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文档简介

高速铁路测量技术培训,2010.10.15,提纲,一、测量学的概念二、工程测量的任务三、测量的基本工作四、测量工作的基本原则及基本要求五、坐标系统六、测量仪器七、平面控制网八、施工测量九、施工放样测量十、路基测量控制方法:十一、沉降观测十二、测量仪器维护保养措施,一、测量学的概念,使用测量仪器和工具,通过测量和计算,得到一系列测量数据,或将地球表面的地物和地貌缩绘成地形图。,测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学,量学包括测定、测设两部分内容。1.测定,将设计图纸上规划设计好的建筑物位置,在实地标定出来,作为施工的依据。,2.测设,二、工程测量的任务,1.基础平面控制网(CP)、线路控制网(CP)、高程控制网的复测;2.测设基桩控制网(CPIII);3.高程控制网加密;4.线下工程施工测量;5.站场测量;6.建立线下工程构筑物的变形观测网;7.线下工程构筑物的变形观测;8.测量成果整理、分析及评估。9.测绘大比例尺地形图,三、测量的基本工作,1.平面直角坐标的测定,测定地面点平面直角坐标的主要测量工作是测量水平角和水平距离。,测定地面点高程的主要测量工作是测量高差。测量的基本工作是:高差测量水平角测量水平距离测量,2.高程的测定,四、测量工作的基本原则及基本要求,4.1基本原则1.从整体到局部、先控制后碎部、由高级到低级2.前一步工作未作检核不进行下一步工作。4.2基本要求1.“质量第一”的观点。2.严肃认真的工作态度。3.保持测量成果的真实、客观和原始性。4.爱护测量仪器与工具。,五、坐标系统,地面点的空间位置须由三个参数来确定,即该点在大地水准面上的投影位置(两个参数)和该点的高程。1.地面点的平面位置,地面点在大地水准面上的投影位置,可用地理坐标和平面直角坐标表示。平面直角坐标有高斯平面直角坐标和独立平面直角坐标两种。,(1)高斯平面直角坐标,利用高斯投影法建立的平面直角坐标系,称为高斯平面直角坐标系。高斯平面直角坐标的建立方法高斯投影法是按6经差(或3经差)将地球划分成60个带(或120个带),然后将每带投影到平面上。规定:中央子午线的投影为该坐标系的纵轴x轴,向北为正。赤道的投影为横轴y轴,向东为正。两轴的交点为坐标原点O。,(2)独立平面直角坐标,当测区范围较小时,可以把测区球面看作平面,在这个平面上建立的测区平面直角坐标系,称为独立平面直角坐标系。在局部区域内确定点的平面位置,可以采用独立平面直角坐标。规定:以南北方向为纵坐标轴,记作x轴,向北为正;以东西方向为横坐标轴,记作y轴,向东为正;坐标原点O一般选在测区的西南角,使测区内各点的x、y坐标均为正值;坐标象限按顺时针方向编号。,(2)独立平面直角坐标,当测区范围较小时,可以把测区球面看作平面,在这个平面上建立的测区平面直角坐标系,称为独立平面直角坐标系。在局部区域内确定点的平面位置,可以采用独立平面直角坐标。规定:以南北方向为纵坐标轴,记作x轴,向北为正;以东西方向为横坐标轴,记作y轴,向东为正;坐标原点O一般选在测区的西南角,使测区内各点的x、y坐标均为正值;坐标象限按顺时针方向编号。,2.地面点的高程,地面点到大地水准面的铅垂距离,称为该点的绝对高程,简称高程,用H表示。(2)相对高程地面点到假定水准面的铅垂距离,称为该点的相对高程或假定高程,用H表示。(3)高差地面两点间的高程之差,称为高差,用h表示。高差有方向和正负。,由上可知,确定地面点位的方法为:确定地面点的位置a.基准面(大地水准面)b.将地面点投影在大地水准面上c.平面坐标(x、y)高程(H)本标段加密坐标系统与设计相同,即:平面坐标系采用国家2000大地坐标系,形式为任意带高斯投影平面直角坐标系,中央子午线为120.3,投影面大地高40米,高程异常6.3米。基本椭球参数为:长半轴a=6378137米,扁率f=1/298.257222101。高程系统采用与设计单位相同的1985国家高程基准。