杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量方案

杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案I目录1编制依据12工程概况13工程测量工作难点及解决措施54测量准备工作541测量人员准备542测量仪器与器具643测量基准复测65施工测量控制网的布置751平面控制网布置752高程控制网布置86施工测量测量方案1061平台房测量1062观光塔的测量方案147施工测量控制与监测1871外界因素对测量的影响及应对措施1872施工过程监测1873施工放样控制1974观光塔和平台房的沉降观测20杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案1施工测量方案1编制依据测量工作是高层钢结构施工的关键技术工作之一,测量工作的好坏，直接影响整体钢结构的安装质量和进度。测量工作的开展，严格按照工程施工组织设计要求，运用现代测量的新技术手段，合理安排工序，制定切实可行的测量方案，为本工程的顺利进行提供准确、及时的数据保障。在测量方案编制及后期施工运行过程中，必须按照有关规范和要求实施每道工序，具体依据如下1、业主及招标文件的有关要求；2、杭州湾跨海大桥海中平台改造工程的平面定位图和设计图；3、杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工组织设计；4、严格按照工程测量规范（GB5002693）和钢结构工程施工质量验收规范（GB502052001）的技术指标和限差的要求施测；5、严格按照国家建筑变形测量规程（JG/T897）规范要求进行竣工验收测量。2工程概况海中平台建筑总平面图观光塔平台临时码头回车场栈桥匝道跨海大桥杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案2海中平台位于杭州湾跨海大桥K66120处下游150M处，平台成椭圆形。平台上部结构造型为大鹏展翅。平台建筑面积为3661673，六层，建筑高度为24M。海中平台作为海上作业人员生活基地、海上救援、测量、通讯、海事监控平台。大桥建成通车可作为大桥监控、海事监控、海上紧急救援基地。平台房结构下部为钢框架支撑体系，楼层结构平面由椭圆形转变为不规则形状。柱采用80032MM的圆管截面，底部三层为钢管混凝土柱。主梁截面有H7504001825，H7504501825，H7504502030三种。框架支撑布置在10、11、17、25轴及E、F、G、J、K、L轴，自承台顶到结构顶部。屋盖采用焊接球网架结构，鸟翼部分采用三层悬挑网架，其余部分采用双层网架。网架支撑方式为下弦多点支撑。平台南立面图平台西立面图杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案3平台东立面图平台剖面图1平台剖面图2杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案4观光塔位于海中平台的东侧，观光塔总建筑面积为510042，地上16层，建筑高度为1456M。观光塔为筒体结构，筒体由半径46M圆上均匀分布的八根柱及柱间支撑等共同构成，其平面布置为八边形。筒体柱截面为800、1600，在筒体中部有部分为变截面柱。筒外斜柱为观光塔的主要抗侧力构件，在标高66080M处与筒体柱通过铸钢件相连。装饰柱位于塔身上部，底部在标高87656M处通过铸钢件与筒体柱连接。在标高133685M处，为了保证观光塔一定的舒适度，设置有TMD系统。观光塔顶部竖有桅杆，桅杆高1884M，底部固定于观光塔水箱层。桅杆采用变截面钢管，截面尺寸1300300，桅杆中间装有三个球形装饰。观光塔立面图观光塔剖面图杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案53工程测量工作难点及解决措施工程建筑布置紧凑，四面环海，测量控制点布置难度高。工程地处海中，环境（风、日照等）对测量的影响因素显著。工程整体精度要求高，尤其是钢结构部分，观光塔外塔柱呈倾斜状态，大鹏展翅造型的构件空间定位要求高，不但要重视其空间绝对位置，更需精确控制各施工环节的相对精度。根据本工程特点，结合以往塔桅结构及大型空间结构成熟施工经验，采取的测量应对方式如下以高精度全站仪测放平面测量控制网；使用垂准仪和全站仪测放施工基准点；使用全站仪测距进行高程控制，使用水准仪进行校核。对于测量控制点，我们在结构外围的匝道桥和码头上分别设置三个点，利用全站仪控制平台和观光塔上部的位置。对累积误差的处理，采用在每一节立柱安装时在立柱接缝处进行调整的办法，逐节消除，防止因累积量过大一次性消除而对结构产生影响。