国帕德玛大桥施工测量关键技术浅析王佑力中铁大桥局集团第四工程有限公司，江苏南京210031摘要：简要介绍孟加拉国帕德玛大桥施工测量关键技术，主要包括大桥控制测量、斜桩插打和加密控制点测量以及桥墩结构物施工测量方法。关键词：测量控制；斜桩插打；静态加密；墩身施工概述孟加拉国Padma多用途桥梁，位于首都达卡偏西南约40km处，横跨Padma河，距印度洋入海口直线距离约150km,是连接Mawa与Janjira的主要交通要道。中铁大桥局股份有限公司孟加拉帕德玛大桥项目部承建的工程范围为帕德玛多用途大桥主桥、公路及部分铁路引6×(6×150m)+1×(5×150m)的全焊接连续钢桁梁，为重点控制工程。帕德玛全桥共240根①3m钢斜桩、389根钻孔灌注桩(①3.0m钻孔灌注桩24根、φ1.2m钻孔桩365根)、U型预制梁438片、14孔38m跨铁路后张法I型预制梁84片、150m跨钢桁梁41孔、主桥公路桥面预制板3040块、主桥铁路桥面预制板2595块；混凝土工厂设2×HZS120型和2×HZS180型各1座、主桥桥面板预制场1座、引桥上部结构预制场2座、两岸码头共6座。见主桥平面位置布置详见图1如下：1.1平面坐标系统项目业主方提供GPS平面控制点9个，坐标系统为UTMWGS84Zone46N,本项目中央子午线位于90°10′附近，处于46°带边缘区域(中心纬度为东经93°),由于UTM投影中央子午线变形系数为0.9996,经计算本项目投影变形比例为1.00056,点位分布十分凌乱，不能满足大桥施工要求。如图2所示。2462019年10月为了满足大桥施工精度需要，必须消除UTM投影变形，建立了大桥独立施工控制网。Padma大桥平面控制网采用高斯投影任意带，以测区中间的经线(东经90°10′)为中央子午线，建立平面直角坐标系统。大桥平面控制网的起算点采标系方位角(UTM投影),以主桥轨道顶面平均高程(高程为27m)为投影归算高程面。大桥独立施工控制网共有10个控制点，完全覆盖整个大桥施工区域。大桥网见图3制点，完全覆盖整个大桥施工区域。大桥网见图3高程系统采用孟加拉国PWD高程基准。以SOB1007、网。南、北岸高程测量采用电子水准仪按照二等水准测量规范要求，构成闭合、附和水准线路。跨江水准测量采用全站仪三角高程测量和电子水准仪测量相结合的方法。跨江线路长度6Km,充分利用江中岛屿，分为6个测段，精密三角高程测量视线长度最长1.8km,两台全站仪对向观测，双线过江进行测量。高程网如图4:钢桩插打主要采用GPS-RTK测量技术。通过静态测量数据，严密的平差计算，得出84椭球坐标系和工程独立坐标系的转换七参数，设两个单机站，进行测量作业。每根钢桩分两节制造，单节长度超过50～70m,制造过程严格钢桩轴线的顺直，单节在胎架制造完成后，采用基准线法、弦线法(张拉细钢丝),检查钢桩3个方向旁弯，钢尺法检查钢桩斜桩插打施工测量的主要程序是：测量数据计算→平台定位测量→导向架定位测量→滑道梁顶面桩位控制线测量→第一节对位测量→第一节插打过程复核→第一节竣工测量→第二节对位测量→竣工测量。中文科技期刊数据库(全文版)工程技术2.1定位平台测量2.1.1定位标示点用测线和钢尺在平台上严格的刻画出两个定位点，两个定位连线要通过平台中心并且与中心等距离分布。考虑到船位、水流对定位平台的冲击、风向等因素，两个定位标示点尽量布设在桥轴线两侧的上游侧和下游侧，如图5。2.1.2定位平台定位测量首先对浮吊进行定位测量，指挥平板驳、定位进入指定位置，完成定位平台粗调。