水中墩沉降变形观测方案

目目 录录 第一章第一章 沉降沉降观测观测方案方案编编制制 1 一 适用范一 适用范围围 1 二 二 编编制依据制依据 1 第二章第二章 沉降沉降监测监测网的建立网的建立 2 一 沉降一 沉降观测观测工作基点的布工作基点的布设设 2 二 沉降二 沉降监测监测网的网的联测联测 2 第三章第三章 沉降沉降观测观测方案的方案的实实施施 4 一 沉降变形测量等级及精度要求 4 二 沉降变形监测网主要技术要求及建网方式 4 三 沉降变形监测测量工作基本要求 5 四 淮河特大桥水中墩沉降观测钢平台示意图 7 五 淮河特大桥水中测量工作路线示意图 六 沉降变形观测具体要求 9 七 沉降变形观测时大气折光的消除 11 八 桥涵变形控制要求 12 九 沉降变形观测方法 12 十 观测资料要求 15 十一 观测频率要求 15 十二 沉降观测注意事项 17 十三 水中墩沉降观测人员 设备组织 17 十四 水上作业安全方案 18 附表 1 工程沉降变形观测准备工作检查记录表 附表 2 工程沉降变形观测结果评估验收记录表 附表 3 观测断面与观测点工程属性信息表 附表 4 电子水准测量记录手簿 附表 5 桥梁承台沉降观测记录表 附件 栈桥平面计算 1 淮河特大桥水中墩沉降观测方案淮河特大桥水中墩沉降观测方案 为规范对淮河水中墩施工线下工程的沉降变形观测 特制定本 方案 淮河特大桥主跨水中墩的沉降变形观测方案 采取在水中栈桥 和墩身搭设测量平台的方法进行 对水中的测量平台和设计院提交 的控制网进行联测 将其统一到同一个坐标系统和高程系统 构成 沉降监测网 然后将水中测量平台作为沉降观测工作基点对水中施 工的墩身进行沉降观测 第一章第一章 沉降观测方案编制沉降观测方案编制 一 适用范围一 适用范围 本方案适用于淮河特大桥水中墩的沉降变形观测 里程范围 DK837 597 43 DK837 757 43 段 墩号为 2109 2110 2111 二 编制依据二 编制依据 1 客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南 铁建设 2006 158 号 2 客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定 铁建设 2006 189 号 3 国家一 二等水准测量规范 GB12897 2006 4 建筑沉降变形测量规程 JGJ T8 2007 2 5 铁路客运专线竣工验收暂行办法 铁建设 2007 183 号 6 客运专线无砟轨道铁路施工技术指南 TZ216 2007 7 工程测量规范 GB0026 93 8 全球定位系统 GPS 铁路测量规程 TB10054 97 9 客运专线无砟轨道铁路设计指南 铁建设函 2005 754 号 10 京沪高速铁路线下工程变形观测及评估实施细则 草稿 11 京沪高速铁路工程设计文件 12 铁道部有关规定 第二章第二章 沉降监测网的建立沉降监测网的建立 一 沉降观测工作基点的布设一 沉降观测工作基点的布设 根据管区的地理环境和观测条件 管区的沉降观测工作基点沿 桥位右侧布置 相邻两工作基点的间距为 200 米左右 距线路中心 距离为 28 米左右 我项目部管区总长度为 1 074km 水中施工部分的长度 160m 有 3 个墩为于水中 2109 2110 2111 全线共布设 6 个沉降观 测工作基点 分别为 BM2111 BM2118 BM2122 BM2127 BM2131 BM2136 水中沉降观测 3 用 BM2111 和 BM2118 BM2111 距 2110 约 98m 距 2109 约 160m 二 沉降监测网的联测二 沉降监测网的联测 考虑到水中的平面位置稳定性检查和沉降观测的精度要求 沉降 观测工作基点的平面测量按照 C 级网的精度要求施测 按照二等水 准测量的精度要求进行 施测采用的技术及精度等级要求如下表所示 1 沉降变形监测网主要技术要求 沉降变形监测网主要技术要求按下表执行 等级 相邻基准 点高差中 误差 mm 每站高差 中误差 mm 往返较差 附合或环线 闭合差 mm 检测已测高 