对测量数据，应在设计值的基础上加上预变形值后使用，并根据施工同步监测数据，及时调整预变形值。由于环境温度变化和日照影响，使测量定位复杂而困难。在精确定位时，规避日照效应，通过计算机模拟计算结构变形并进行调整。4测量准备工作41测量人员准备测量放线人员应对各专业图纸中的轴线关系、几何尺寸、高程等进行复核，并应及时了解与掌握有关工程设计变更文件以确保测量放样数据准确可靠。测量人员均应经过培训合格后持证上岗。测量人员必须接受专业学习及技能培训，合格后持证上岗；熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论，能针对工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。工程测量分为两个层次实施控制测量和施工测量。实施控制测量的专业测量人员拟配备如下杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案6表一专业测量人员表职位名称人员姓名责任内容测量工程师杨李忠负责控制测量方案制定、各专业测量细则审核。测量员樊德惠负责现场钢结构控制测量实施。测量员赵刚负责现场钢结构控制测量实施。测量员高飞军负责现场土建控制测量实施。针对机电、幕墙的测量人员随后续施工单位进场再进行补充申报。42测量仪器与器具拟配备适合、高效的测量仪器，各种测量仪器均须经计量检定单位或部门检验合格，并在有效期限内。在使用过程中，应及时校准、保养、维护。表二主要测量仪器配置序号仪器名称精度单位数量1全站仪051MM1PPM台22电子经纬仪2台23水准仪3MM/KM台34垂准仪1/200000台1后附部分仪器的检测证明复印件。43测量基准复测进场后，与业主方办理交接手续并对业主提供的控制点进行复测校核。只有当所有复测精度满足要求后，才能进行下步工作。杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案75施工测量控制网的布置51平面控制网布置1、首级平面控制网依据业主提供在海中平台的P1、P2两GPS点上布置级导线加密控制网点作为海中平台施工首级平面控制网，主要控制点布置见下图级平面控制网布置图导线测量的主要技术要求详见下表一，在施工测量过程中严格按照一级导线控制网的规范要求来布置施工首级控制网，降低测量误差。表一测回数等级导线长度KM平均边长KM测角中误差测距中误差MM测距相对中误差DJ1DJ2DJ6方位角闭合差相对闭合差三等143182011/55000四等91525181/800004651/35000一级4055151/3000024181/15000二级240258151/140001316N1/10000杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案8三级120112151/70001224N1/50002、二级平面控制网二级控制网作为施工控制网，用于为下一级控制网的恢复提供基准。同时，也可直接引用该级控制网中的控制点，测量重要的或关键的测量工序。利用高精度全站仪测放。外业测量结束后对数据进行严密平差。3、三级平面控制网三级平面控制网主要是局部区域施工测量控制网。本工程针对观光塔结构施工，设置三级平面控制网。观光塔三级平面控制网利用高精度全站仪测放。核心筒处的控制点利用垂准仪向上传递，层层闭合。三级平面控制点直接利用全站仪测放。52高程控制网布置本工程设置二级高程测量控制网1、首级高程控制网首级高程控制点采用业主提供的控制点。2、二级高程控制网二级高程控制网采用三等水准测量标准，设置在施工现场以内，作为施工所需的标高来源。以首级高程控制网的依据。随着结构施工的推进，要定期检测高程点的高程修正值，及时进行修正。由于施工现场的环境条件较差，影响因素众多，二级控制点需增加复测的次数，以确保其坐标值正确可靠。高程引测时可使用精密水准仪以水准路线引测。高程传递以悬挂钢尺或全站仪天顶方向测距直接传递，利用三角高程校核；受海风影响大的区域，采用全站仪天顶方向测距传递。3、高程控制网的建立1）、布置原则（1）首先对现场已知水准点进行水准联测。（按国家四等水准测量要求）。（2）已知水准点经复测，精度满足要求后，在施工现场根据限差要求埋设水准点标石。点位尽量远离基础沉降区及受重型施工机械施工影响的区域，做好点位标识，以便长期保留。I级水准基点组选5个水准点均匀地布置在整个施工现场四周形成一闭合路线（直接利用平面控制点布置）。II级水准点采用M8膨胀螺栓的钢筋打入砼作为标志。由水准基准点组成闭合路线，各点间的高程进行往返观测，闭合路线的闭合误差应小杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案9于5NMM（N为测站数）。在水准联测时把I级控制点作为首级水准点使用联测，计算出高程值，以方便观光塔和平台房安装时高程的投测。