,六、测量仪器,水准仪经纬仪,电子水准仪全站仪(S8),GPS,七、平面控制网,7.1平面控制测量,地面控制测量按铁三院提供的平面控制网(CP0、CPI、CPII)及二等水准控制点,作为首级控制网,在其基础上,进行加密,以满足施工要求,控制网按三个阶段进行:,第一步:对首级控制网的复测,由集团公司精测队及项目部测量队复核确认,并将测量成果报相关单位进行评审。第二步:在评审通过后,再在首级控制网的基础上进行水准点及导线网加密,导线网加密采用同等级加密,按CPII标准采用GPS(全站仪)进行进行测量、平差;水准点加密按二等国家水准测量的要求进行,加密导线点测量按照高速铁路工程测量规范中的要求和精度进行测量。第三步:进行路面及架桥施工阶段,进行CPIII导线点的选点和测量,以方便后期工程的施工,并保证施工精度要求。,GPS测量成果的精度指标:,各级控制网主要技术指标,注:加密测量加密点点间距为200-400m。,导线测量主要技术指标,边长观测的主要技术要求,水平角方向观测的主要技术要求,说明:当观测方向垂直角度超过3的范围时,该方向2c互差可按相邻没,测回方向同方向进行比较,其值满足表中一测回内各方向2c值互差的限差。,气压、气温读数取位要求,7.2高程控制测量,高程控制,主要依据设计院提供精密工程控制测量网二等水准成果表,经复测无后,作为高程控制及加密依据。作为标高高程系统采用1985国家高程基准。高程控制网复测按二等水准测量的方法进行测量,复测相邻水准点间的高差。水准测量作业结束后,每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算每公里水准测量的偶然中误差M。M按下列公式计算:,式中:测段往返高差不符值(mm);L测段长(km);n测段数;,如果水准路线数超过20条,还需按每条水准路线的高差闭合差计算每公里水准测量的全中误差Mw。Mw按下列公式计算:式中:W每条水准路线的高差闭合差(mm);L测段长(km);N水准路线的条数。M和Mw应满足二等水准的规定,分别小于或等于1mm和2mm。水准点首次加密按照二等水准进行测量,在进行导线加密时,采用附合水准路线,以避免出现局部高程点变动。,高程控制网主要技术指标,水准观测的主要技术指标,水准测量限差要求,八、施工测量,8.1施工测量概述,1.施工测量的概念在施工阶段所进行的测量工作称为施工测量。2.施工测量的任务施工测量的任务是把图纸上设计的建(构)筑物的平面位置和高程,按设计和施工的要求放样(测设)到相应的地点,作为施工的依据。在施工过程中进行一系列的测量工作,以指导和衔接各施工阶段和工种间的施工。,3.施工测量的主要内容根据工程结构物不同,施工测量有所不同,但都离不开测设距离、角度、高程,也就是确定点位。4.施工测量的特点(1)施工测量是直接为工程施工服务的,因此它必须与施工组织计划相协调。(2)施工测量的精度主要取决于工程的大小、性质、用途、材料、施工方法等因素。(3)施工测量受施工干扰大。,8.2点的平面位置测设方法,1.直角坐标法直角坐标法是根据直角坐标原理,利用纵横坐标之差,测设点的平面位置。2.极坐标法极坐标法是根据一个水平角和一段水平距离,测设点的平面位置。,3.角度交会法角度交会法是在两个或多个控制点上安置经纬仪,通过测设两个或多个已知水平角角度,交会出点的平面位置。4.距离交会法距离交会法是由两个控制点测设两段已知水平距离,交会定出点的平面位置。,8.3路基路面施工测量,1.路基横断面测量,路基横断面测量间距一般为20米,不同线下基础之间过渡段范围应加密为5-10米。在曲线控制桩、百米桩和线路纵、横向地形明显变化以及大中桥头、隧道洞口、路基支挡及承载结构物起讫点等,应测设横断面。横断面采用水准仪、经纬仪全站仪等测量,测量精度要求:高差:(L/1000+h/100+0.2)m距离:(L/100+0.1)m式中h-检测点至线路中桩的高差(m)K-检测点至线路中桩的水平距离(km),2.路基基床底层施工测量,路基是铁路工程的基础,路基施工在铁路建设中至关重要,在施工中必须精心测量确保路基工程质量。路基施工测量的主要任务是:按照设计要求,在施工现场监控路基宽度、坡脚、堑顶,指导挖、填高度,使其达到设计标高。从而避免盲目施工及超挖、欠挖、欠填。1).路基施工测量前期工作2).路堑施工测量3).路堤施工测量,3.路基基床表层施工测量,路基基床表层施工对施工放样的精度要求要比路基本体施工阶段高。