差较差 mm 使用仪器 观测方法及要求 三等 1 00 30 6n0 8n DS05 或 DS1 型仪器 按 客运 专线铁路无砟轨道测量技术暂 行规定 二等水准测量的技术 要求施测 2 沉降变形监测网建网方式 线下工程沉降变形监测一般按沉降变形等级三等的要求 国家 二等水准测量 施测 根据沉降变形测量精度要求高的特点 以及 标志的作用和要求不同 垂直位移监测网布设方法分为三级 1 基准点 基准点应建立在沉降变形区以外的稳定地区 本方案的基准点 使用管段附近的深埋水准点 CP 177 点二等水准点 2 工作基点 沉降观测的工作基点在观测期间需保持稳定不变 一般地段的 4 工作基点除普通二等水准点外 为了沉降观测实施方便的需要 沉 降观测工作基点还应包括按照二等水准测量的技术要求加密的加密 水准点 加密后的沉降观测工作基点间距 200m 左右即可满足现场沉 降观测的要求 水中施工部分的沉降观测工作基点即为 BM2111 BM2118 相邻工作基点间间距均不得大于 200 米 本方案 的沉降观测工作基点包括加密水准点和为方便现场沉降观测增设的 工作基点 3 沉降变形观测点 沉降变形观测点直接埋设在要测定的沉降变形体上 点位设立 在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位 不但要求设置牢固 便 于观测 还要求形式美观 结构合理 且不破坏沉降变形体的外观 和使用 沉降变形点按桥涵专业布点要求进行 4 沉降监测网的维护 监测网由于自然条件的变化 人为破坏等原因 不可避免的有 个别点位会发生变化 为了验证监测网点的稳定性 应对其进行定 期检测 本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和 施工过程中的定期复测 定期复测按每半年进行一次 并结合精测 网复测进行 在跨淮河区域沉降观测区每 3 个月进行一次定期复测 三 沉降变形监测测量工作基本要求三 沉降变形监测测量工作基本要求 1 工作基点使用时应作稳定性检验 并以稳定或相对稳定的点 作为沉降变形的参考点 并应有一定数量稳固可靠的点以资校核 2 每次观测前 对所使用的仪器和设备应进行检验校正 并保 5 留检验记录 3 每次沉降变形观测时应符合 1 严格按水准测量规范的要求施测 首次 即零周期 观测 每个往返测均进行两次读数 并取观测结果的中数作为变形测量初 始值 2 参与观测的人员必须经过培训才能上岗 并固定观测人员 3 为了将观测中的系统误差减到最小 达到提高精度的目的 各次观测应使用同一台仪器和设备 前后视观测最好用同一水平尺 必须按照固定的观测路线和观测方法进行 观测路线必须形成附合 或闭合路线 使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测 4 沉降观测路线 水中墩沉降观测路线位于线路右侧 15 米处栈桥上 栈桥跨度为 12 米 栈桥桥墩均为双柱墩 双柱间距为 5 6 米 桥墩直径为 0 80 米的钢管桩 每根钢管桩均深入河床底 15 米左右 具有较高的稳定 性 2 次水准点的复测是通过栈桥进行的 能够满足二等水准测量 的精度要求 栈桥高度为 19 92m 高于去年讯期水位 不影响讯期的观 测 栈桥的稳定性详见栈桥平面计算 第三章第三章 沉降观测方案的实施沉降观测方案的实施 6 一 沉降变形测量等级及精度要求一 沉降变形测量等级及精度要求 水中施工部分的沉降变形测量等级及精度要求按下表规定执行 垂直位移测量水平位移观测 沉降变形测量等级沉降变形点的高程中 误差 mm 相邻沉降变形点的高 程中误差 mm 沉降变形点点位中误 差 mm 二等 0 5 0 3 3 0 三等 1 0 0 5 6 0 二 沉降变形监测网主要技术要求及建网方式 二等水准观测的技术要求二等水准观测的技术要求 等级水准尺类型水准仪 等级 视距 m 前后视距 m 测段的前后视 距累积差 m 视线高度 m DS1 50 二等铟瓦 DS05 60 1 0 3 0 下丝读数 0 3 二等水准测量的主要技术标准 观 测 次 数 等级 每千米高 差全中误 差 mm 