2）、计算精度要求水准测量作业结束后，每条水准路线须以测段往返高差不符值计算每千米水准测量高差的偶然中误差M和全中误差MW。高差偶然中误差M14N（L）（MM）水准路线测段往返高差不符值（MM）L水准测段长度N往返测的水准路线测段数高差全中误差MW1N（WWL）（MM）W闭合差L计算各W时，相应的路线长度（KM）N附合路线或闭合路线环的个数3）、测量方法与计算（1）水准网的布置水准网布置图（2）水准网观测方法根据业主提供的已知水准点，采取常规水准进行一闭合环高差法观测（3）水准测量的验算程序和限差要求杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案10闭合路线的闭合误差应小于5NMMN为测站数）。水准测量作业结束后，每条水准路线须以测段往返高差不符值计算每千米水准测量高差的偶然中误差M和全中误差MW。高差偶然中误差M14N（L）（MM）式中水准路线测段往返高差不符值（MM）L水准测段长度N往返测的水准路线测段数高差全中误差MW1N（WWL）（MM）式中W闭合差L计算各W时，相应的路线长度（KM）N附合路线或闭合路线环的个数4、全站仪三角高程测量在工程的施工过程中，传统的测量方法是几何水准测量，水准测量是一种直接测高法，外业工作量大，施测速度较慢。但本工程的高差大的限制，且几何水准测量时钢尺传递误差较大；而全站仪三角高程测量是一种直接测高差法，它不受建筑落差大的限制，且施测速度较快，每次测量都不需量取仪器高，棱镜高，给测量过程增快了施测速度和提高点位精度。5、高程测量的要求（1）对施工中所用到的水准仪必须经过相关检测部门的专业检测，并附有检测报告；（2）水准测量仪器本身精度应根据等级要求满足下表的条件。水准仪精度要求等级望远镜放大倍率水准管分划值243015/2MM2025/2MM（3）为了保证高程控制网基点的精确，应该定期对控制网进行闭合测控，测控频率应保证每月一次，并对测控后基点进行标高值校正，保证后续施工的精度。6施工测量测量方案61平台房测量杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案111、平面控制点布置根据本工程的特点，分别选择8个点作为主控制点，在这些点上架设仪器采用导线测设的方法观测边长和水平角，经平差计算，得到主控制点的精确坐标，测量采取往返观测，角度测量3测回测定，在方格网的基线上，再按轴线间距对准轴线进行复测。并可根据现场实际情况，加密方格网。各点坐标为X3372098954,Y40607959410X3372104140,Y40608002365X3372085151,Y40608018626X3372042852,Y40608015352X3371995151,Y40607962725X3371998318,Y40607917225X3372017307,Y40607900964X3372056675,Y40607910039。主控制点点位布设图如下2、竖向测量的施测办法在浇筑各楼层时，必须在相应的位置预留200MM200MM与首层层面控制点相对应的小方孔。杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案12首层控制点楼层测量预留孔洞说明将钢板用胶水粘贴在砼楼面上，然后用阳冲眼标示中心位置。说明浇筑砼后木盒不拆除以防楼面垃圾堵塞洞口。在首层各控制点分布架设激光铅直仪，精密整平对中后向上投测，由控制网点点位预留孔设置处设置的一块有机玻璃光靶接收。每个基点上激光铅直仪从四个方向（0，90，180，270），向光靶上投点，若4个点重合，则传递无误差；若4个点不重合，则找出4个点的对角线的交点作为传递上来的投测。透明塑料薄片，中间空洞便于点位标示第一次接收激光点蒙上薄片使环形刻度与光斑吻合通过中间空洞捕捉第一个激光点在激光接受靶上旋转铅直仪90180270用上述办法捕捉四个激光点取四次激光点的几何中心即为本次投测的真正点位位置杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案13控制点的点位接收示意图3、柱标高的测控每安装一节钢柱前，首先在钢柱上标设上、下中心线及相对标高，当钢柱安装后，应对柱顶作一次绝对标高实测，然后根据实测值来控制下一节钢柱的标高，以便提前通过临时固定板及处理端部来进行控制。4、钢柱垂直度的测控用两台激光经纬仪置于柱基相互垂直的两条轴线上，视线投射到预先固定在钢柱的靶标上，光束中心同靶标中心垂直，且通过旋转最少3次经纬仪水平度盘，若投测点都重合，表明钢柱垂直度无偏差，其余钢梁及柱的控制，通过基准点用经纬仪引至每层刚装好的楼层上，用激光经纬仪从底层直接引上，以减少偏差，然后通过三点，在楼层上放置梁柱的定位线，并对梁柱进行复测、控制。