当路基基床底层工程基本完工后,经由施工单位会同施工监理人员,按设计文件要求对路基中线、高程、宽度、边坡坡度等检验合格后方可进行基床表层施工。1).路基表层中、边桩放样2).高程放样3).各结构层铺筑完工后全线的竣工测量,8.4桥梁施工测量,一、桥梁施工控制网的建立(主要针对于跨河桥梁)施工平面控制网结合桥梁长度、平面曲线和地形条件选用GPS、三角形网、导线(三等)及其组合法测量。高程控制网采用水准测量方法测量(二等水准)。,桥梁平面控制网的测量等级和精度,注:对于桥长小于800米的桥梁,两岸有足够数量的CPI、CPII控制点且能满足要求时,可直接利用,无需另行建网。,高程控制网按二等水准测量精度测量,跨河两水准点间高差的中误差Mh0.22HMh-跨河两水准点间高差的中误差(mm)H-施工中放样精度要求最高的几何位置中心的高程允许误差(mm),二、桥梁墩、台定位与墩、台轴线测量,是根据桥轴线控制点的里程和墩台中心的设计里程,以桥轴线控制点为基准,放出墩台中心的位置。一般采用直接丈量法,角度交会法,前者适用于河床干涸或水面较窄时。后者适用桥墩所在位置的河水较深,无法直接丈量时。,三、桥梁高程控制测量,线路在基平测量时,一般在桥址的两岸各设置一个水准点,当桥长在200米以上时,每岸至少埋设两个水准基点。在桥台或河滩加设若干施工水准点供引测用。一般按四等水准测量施测,各水淮点都应定期进行检测。,四、桥墩放样,桥墩主要由基础,墩身,墩帽三部分组成。它的细部放样,是在实地标定好的墩位中心和桥墩纵横轴线的基础上,根据施工的需要,按照设计图自下而上分阶段地将桥墩各部位尺寸放样到施工作业面上。,9.1施工测量复核制,九、施工放样测量,施工测量采取三级复核制,即(1)、数据复核:由各队测量小组进行数据计算,然后交由项目部工程部进行独立复核,签字确认后报局指挥部审查签字,然后再报专业监理工程师审查签认。再将此数据下发作业队,作为以后施工放样的依据。(2)、放样复核:由作业队先行放线,之后报项目部工程部进行复测,无误后报专业监理工程师进行验收,在专业监理工程师签认后方可进行下一部工序。,(3)、放样过程复核:在施工放样测量过程中,要做到:报数要响亮、输入后要复述、放样点要量测,保证做到:报数无误、输入无误、所放点位无误。确保测量工作万无一失。(4)、放完线后数据复核:放完线后,要由专人对当天放线原始记录进行复核,以防止发生数据抄错和输入错误。(5)、原始资料、测量手簿要填写完整、签字齐全,保存完整,及时存档,备查。,9.2放样数据计算,1.坐标计算1)桥台中心里程计算:桥台基础中心里程为:DK60+232.29-1.12+7.6/2=DK60+234.97,2)有偏心的墩中心里程计算,墩中心里程:梁缝里程加上0.05m。,3)缓和曲线坐标计算,青荣城际铁路II标正线线形设计为直线+缓和曲线+圆曲线+缓和曲线+直线(对称)。从小里程至大里程依次为ZH(直缓点)、HY(缓圆点)、YH(圆缓点)、HZ(缓直点)如下图所示:,b方位角的概念从标准方向的正北端起,顺时针方向到直线的水平角称为该直线的方位角。方位角的取值范围为0360,如下图A即为直线L的方位角。,c某点坐标的计算,已知A点坐标为(491548,2505452),B点距离A点L=125m,直线AB的方位角为235,计算B点坐标。计算方法:Y=491548+125SIN235=491445.606X=2505452+125COS235=2505380.303,d曲线上任一点的坐标及切线方位角计算,曲线要素表可知该点位于JD13、JD14的直线上,查曲线要素表JD13,JD14的坐标分别为(4043842.865,508650.180),(4060281.043,513325.349)。通过坐标反算直线JD13、JD14的方位角:,A=atg(513325.349-508650.180)/(4060281865)=0.2844092注意:A的取值可根据下述条件确定Y0,X0,第一象限0-90Y0,X0,第四象限270-360查曲线表,JD13切线长T=940.714m,JD13坐标(Y13,X13)=(4043842.865,508650.180)JD13JD14的方位角:A0=15.876239。