路线长度 km 水准仪 等级 水准尺 与已知点 联测 附合或环线 往返较差 或闭合差 mm 二等 2 400DS1 铟瓦往返往返 4L 二 沉降观测路线二 沉降观测路线 观测路线从 BM2111 开始 沿栈桥顺须为 2111 1 2111 2 2110 1 2110 2 2109 1 2109 2 复核十三工区 2108 2 沿 原路线复核到 BM2118 闭合到起点 BM2111 见图示 7 墩身沉降观测标 墩身沉降观测标 48mm钢管护栏 厚5cm的砼盖板 12工字钢纵梁 12工字钢斜撑 正面图 48mm钢管护栏 厚5cm的砼盖板 操作平台三角架 墩身预埋不锈钢套筒 侧面图 淮河特大桥水中墩沉降观测钢平台示意图 承 台承 台 桥 墩 桥 墩 墩身沉降观测标 48mm钢管护栏 厚5cm的砼盖板 操作平台三角架 墩身预埋不锈钢套筒 8 沉降观测标2 沉降观测标1 9 10 5 观测时要避免阳光直射 且在基本相同的环境和观测条件 下工作 6 成像清晰 稳定时再读数 7 随时观测 随时检核计算 观测时要一次完成 中途不中 断 8 对工作基点的稳定性要定期检核 在雨季前后要联测 检 查水准点的标高是否有变动 9 数据计算方法和计算用工作基点一致 四 沉降变形观测具体要求四 沉降变形观测具体要求 1 水准网的观测按照国家二等水准施测 采用闭合或附合水准 路线往返观测 水准路线经过的工作基点或基点数量不少于两个 每次观测均形成闭合检验条件 2 水准仪使用 DS03 型仪器 仪器及配套水准尺均应在有效合 格检定期内 水准仪与水准尺在使用前及使用过程中 经常规检校 合格 水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过 15 仪器各种设 置正确 其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置 并 在数据采集时自动控制 不满足要求的在现场进行提示并进行重测 3 外业测量一条路线的往返测必须是固定的测量人员使用同一 类型仪器和转点尺垫 沿同一路线进行 观测成果的重测和取舍按 国家一 二等水准测量规范 GB T 12897 2006 有关要求执行 11 观测时 视线长度 50m 前后视距差 1 5 m 电子 仪器最小读 数 0 5m 电子 测站限差 两次读数差 0 4mm 两次所测高差 之差 0 6 mm 检测间歇点高差之差 1 0 mm 观测读数和记录的 数字取位 使用 DS05 或 DS1 级仪器 读记至 0 05mm 或 0 1mm 使 用数字水准仪读记至 0 01mm 4 观测时 一般按后 前 前 后的顺序进行 对于有变换奇偶 站功能的电子水准仪 按以下顺序进行 1 往测 奇数站为后 前 前 后 偶数站为前 后 后 前 2 返测 奇数站为前 后 后 前 偶数站为后 前 前 后 5 每一测段均为偶数测站 晴天观测时给仪器打伞 避免阳光 直射 扶尺时借助尺撑 使标尺上的气泡居中 标尺垂直 6 沉降变形观测宜分段施测 分段长度以相邻两个工作基点或 施测线路长度不超过 2Km 为宜 分段平差后求得各观测点的高程值 7 观测前 30min 将仪器置于露天阴影处 使仪器与外界气温 趋于一致 对于数字式水准仪 进行不少于 20 次单次测量 达到仪 器预热的目的 测量中避免望远镜直接对着太阳 避免视线被遮挡 遮挡不超过标尺在望远镜中截长的 20 观测时用测伞遮蔽阳光 对于电子水准仪 施测时均装遮光罩 8 自动安平水准仪的圆水准器 严格置平 在连续各测站上安 12 置水准仪时 使其中两脚螺旋与水准路线方向平行 第三脚螺旋轮 换置于路线方向的左侧与右侧 除路线拐弯处外 每一测站上仪器 与前后视标尺的三个位置 一般为接近一条直线 9 观测过程中为保证水准尺的稳定性 选用 2 5kg 以上的尺垫 水准观测路线必须路面硬实 观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉 同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方 如果临时有震动 