钢柱垂直度测量图施工过程中严格按照下表所要求来控制钢柱、钢梁等构件的标高及安装误差。具体要求见下表杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案14柱子、桁架及梁的安装测量允许误差测量内容允许误差MM钢柱垫板标高2钢柱0标高检查2混凝土柱（预制）0标高3混凝土柱、钢柱垂直度3桁架和实腹梁、桁架和钢架的支撑点间相临高差的偏差5梁间距3梁面垫板标高2注当柱高大于10M或一般民用建筑的混凝土柱、钢柱垂直度，可适当放宽。62观光塔的测量方案1、平面控制点的布置根据观光塔的施工特点和条件的限制，拟采用外控内控相结合的方法来控制轴线位置和整体垂直度。观光塔平面控制点与平台平面控制点都为一级控制点，平面控制点布置如下图。主要使用其中的、做为内控点，而、做为外控点。4K51K2级平面控制网布置图2、高程控制网的建立及其引测方法本工程0000M相当于118M标高，根据标高的做法，观光塔上部基准标高采用杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案15全站仪分阶段（大约每50M左右划分为一个垂直引测阶段，然后阶段内引测的基准标高通过大盘尺顺核芯筒钢柱往上引测至每一层即可）顺着激光预留洞口垂直往上引测至测量操作平台上，然后通过架设水准仪于楼层钢梁上，后视测量平台上所引测的标高基准点，将基准标高转移到距离楼层结构面1000M处并弹墨线标示，垂直引测示意图如下垂直标高引测示意图3、塔体中心点引测当每安装完成一段结构后，塔体的中心点就要向上传递，通过测量塔体中心与每一根井道柱的中心距离，就可以分析出塔体安装完成部分的整体垂直度。通过整体垂直度偏差数据，及时对下一层钢柱进行调整，从而保证塔体整体垂直度始终在受控状杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案16态下。4、观光塔外柱测量塔外柱校正采用全站仪的正投影线法激光铅准仪透线法进行校正，安装前先通过电脑绘制塔外柱的实体模型，并确定塔外柱节点的空中三维坐标，然后通过坐标转换成施工现场的极坐标，依此为依据进行现场的校正与放样工作。在级导线控制点K1、K2进行坐标放样。杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案17激光铅垂仪校正塔外柱倾斜方向示意图5、核心筒柱安装测量核心筒柱的校正根据结构特点选择其中的4根钢柱作为主控钢柱，这样有利于误差的均分。设定、四个轴线的钢柱为主控钢柱下图红色钢柱。先精确校2367正好这四个轴线的钢柱并固定牢靠，在安装联系梁的同时，校正其余的四根钢柱。核心筒柱垂直方向校正示意图6、桅杆测量桅杆的校正采用全站仪前方交会的测量方法进行，通过K1和K2这二个控制点用全站仪角度交会测量。激光接收靶核心筒钢柱激光铅锤仪K1控制点K2控制点桅杆杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案18桅杆安装测量示意图7施工测量控制与监测71外界因素对测量的影响及应对措施序号影响因素应对措施1日照单次连续24小时监测塔楼变形，变形与日照的对应关系。2温度变化、风多次固定时间、固定测量点连续监测塔楼变形，分析变形与温度、风等因素的对应关系。3塔吊运转塔吊运转期间尽量避免进行基准点转移、测量验收等工作。72施工过程监测由于本工程结构的特殊性，施工过程较长，杭州湾气候四季明显，气温多变，整个施工过程中结构体型及受力状态处于不断变化之中，这些原因将会给施工精度和质量带来一定影响，因此采取科学的工程监测方法，有利于消除诸不利因素带来的负面影响，使施工质量得以保证。本工程包含二大监测系统序号监测系统监测类型监测部位监测内容监测方法监测目的竖向位移框架柱各柱标高面水平位移全站仪测量变形监测框架梁中间挠度监测全站仪测量1建筑物监测应力监测框架柱应力测试振弦式应变计测量通过对施工过程中建筑物的沉降和平动的监测，可及时获取各施工阶段不同的结构部位变形情况。通过对受力较大和应力集中的部位进行应力测试，跟踪构件应力变化情况，及时掌握构件应力数据。杭州湾跨海大桥海中平台改造工程施工测量专项方案19框架梁温度测试温度传感器测量湿度测试湿度传感器测量2现场气象监测气象监测观光塔及海中平台风速测试风速仪测量及时掌握施工现场的气象情况，可为测量和监测时间的选择提供科学的依据，保证测量的精度。73施工放样过程控制建筑施工放样应具备以下条件一、总平面图；二、建筑物的设计与说明；三、建筑物、构筑物的轴线平面图；四、建筑物的结构图。根据上述条件，在施工测量前，熟悉设计图纸，按照施工控制网测放中心线，严格按照建筑物施工放样的主要技术要求，详见表二表二建筑无结构特征测距相对中误差测角中误差在测站上测定高差中误MM根据起始水平面在施工水平面测定高程中误差MM竖向传递轴线点中误差MM金属结