然后根据已经计算好的平台定位标示点的设计坐标，采用GPS-RTK测量法，通过浮吊调整平平台位置调整合格后，插打上下游对称的两根定位桩，在定位桩的插打过程中，实时监测，进行平台位置的调整，直至定位桩插打完毕。两根定位桩施工完毕，通过挂带调整定位架至设计高程，调平后固定，插打其他4根定位桩。定位平台与6跟定位桩固结后，进行竣工测量。2.2导向架安装测量2.2.1导向架组装测量在陆地上，用全站仪对导向架四个脚点进行超平处理，在滑道梁顶面上做出A、B、C滑道梁上的标刻线，如图6。因钢桩、锤较重，施工过程导向架容易变形，滚轴容易破坏，在施工过程中应及时修正。2.2.2导向架定位框测量导向架下部的定位框架是一个长为25.115m,宽为8.0m的规则矩形。定位平台调整至设计高程固定后，在其顶面采用GPS-RTK测量法，放样四个角点坐标用长卷尺对每两个脚点的距离进行复核，如果与以上设计值相差过大，则重新进行放样，直到知道数据准确无误。每个定位平台上放样三个定位框，共12个点，放样后，尺量检查三个定位框的相对关系。2.2.3导向架安装测量导向架底部定位框对准平台顶面已放角点，调整四角高差。通过测量A滑道梁的特征点坐标进行复核。2.3第一节钢桩定位测量2.3.1桩位理论位置管桩定位主要依靠定位架三层滑道梁，借助油顶装置完成。A滑道梁定位如图8,B、C定位尺寸同于A层。2.3.2设计预偏量由于钢桩和锤子本身重量很大，对导向架的压力不能忽视。2019年10月247工程施工根据上述偏移量进行定位，因水流和水位对钢桩插打的影响，导致钢桩无法准确的按理论倾斜度插入土面。根据桩位竣工资料，对设计预偏量进行适当的修正，预偏值为P。2.3.3平台高度误差引起的偏移量由于客观因素，如水位、机械设备等，导致定位平台无法达到设计标高。导致C滑道顶端处钢桩中心不在标刻的中心处，会产生一段位移x,在确定油顶位置需要将该位移列入计算中，以保证钢桩位置的精确性。综合上述，油顶顶推距离计算公式为：P——预偏量再修正值(m);X——因平台高程引起的修正量(m);0.104——滚轴与钢桩接触面至量测刻度线距离。B导向由A、C导向内插计算。2.3.4第一节插打过程控制第一节钢桩进入导向C、D后，导向B、C、D紧贴钢桩后，钢桩的倾斜度测量：利用垂球和钢尺对每一层导向装置上进行测量，计算出钢桩的倾斜度。第一节钢桩着床前，复核钢桩的平面位置和倾斜度：在滑道梁A顶面用GPS-RTK放样出桩的理论控制线，然后用钢尺量出控制线到钢桩便面的距离，同过图纸计算理论的桩位到控制线的距离进行比较，算出桩位的偏差。第一节钢桩靠自重着床后，吊钩松开且在拆除吊钩前，钢桩的倾斜度和平面位置测量。第一节钢桩靠自重着床后，钢桩标高测量，计算钢桩底标高：先通过滑道梁C顶面的高程计算出导向装置C最前端与钢桩接触位置的顶面高程，然后根据钢桩上已经做好的刻度线对应在导向装置C处的数值，反算出钢桩底高程。第一节钢桩靠自重着床后，通过导向装置A对钢桩倾斜度预偏调整，测量预偏量。打桩锤套入第一节钢桩后，钢桩的标高变化测量，计算钢桩打桩锤插打第一节钢桩至导向A上方时，钢桩的倾斜度、平面位置、标高变化测量，计算钢桩的顶、底标高。2.3.5第一节竣工测量第一节钢桩插打到位后，利用全站仪观测及三点求圆法则，推算出钢桩的实际中心坐标，与设计值比较得出偏差结果，利用线陀对钢桩的倾斜度进行测量，通过最高点和最低点观测计算桩中心的高程。2.3.6第二节对接测量将第二节钢桩插入限位块内，用游标卡尺不断丈量顶节桩底部和底节桩顶部的距离，多次测量，使圆周上各点位处距离相等，如过出现不等，可以用C导向进行调节，以此保证接桩后整体个钢桩的顺直度。