则HZ点的坐标为:YZH=Y13+Tsin(A0)=509139.755XZH=X13+TcosA0=4045564.243,第一缓和曲线的计算(切线支矩法),由于缓和曲线与圆曲线没有比较理想的大地坐标计算公式,需要局部计算再根据换算公式换算为大地坐标。计算思路为:先以缓和曲线所在交点的ZH点为坐标原点建立小坐标系统,算出小坐标Yi,Xi以及,然后由换算公式换算为统一的大地坐标系统,即设计院所给的坐标系统。计算公式如下:,2.1小坐标计算公式:Yi=L/(6R*Ls)(2-1)Xi=L-(2-2)=*L/(2R*Ls)(2-3)Yi-缓和曲线上i点的小坐标YXi-缓和曲线上i点的小坐标XL-缓和曲线上i点到直缓点的曲线长度L=DKi-DKZHR-圆曲线半径Ls-缓和曲线长-切线角-=180/,小坐标转大地坐标计算公式Y=YZH+Xi*sinA0+CC*Yi*cosA0X=XZH+Xi*cosA0-CC*Yi*sinA0Ai=A0+CC*Y-待求里程点大地Y坐标X-待求里程点大地X标Ai-待求里程点切线方位角A0-ZH点至交点直线的方位角CC-表示+1或者-1,取值规定:当曲线单元偏向为右时为+1,左偏时为-1,第二缓和曲线,以待求缓和曲线所在交点的HZ点为坐标原点建立小坐标系统。3.1小坐标计算小坐标计算公式同上,需注意L=DKHZ-DKi,所代表含义为待求i点到HZ点的曲线长度。,3.2大地坐标计算小坐标转大地坐标计算公式Y=YHZ+Xi*sinA0+CC*Yi*cosA0X=XHZ+Xi*cosA0-CC*Yi*sinA0Ai=A0+CC*+180(或者-180,只要结果大于0即可,+180或者-180只是为了使方位角仍指向大里程方向)Y-待求里程点大地Y坐标X-待求里程点大地X标Ai-待求里程点切线方位角A0-HZ点至交点直线的方位角CC-表示+1或者-1,取值规定:当曲线单元偏向为左时为-1,右偏时为+1,圆曲线坐标计算,圆曲线计算跟第一缓和曲线计算思路一样,以ZH点为坐标原点建立直角坐标系。4.1小坐标计算:Yi=R*1-cos(*L/R+0)+pXi=R*sin(*L/R+0)+m=*(L+0.5Ls)/R其中p=Ls/24Rm=Ls/2-(Ls/240R)0=*Ls/2RL=DKi-DKZH-Ls4.2小坐标转大地坐标:计算公式与2.2中的计算公式一致。,2.竖曲线标高计算,竖曲线的计算公式L=R*(=i1-i2)(上坡为“”,下坡为“”)T=L/2E=T2/2Rh=X2/2RH=HZD+L*i+C*hC-系数,凹为“+”凸为“-”,9.3桥梁施工放样及控制方法,(一)、桥梁孔桩的施工放样方法(1)、孔桩平面位置控制方法利用已有的施工控制网及加密导线,采用全站仪运用坐标方法进行放样,利用就近的导线点对桥墩孔桩进行定位,放出桩中心及护桩,护桩要设于利于保护、施工方便的位置,,孔桩放样示意图孔桩护桩布设示意图,在放线过程中,放线前要复测一下第二个导线点,保证定向准确。放线点位放样完成后,不要忙着收仪器,要回镜复测一下后视导线点,以检查定向是否准确。,(1)、孔桩高程测量方法:,定出孔桩位置,待护筒埋设到位后,用水准仪将标高抄测至护筒顶,根据此标高反算出孔桩下钻深度。在孔桩钻进过程中,要对护筒顶标高进行复测,并用测绳随时量测下钻深度,以防止超钻和欠钻。,(二)承台测量放线方法,因为承台大部份在原地面以下至少2m,不能直接用现有导线进行放线,采用在基坑边上稳定的地方设置临时转点,用其及已有的导线进行施工放样(或者用后方交会定向)。临时转点的施测原则:角度采用盘左、盘右作不少于三测回,超差重测,将所测值取中值,作为结果参于计算。距离采用盘左、盘右两测回往返测取中值进行计算。临时转点设置原则不超过两站,否则要与控制导线闭合成环,统一施测,整体平差后方可使用。,承台施工放样,承台放样分为基坑开挖及承台施工两个阶段,按如下方法进行控制:(1)、承台基坑开挖阶段放线,这个阶段不要特别精确,可以放出四个外侧孔桩即可进行定位,并及时引测出护桩,由此控制开挖。,承台基坑开挖放线示意图,(2)、承台施工放样:基坑开挖到位后,要重新对承台进行精确放样,以保证承台钢筋绑扎及模板安装的准确就位,此时要放出承台的结构边线的四个角点,并引出十字线(承台基坑坑壁上)以方便控制及质检进行检查。(3)、承台标高控制:其标高可以直接用水准仪根据就近的水准点进行测量。