天津慈海桥工程测量方案

1、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、咼程系统 平面系统： 高程采用1990年天津市任意直角坐标系 咼程米用天津市93年大沽咼程系。 (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

2、。其中水准点(BM1 BM2 GPS 点为(G6 G8) 阳中画達黑H程總公同 KUU CHDNA 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 中画運黑工崔總公闻 LtlllNA &FATE COHS-TRUCTIONCWr (1) 、控制测量 地面

3、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w 2测距中误差 2mm+2pp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)。 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。 (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

4、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。 桩位的定位。依据控制点用全站仪进行桩位放样。 钢板桩的定位。 承台及墩的定位。承台和墩柱为了方便施工，放出“十”字线。 人字架腿脚预埋件的定位。 人字架的安装及轮轴吊装定位。 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

5、安装测量工作的主要内容包括 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 阳中画達黑H程總公同 KUU CHDNA &FATE COfM5-TRJLJCTiaN LNCW5 CDHF 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G8G6两个GPS点采用索佳“0.6+1ppm 1 ”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 Gzc QzcJ Tb Uzb 人字架架主轴线水平投影 为 Qzc TMa、Qzd TMb、 Qza TMa QzbTMbB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

6、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100X100X 8mm?钢板制作而成，在钢板下面焊接 M2钢筋，且与底板 焊接浇筑。 阿中画達黑H崔總公同 Dfixl CtmNA &FATE COHS-TRLCTiaN LNsGOG COHF U12 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： 1） 投测主轴

7、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、01、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、02 B2三点，比较两次投点较差w 3mm取几何平均位置并重新做好标 志 A0 00 B0。 2）点位调正 架设仪器于00点，检查A0 00 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00点，通过多测回水平角观测法得出/ A000B0节，比较180 - B w 土 20时即可通过如下示意方法进行点位调正，否则重新投测

8、 A0 00 B0三点。然后通 过计算得出调整值S =ab*tg B /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A0 B0与理论值相比较，且相对误 差w 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 0 B三 点的精确位置。 中画達黑工程總公同 CtlllNA &FATE COtM5-TRUCTiaN LMGHG CCNtr Ao A Ob Bo B o说明:代表点位改正方向 =ab*tg /2（a+b） 主轴线点位调整示意图 5）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

9、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 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 点偏差土 20mm其它尺寸V 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

10、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

11、 足快速施工放样的要求。 原理与精度 中画運黑工程總公貝 CtlENA &FATE COrMS-TRUCTION LMGHG CCHtr 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a。则P点相对测站点的三 维朋标为： X=D- sinZ - cos a Y=D sinZ - sin a H=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 在现场口动完成，因血杜绝了人丄计算出借的机会,冋时提烏

12、了遠.度。 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 - cos2 a +D2 - cos2Z - cos2 a - M2Z/p 2+D2 - sin2Z - sin2 a - M2 a / p 2 MY2=MD2sin2Z - sin2 a +D2- cos2Z - sin2 a - M2Z/p 2+D2- sin2Z - cos2 a - M2 a / p 2 MH2=MD2cos2Z+D2 sin2Z - M2Z/p 2 根据有关文献的理论分析，采用精度为 MZ=M =3、MD=3+3ppr的全站仪，当测站 至放样点的距离小于280m时，Mx M

13、Y MH的精度可高于土 5mf 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90120m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

14、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 和数据准备时计算简单等因素。 ra中画連黑h程總公同 KUU CHDNA &FATE COHS-TRLCTION LMGHG CWF 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，

15、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 基本上远离人字架峪值丄旳女个杂区，确保了仪器和人:圳m遗九了応.|丁扰, 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

16、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 56人的测量组，不仅 及时满足了人字架塔柱、横梁、支撑、轮轴等施工的需要，而且还可完成了塔吊等附属 设备的调校工作，体现三维坐标法具有明显的作业效率。 用三维坐标法进行丫塔柱、横梁、支撑、轮轴的测量后，用全站仪进行轴线检测， 用挂大盘尺进行高程检核，检核无误后方可进行下部工序的施工。 ra中画運黑h程總公同 DBU CtmNACOHS-TRLCTIONCN4.r 表1精度评定表 工程名称：天津慈海桥 等级：一级导线 点名 点位中误差 误差椭圆参数 高程 中误 差 (mm) 相邻 点位 误差