确认震动源造成的震动消失后 再激发测量键 水准尺均借助尺撑 整平扶直 确保水准尺垂直 10 淮河水中墩的沉降测量 按照 国家一 二等水准测量规 范 GB T 12897 2006 要求进行观测 11 数据处理时 闭合差 中误差等均满足要求后进行平差计 算 主水准路线要进行严密平差 选用经鉴定合格的软件进行 12 当相邻观测周期的沉降量出现异常时 应重测进行观测并 和上次测量结果进行对比 如两次结果相符合则要立即检查工作基 点的稳定性 必要时需联测基准点进行检测 如发现工作基点或基 准点有下沉现象即将观测数据上报评估单位 对进行基准点或工作 基点的高程值进行修正 然后再依据修正后的基准点或工作基点进 行沉降观测并计算沉降值 13 成果数据按统一格式录入线下工程沉降变形观测和评估数 据库 13 五五 沉降变形观测时大气折光的消除沉降变形观测时大气折光的消除 由于测区位于主河道水域中间 在观测时不可避免地要受到水 面大气折光的影响 根据测量学理论 这种影响可以通过保持前后 视距相等来消除 利用前后视距相等可以消除三种测量误差 一是 由于视准轴和仪器水平轴不平行产生的误差 即 i 角误差 二是由 于大气折光产生的误差 三是由于地球曲率变化产生的误差 因此 在进行沉降观测的过程中要严格保持前后视距差不能超过规范的限 值 六六 桥涵变形控制桥涵变形控制要求要求 1 梁部 梁部变形以预应力混凝土梁的徐变变形为主 轨道铺设后 无 砟桥面梁的徐变上拱值不宜大于 10mm 2 墩台 对于高速铁路桥梁基础的沉降控制 墩台基础的沉降量应按恒 载计算 其工后沉降量不应超过下列允许值 墩台均匀沉降量 对于无砟桥面桥梁 20mm 静定结构相邻墩台沉降量之差 对于无砟桥面桥梁 5mm 14 七七 沉降变形观测沉降变形观测方法方法 1 1 观测点布置 观测点布置 为了满足变形观测的需要 需要在梁部 桥墩上设置观测标 1 梁体观测标 对原材料变化不大 预制工艺稳定 批量生产的预应力混凝土 预制梁 每 30 孔选择 1 孔设置观测标 当实测弹性上拱度大于设计 值的梁 前后未观测的梁应补充观测标 逐孔进行观测 2 每个桥墩均设置两个墩身观测标 3 桥墩观测标的埋设 1 观测标埋设于墩身左右两侧 为便于观测 确保测量精度 将墩身一个侧面的观测标移到 该墩的正面 如附图 3 淮河特大桥水中墩沉降观测钢平台示意 图 第 7 页 所示 2 本区段桥墩标设置在墩身上高度和栈桥高大约相等的位置 2 2 观测标构造 观测标构造 墩身观测标为集中加工的不锈钢预埋件 具体构造见下页图所 示 3 3 观测方法 观测方法 本方案的首次观测 零观测 应当按照闭合或附和水准路线往 返测的方式进行 按照 建筑变形测量规范 的要求 变形测量 的时间性很强 它反映某一时刻变形体相对于基点的变形程度或变 形趋势 应此首次观测 初始值 是整个变形观测的基础数据 应 15 认真观测 仔细复核 增加观测量 进行两次同精度独立观测 以 保证首次观测成果有足够的精度和可靠性 其余期次的观测可以采 用单程闭合或附和路线的方式进行 水中墩身的观测路线利用栈桥进行闭合或附合观测 在观测时 将水准仪架设在栈桥上 将墩身上的沉降观测标作为转点使用 水 准测量路线起闭于工作基点 BM2111 和 BM2118 对于梁体的变形观测 每孔梁支点之间的梁体变形应以两支点 的连线为基准线进行观测计算 由于下部结构沉降变形的影响 该 基准线的位置会发生变化 梁体观测点至该基准线的垂直距离利用 几何方法计算取得 垂直距离差值就是梁体变形量 16 40 40 2 10 2 15 1 八八 观测资料要求观测资料要求 1 梁体和墩台 桥涵基础沉降和梁体徐变变形的观测精度为 1mm 读数取位至 0 01mm 测量单位要按照观测时间要求 及时进行沉降观测 观测数据 按照统一格式填写 所有测试数据必须真实准确 不得造假 记录 17 必须清晰 不得涂改 测试 记录人员必须签名 及时将采集的数 据进行整理 填写统一表格 以书面及 Excel 电子表格两种形式同 时报送有关单位 观测数据按照统一格式进行汇总整理 沉降观测格式见附表 3 4 5 观测数据要求结合施工过程 详细记录各个施工节点前后的观 