承台放样示意图:,(三)、桥墩测量放线方法,(1)、桥墩施工放线,只需在承台上放出桥墩纵、横轴线的“十”字线及护桩即可,可直接利用施工导线点就可以进行施测。护桩采用水泥钉,将其打入承台砼里。桥墩放样示意图,在桥墩施工中,尤其是在钢筋绑扎及立模中,要随时进行其垂直度检查,可用不少于5kg的重型垂球吊线量测,以保证桥墩的垂直度。桥墩模板完成后(要对墩顶)尤其是垫石重新进行定位,点位放要模板上,以保证垫石钢筋绑扎正确和墩身定位准确。,桥墩顶部放样控制示意图,(2)、桥墩标高测量方法:,因为桥墩本身比较高,直接利用水准仪量测比较因难,要采用其它方法进行标高传送,将标高引测至墩顶,要以采用如下两套方案进行标控制:方案一、采用钢尺进行配合水准仪进行量测(钢尺要经检验合格后方可使用),具体操作方法如下图:方案二:采用全站仪采用三角高程进行标高传递,其方法如下图所示,用钢尺配合水准仪控制墩顶标高施测示意图,用三角高程控制桥墩标高示意图,十、路基测量控制方法,1.挖方路基施工前,首先要放出路基的开挖边线,用石灰撒出开挖边线,以方便施工人员控制,指导施工。放线点间距:直线上20m一个断面,曲线上每10m放一个断面,个别部位视情况进行加密;在开挖前还要抄测出原地面的标高,以控制路基的下挖深度;在开挖过程中,要随时测量路基基底开挖深度,以防止发生超挖或欠挖现象,给路基形成病害。,2.填方路基测量控制:施工填方路基时,要放出基填筑边线,为了方便检查,放线时,要将放线点适当加宽(一般两米),放完线后的交底中要体现放线点的部位,让施工人员清楚明白。在路基填筑到一定高度,要重新对填筑地段进行定位,以保证路基中心线及结构边线。标高一般情况采用逐层控制。,十一、沉降观测,11.1沉降变形监测网,11.1.1沉降变形观测点的布置,线下高程沉降监测点采用分级布网逐级控制的原则,分为基准点、工作基点和观测点三类,其布设按下列要求:1)基准点。建立在沉降变形区以外的稳定地区,基准点使用全线的CPI、CPII和二等水准点,增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。基准点标石埋设规格应符合下图的规定。,1-盖板;2-地面;3-保护井;4-混凝土。基准点标石埋设图,2)工作基点。,埋设在沉降变形影响范围以外,且不易被破坏、便于长期保存的稳定位置,以基准点为基础进一步加密至满足要求的二等水准点。一般情况下200m设置一个加密基点,可基本保证线下工程垂直位移监测需要。,3)沉降变形点。,直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应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。沉降变形点按路基、桥涵等各专业布点要求进行。,11.1.2监测网的建立,垂直位移监测网的精度按二等测量精度控制,分基准点、工作基点和沉降变形观测点三级布设。高程采用施工高程控制网,垂直位移监测网和施工高程控制网基准一直。全线二等水准网贯通后,将垂直位移监测网和二等水准基点联测,将垂直位移监测网高程基准规划到二等水准基点上。,11.1.3测量技术要求,1、监测网技术要求1)垂直位移监测网主要技术要求按下表执行:垂直位移监测网技术要求,2)水平位移监测网采用国家三等平面控制网,对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点,可根据需要按二等的规定执行。主要技术要求按下表执行:水平位移监测网技术要求,2、变形测量等级及精度要求,本线沉降变形测量按三等规定执行,对于技术特别复杂工点,根据需要按二等的规定执行,主要技术要求见下表:变形测量等级及精度要求,11.1.4监测网的复测,每个独立的监测网设置不少于3个稳固可靠的基准点,沉降变形监测网原则上每半年复测一次,但在区域沉降地区每3个月进行1次复测。复测时按照上一期测量线路观测,遵照国家二等水准测量精度进行,每期监测网的复测必须联测基准点,整网严密平差。根据复测结果确定是否修正工作基点的高程。,11.1.5测量的要求,1、水准网的观测按照预先制定的技术方案进行施测,采用单线路往返观测。每次观测均应形成闭合检验条件。变形观测实行“五固定”原则,即固定水准点和工作基点、固定人员、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法。