第二节钢桩与第一节钢桩对接焊前、后时，两节钢桩的顺直度测量，钢桩的倾斜度测量：顺直度利用靠尺进行检查，倾斜度测量：导向A、B、C、D紧贴钢桩后，利用垂球和钢尺对每一层导向装置上进行测量，计算出钢桩的倾斜度。2.3.7钢桩高程测量控制在锤身精确的画出刻度线，通过设计的桩顶高程和其所对应的刻度值来推算C滑道梁顶面实际标高时的刻度值，进而控制钢桩顶面高程。图9高程控制示意图2482019年10月2.3.8第二节竣工测量第二节钢桩插打至设计标高后，进行钢桩的倾斜度、平面位置、顶标高测量。由于桩位插打至设计高程后，钢桩顶位于滑道梁C下面，钢桩孤立，而且与滑道梁C顶面高差较大，测量人员无法到达钢桩顶。只有在滑道梁C顶面与导向装置C、D上的控制线各方向偏移桩的半径值，然后引出一条弦线，利用垂球与钢尺量出钢桩侧边与垂球的中心的差值，最后根据偏差值反算出桩的中心坐标。如果导向架吊开后，在钢桩周围搭设平台，便于测量人员站立，分出钢桩的十字线，然后利用GPS对钢桩顶十字线位置进行坐标测量，计算出桩中心高程面的实测坐标，或三点求圆法求的桩中心位置。为了满足墩身施工需要，必须要在承台上采用GPS静态定位技术测设加密控制点。范B级，加密网按C级网的指标进行施测。外业测量模式采用高精度双频GPS接收机静态相对定位作业模式。观测基本技术指标见表1。表1观测基本技术指标C同时观测有效卫星数有效观测卫星总数现测寸段数：时段长度采样间隔/S低于5mm+1ppm·D的双频GPS接收机进行观测。所用的GPS测量仪器和器具均须按规范进行检校。GPS观测准备，根据观测要求、各点的周围环境及交通状况制定GPS观测作业实施计划。在进行GPS观测之前，首先必须对GPS观测需用的固定在仪器基座上或天线上的光学对中器、圆水准气泡进行检校。GPS作业方式采用静态相对行接收机的架设、整平，使其对中误差不得大于2mm;并在每一时段的观测中间和结束前，再独立量测天线高各一次，在各次的限差之内取中数作为最终的天线高结果。观测作业组须按照作业计划和技术指标所规定的要求进行作业。对于观测条件相对较差的控制点，应尽量选择有利的观测时段，必要时，适当延长观测时间。观测员要细心操作，观测期间防止接收设备震动，要防止人员和其他物体碰动天线或阻挡信号，并做好GPS外业观测记录。桥墩测量包括桥墩施工放样、桥墩模板检查和桥墩竣工验收。4.1墩身放样墩身测量采用全站仪坐标法设站+极坐标法放点。在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：温度、气压、仪器常数、棱镜常数；输入(调入)测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入(调入)后视点坐标，照准后视点进行后视。如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核，并检核第三点已知点坐标，偏差在规范允许范围内才可以用于放样。输入(调入)要放样的墩身坐标，应用全站仪的放样功能指挥司镜员移动棱镜直至放出点位。测量并记录现场的该节墩(下转第251页)中文科技期刊数据库(全文版)工程技术参考文献工技术[J].中国工程科学.2010.12(11):35-39.基础设计[J].南方能源建设.2015(3):72-75.(上接第248页)重复以上的过程，放样出该墩身分节的所有待放点位。样的精度及准确性。