测数据 如架梁时间 轨道板底座施工 铺板时间 轨道板精调时 间以及铺轨时间 观测数据要进行抽检 并由监理单位对观测资料进行确认 九九 观测频观测频率要求率要求 1 梁体徐变变形观测 自梁体预应力张拉开始至无砟轨道铺设前 应系统观测梁体的 竖向变形 预应力张拉前为变形起始点 变形观测的阶段及频次要 满足下表要求 梁体徐变观测频次 梁体测量间隔表 观测阶段观测周期 预应力张拉期间张拉前 后各 1 次 淮河特大桥附属设施安装安装前 后各 1 次 张拉完成后第 1 天 张拉完成后第 3 天 预应力张拉完成 无砟轨道铺 设前 张拉完成后第 5 天 18 张拉完成后 1 3 月 每 7 天为一测量周 期 无砟轨道铺设期间每天 1 次 第 0 3 个月 每 1 个月为一测量周期 无砟轨道铺设完成后 第 4 24 个月 每 3 个月为一测量周期 2 墩台沉降观测 每个墩台从承台施工后 就要开始进行沉降首次观测 以后根 据下表中要求的时间间隔进行观测 十十 沉降观测注意事项沉降观测注意事项 1 观测标保护 观测期间应对观测点采取有效的保护措施 防止施工机械的碰 撞 人为因素的破坏等 观测标位置应做醒目标志等措施以保证观 测仪标的长期功能及安全要求 19 2 沉降观测应按照规定时间和频次要求严格执行 并定期复测 避免沉降异常 3 观测数据中应将各加载阶段标识清楚 避免数据分析时造成 误判 如桥墩完成 架梁 桥面恒载施工等 4 应加强对观测标的定期检查并严格落实 如出现观测标被敲 击 挖橇 丢失等情况时应及时恢复并进行复测 5 无砟轨道铺设前可根据具体情况如各段落铺设轨道的间隔时 间相差较大或沉降非常敏感地段等适当增加观测频次 为无砟轨道 铺设条件的评估提供数据支持 十一十一 水中墩沉降观测人员 设备组织水中墩沉降观测人员 设备组织 一 观测人员设备组织方案 1 仪器配备 每组精测队配备 1 台电子水准仪 精度等级为 0 3mm 三脚架 1 副 铟钢尺 1 对 2 人员 每次观测固定 4 人 其中 2 人立尺 1 人观测 1 人负责警戒 观测时禁止一切车辆同行 3 观测时间和气象条件要求 按照 国家一二等水准测量规范 和 建筑变形测量规范 的 规定 应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测 不得在 日出后和日落前约半小时 太阳中天前后 风力大于四级 气温突 变时以及标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测 阴天可以 全天观测 建筑变形测量规范 JGJ8 2007 水准观测应在标尺 成像清晰而稳定时进行 下列情况下 不应进行观测 a 日出后 20 与日落前 30min 内 a 太阳中天前后各约 2h 内 可根据地区 季 节 和气象情况 适当增减 最短间歇时间不少于 2h a 标尺 分划线的影像跳动剧烈时 a 气温突变时 a 风力过大而使标 尺与仪器不能稳定时 二 沉降观测要求 1 沉降观测人员数量必须满足施工需要 沉降观测小组组长应 经过专业培训考试合格才能上岗 从事测量工作 3 年以上的技术人 员担任 负责司仪的人员必须持有测量员岗位证书 其他测工应经 基本技能培训合格后上岗 2 沉降观测小组的测量仪器 工具配置须满足工程的沉降观测 要求 测量仪器必须做到每天检查校正 加强维护 定期检修 使 其经常保持良好状态 3 沉降观测所用的测量仪器必须及时到国家法定的计量技术检 定机构进行检定 十二十二 水上作业安全方案水上作业安全方案 1 定时与当地气象 水文站联系 当六级以上大风时 应停 止工作 2 水上作业人员必须配备救生衣 水上作业前必须穿好救生 衣 没有穿救生衣的人员禁止水上作业 21 附表 1 工程沉降变形观测准备工作检查记录表 京 沪 高 速 铁 路 工程沉降变形观测准备工作检查记录表 单位工程名称开工日期 建设单位现场项目负责人 设计单位现场项目负责人 监理单位总监理工程师 施工单位项目负责人项目技术负责人 序号项目内 容 1 沉降变形观测设计交底 2 沉降变形观测方案 3 各种监测仪器和设备情况 4 专业观测人员情况 5 施工图