2、应使用DS05级及以上的电子水准仪,仪器及配套水准尺均应在有效检定期内。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,不满足要求的应根据仪器的提示进行重测。,3、外业测量一条路线的往返测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/T12897-2006)二等水准有关要求执行。观测时,视线长度50m,前后视距差1.5m,前后视距累积差6.0m,视线高度0.5m,测站限差:两次读数差0.4mm,两次所测高差之差0.6mm,检测间歇点高差之差1.0mm,观测读数和记录的数字取位: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,路基,桥梁梁部、墩台身沉降观测水准路线见下图。路基沉降观测水准路线示意图,桥梁梁部沉降观测水准路线示意图,桥梁墩台沉降观测水准路线示意图,5、每一测段必须为偶数测站结束。6、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,并进行仪器预热。测量中避免望远镜直接对着太阳;尽量避免视线被遮挡,要求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,仪器需装遮光罩。,7、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,使标尺上的气泡居中,确保水准尺垂直。8、当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时,应重测并分析工作基点的稳定性,必要时联测基准点进行检测。9、数据处理时,闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算,水准路线要进行严密平差,选用经鉴定合格的软件进行。,11.2路基沉降观测,1、观测的目的是通过沉降观测,利用沉降观测数据进行分析,预测工后沉降,提出加速路基沉降的措施,确定无渣轨道铺筑的时间,评估路基工后沉降的控制效果,确保无渣轨道结构的安全。2、路基上无渣轨道铺筑前,应对路基变形作系统的评估,确认路基的工后沉降和变形满足无渣轨道铺设的要求。3、路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时,应延长观测时间或采取加速工后沉降措施。4、评估时发现异常或对原始数据真实性有疑问时,进行必要的检查。,11.2.1一般规定,11.2.2路基变形监测内容,路基沉降观测主要包括路基面沉降变形观测、路基基底沉降观测、路基坡脚位移观测和路基沉降观测。以路基中心沉降监测为重点,包括路基面沉降监测,基底沉降监测、路堤本体沉降监测、地层深层分层沉降监测,另外软土或松软土地基路堤地段的边桩位移监测、填筑土层压力与加筋(土工格栅)的应力、应变监测等。其中施工边桩的监测应作为总体监测的一部分纳入系统来全面考虑,每个断面监测的具体项目与数目按设计进行。,11.2.3路基观测断面和观测点的布置,沉降观测装置应埋设稳定,观测期间应采取有效措施保护好观测装置。各观测点应设在同一横断面上,这样有利于观测点的看护,以便于集中观测,统一观测频率,更利于各观测数据的综合分析。路基工程沉降观测断面及断面观测点的布置应根据不同的结构部位、填方高度、地基条件、堆载预压等具体情况来设置沉降变形观测断面。同时应根据施工过程中掌握的地形、地质变化情况调整或增设观测断面。,11.2.4观测断面布置原则,1、沿线路方向的间距一般不大于50m;对地势平坦且地基条件均匀良好的路堑、填方高度小于5m且地基条件均匀良好的路堤可放宽到100m。2、对地形、地质条件变化较大地段应加密断面,一般间距不大于25m,在变化点附近应设观测断面,以确保能够反映真实差异沉降。3、一个沉降观测单元(连续路基沉降观测区段为一单元)应不少于2个观测断面。,4、对地形横向坡度大于1:5或地层横向厚度变化的地段应布设不少于1个横向观测断面。5、路堤与不同结构物的连接处应设置沉降监测断面,每个路桥过渡段在距离桥头5m、15m、35m处分别设置一个沉降监测断面,每个横向结构物每侧各设置一个监测断面。,11.2.5观测点布置原则,1、一般路堤地段观测断面包括沉降观测桩和沉降观测板,沉降观测桩每个断面设置3个,布置于双线路基中心及左右线中心两侧各2m处;沉降板每个断面设置1个,布置于双线路基中心。观测断面元件布置如下图。,一般路堤沉降观测断面元件布置图(A1型),2、软土、松软土路堤地段观测断面包括剖面沉降管、沉降观测桩、沉降板和位移观测桩。沉降观测桩每个断面设置3个,布置于双线路基中心及两侧各2m处,沉降板位于双线路基中心。位移观测桩分别位于两侧坡脚2m,10m处,并与沉降板在同一断面上,剖面沉降管位于基底,如下图所示:,软土路基沉降观测断面元件布置图,11.2.6观测原件埋设,1、观测桩桩体选择20mm不锈钢棒,顶部磨圆并刻画十字线,底部焊接弯钩,待基床表层级配碎石施工完成后,通过测量埋置在监测断面设计位置,埋置深度0.3m,桩周0.15m用C20混凝土浇筑固定,完成埋设后按二等水准标准测量桩顶标高作为初始读数。路基沉降观测桩埋设布置图,路基沉降观测桩埋设布置图,2、沉降观测板,沉降板由一根直杆(直径=40mm的钢管)和50050050mm的沉降钢筋混凝土板组成。直杆预埋在钢筋混凝土沉降板内,沉降板按照设计位置,第一层压实后进行开挖埋设在路基基底面上。在埋设点地面挖500mm500mm200mm的土坑,坑内铺10cm左右的砂垫层,整平压实,将沉降板平放在坑内,四周用砂填实并用水准尺校正板面水平,再回填10cm厚土整平夯实。然后将塑料套管垂直套住测杆置于土面上,使其与测杆底板保持10cm以上距离,在套管四周用土堆实,使其稳固,用电子水准仪观测测杆顶端的高程,确定初始高程。当路堤填筑过程中,在测杆处放置用10钢筋加工的80cm80cm100cm的钢筋框罩进行保护,钢筋上贴反光膜,保护好沉降板(杆)不受机械损坏。,沉降板周围1m范围内采用人工填筑压实。夯实过程中不得碰撞沉降观测标。现场技术员在对沉降观测标周围夯实过程中进行严格监控。,路基沉降板埋设布置图,3、位移边桩:,位移边桩采用C15号砼预制,断面为15cm15cm,长度不小于1.5m,并在桩顶预埋强制对中不绣钢筋测头,测头为圆端型,直径16mm、长10cm,并刻上十字丝。位移边桩埋设可以采用人工挖坑后,将预制桩放入坑内固定稳当,再采用C15砼浇筑固定,确保边桩埋设的稳定。边桩埋设深度在地表以下1.4m,桩顶露出地面0.1m,埋设于距离路基坡脚2m和10m处。埋设完毕,待包边混凝土凝固后,进行初始值测读,记录测点埋设时间、位置、初始读数。水准观测精度为1.0mm,读取位至0.1mm。,4、剖面沉降管:,剖面沉降管在地基加固施工完毕后,填土至0.6m高度碾压密实后切槽埋设,槽宽度20-30cm,开槽深度至地基加固表层顶面,槽底回填0.2m中粗砂,在槽内铺设沉降管,其上夯填中粗砂至碾压面平齐。沉降管铺设完成后,两头设混凝土保护墩,并加设盖板,以方便观测及对孔口进行长期保护,并做好坑内及周围的排水。于一侧管口处设置沉降观测桩,观测桩采用C15素混凝土灌注,断面尺寸为0.5m0.5m1.0m,待上部一层填料压实稳定后,连续观测数日,取稳定读数作为初始读数。,11.2.7观测、精度与要求,一、观测方法1、横剖面沉降观测方法采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测,每次观测时,首先用水准仪测出剖面管一侧的观测桩顶高程,再把横剖仪置于观测桩顶测量初始值,然后用横剖仪测量各测点,每2米观测一个点。2、沉降板观测方法采用水准测量,按测量精度要求和频次定期观测沉降板测杆顶面测点高程,沉降板观测时应在测杆头上套一个专用的测量帽,测量帽下部以刚好逃入测杆为宜,测量帽上部以中心为一半球形的测点为宜,在沉降板测杆接高时应同时测量接高前后的测杆高程。,3、路肩沉降观测标观测方法采用水准测量方法,按测量精度要求和频次定期观测路肩观测桩顶面测点高程。4、位移观测桩观测方法采用水平位移法观测,按测量精度要求和频次定期观测位移观测边桩水平位移。,二、观测精度及频次,1、观测精度路基沉降观测按三等垂直位移监测网的精度要求进行,沉降水准观测精度为1.0mm,读取位至0.1mm,剖面沉降管观测的精度不应低于4mm/30m。,2、观测频次,路基沉降观测频次,11.2.8路基沉降观测要求,为达到沉降观测的目的,建立沉降与时间的关系,了解产生沉降的部位,沉降观测必须满足以下要求:1、为观测到各部位的总沉降量,从路基填土开始,路基沉降观测也随即进行。2、沉降标志的埋设是在施工过程中进行的,路基的填筑施工要与沉降标志的埋设作好协调,互补干扰。路基填筑进度要及时告知负责埋设沉降板的人员,避免错过最佳埋设机会。,3、在沉降板的埋设基本不影响施工的条件下,路基的施工应做到碾压的均匀性,质量的一致性,使沉降观测资料具有良好的代表性。4、沉降板随着预压土的填筑而接高,随着预压土的卸载而降低,观测连续进行,剖面沉降管和位移观测桩则不受其影响。5、路基填筑过程中及时整理路堤边桩位移及中心沉降观测点的沉降量,当边桩水平位移大于5mm/天,垂直位移大于10mm/天,路堤中心沉降量大于10mm/天时,应及时通知项目部,并要求停止填筑,待沉降稳定后,在恢复填筑。,11.3桥涵沉降观测,11.3.1一般规定1、无渣轨道铺设前,应对桥涵变形做系统的评估,确保桥涵基础沉降变形等符合设计要求。2、通过各施工段对墩台的观测,验证和校核设计理论、设计基地方法,并根据沉降资料分析预测总沉降量和工后沉降量,进而确定桥梁施工后是否满足无渣轨道铺设的要求。,3、根据沉降资料分析,对沉降量可能超标的墩台研究对策,提出改进措施,以保证桥梁工程安全。4、观测期内,若基础沉降值超过设计值20%及以上时,应及时查明原因,必要时进行地质复查,并根据实测结果调整及时参数,对设计预测沉降进行修正或采取控制沉降的措施。,11.3.2观测内容,桥梁墩台基础的沉降和预应力混凝土梁的徐变变形的观测,涵洞洞身及洞顶填土的沉降观测。,11.3.3桥涵沉降观测标设置,桥涵沉降观测标包括桥台观测标、承台观测标、墩身观测标和梁体变形观测标、涵洞变形观测标。1.桥台观测标桥台观测标设置在桥台顶(台帽及背墙顶),观测点数量不少于4个,分别设置在台帽两侧及背墙两侧。2.承台观测标承台观测标为临时观测标,当墩身观测标正常使用后,承台观测标随基坑回填将不再使用。承台观测标分为观测标-1,观测标-2,观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上,观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。,3.墩身观测标墩身观测标埋设,当墩全高大于14m时(指承台顶至墩台垫石顶),需要在墩身两侧埋设两个墩身观测标;当墩全高小于等于14m时,埋设一个墩身观测标。墩身观测标一般设置在墩底部高出地面或常水位0.5m左右的位置;当墩身较矮,梁底距离地面净空较低不便于立尺观测时,墩身观测标可设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。特殊情况下按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则,确定相应位置。观测标的具体设置位置见下图。,4.梁体变形观测标,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;其余现浇梁逐孔设置观测标,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。,观测点布置,简支梁的一孔梁设置观测标6个,分别位于两侧支点及跨中;连续梁上的观测标,根据不同跨度,分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置,3跨以上连续梁中跨布置点相同。钢结构桥梁梁部不存在徐变,为了观测变形,每孔设置6个观测标,分别在支点及跨中设置。对大跨度桥梁等特殊结构应由设计单位单独制定变形观测方案,施工单位按照设计方案进行观测。,a)横向布置示意图,b)纵向布置示意图,5.涵洞变形观测标,涵洞变形观测包括涵洞自身及涵顶填土沉降观测两部分组成。每座涵洞均要进行沉降观测,观测标原则上应设在涵洞两侧的边墙上,在涵洞进出口及涵洞中心分别设置,每座涵洞测点数量为8个,距顶板底以下0.5m左右。涵洞填土后观测点可从边墙位置移动到帽石上,

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