17、 (mm) 方位 角中 误差 () 边 长中误 差 (mm) 边长相对 中误差 Mx(m m) My(m m) M(m m) A(mm ) B(mm ) F(度 分) G8 1.03 1.11 0.8 1/ 14 万 C1-2 0.65 0.81 1.0 0.83 0.61 68 11 3 3 0.88 0.85 0.8 1/75397 G15 0.76 0.93 1.2 0.96 0.72 68 12 4 0 0.91 0.75 0.8 1/ 12 万 G16 0.65 0.80 1.0 0.83 0.60 64 28 4 3 1.03 0.90 0.8 1/ 17 万 G6 3 0.94

18、1.08 0.8 1/64941 C1-3 0.40 0.85 0.9 0.89 0.30 108 9 4 03 0.88 0.96 0.8 1/90082 G13 0.66 0.94 1.1 0.95 0.66 85 18 1 5 0.94 0.70 0.8 1/ 16 万 G14 0.69 0.80 1.0 0.82 0.67 68 24 2 6 1.06 0.83 0.8 1/ 20 万 阿|中圍連黑H桂總公司 DU3 CHINA STATE 匚匸HOTM UMGRG COHr 人字架支撑柱身校正：根据设计计算出实际值，安装时用全站仪在一个方向上进行 三维坐标控制。如下所示 如图3 反射

19、贴片 I 3）施工测量的程序倒皿撑垂直度校正示意图 施工控制资料 检校仪器 绘制交 F样单 f 交样 阿中画連黑H程總公同 KUU CHHNACONS-TRLCTiaNCCN4.r (见图1-1) (5)监控方案 桥梁的施工控制是一个施工一量测一判断一修正一预告一施工的循环过程，为了能 够控制桥梁的外型尺寸和内力，首先必须安排一些基本的和必要的量测项目，其内容包 括主梁各施工工况的标高、主梁部分控制断面的应力、结构温度场、气温的常规测量。 在每一工况返回结构的量测数据之后，要对这些数据进行综合分析和判断，以了解已存 在的误差，并同时进行误差原因分析。 在这一基础上，将产生误差的原因予以尽量消除

20、，给出下一个工况的施工控制指令，在 现场施工形成良性循环。 桁架安装的测量内容包括滑移轨道测控主桁架直线度的控制；标高的控制；曲线度的 控制；轴线的测控滑移胎架同步滑移的监测；滑移胎架的二次定位等 直线度的测量控制 考虑到桁架下弦中心线在水平面投影为一直线管边投对称于下弦中心线两投 影线间距等于下弦管直径故直线度控制的依照考虑从下弦入手。测控制点采用直角 坐标法将每滑三榀桁架下弦控制点测放在测量平台上做好点位标记同时进行建筑轴线 的恢复性测量以此作为桁架直线度和纵向位移的控制依据轴线偏差控制目标10M M以下 钢桁架空间曲线度的测量控制 随着桁架空间曲线的变化桁架上各点标高也相应地发生变化因此

21、正确地控制各分 段桁架上控制节点的标高对保证桁架的空间曲线度至关重要根椐桁架分段图可选定每 分段处左右两下弦节点为标高控制点桁架测量平台模型法即通过对各分段控制点进行 标高等计算。将计算结果经测量反映在测量操作平台上建立一种极具操作性的模拟方 法。 由于钢桁架曲线变化其高差变化也比较大需多次架设仪器进行标高测定为此需在 测量操作平台上垂挂大盘尺通过北光 DSZ3型水准仪将后视标高逐一引至每个测量操作 平台上的某一点作好标记以此作为标高控制时的后视点根据引测的各标高后视点分别 ra中国達黑h程總公同 KUU CHINA &FATE COrMS-TRUCTIONCPHr 测出平台上相应下弦控制点的

22、标记的实际标高然后和控制节点的设计标高比较可以得 出测量平台上控制节点标高与理论设计标高的差值将此高差值明确标注在测量平台上 的相应节点处以此作为钢桁架分段组拼装时标高控制依据标高控制目标为10M M以下 桁架的上弦平面水平测量控制 当桁架下弦空间位置确定之后即应着手进行上弦对称节点组相对水平的调整，方能 保证主桁架垂直度在规范允许的范围内具体作法在控制两上弦杆对称水平之前，特制一 根3M长的超长水平尺该水平尺采用经纬仪高精度管水准器固定在轻质合金的一端经调 校合格后配合支承于上弦杆下面的千斤顶进行标高微处理以达到准控制上弦平面相对 水平的目的。 主桁架垂直度的观测 根据主桁架分段情况选定每分

23、段中间为一垂直度观测断面进行钢桁架垂直观测垂直 度偏差控制目标在6MM以下 说明即为钢桁架垂直度偏差值 垂直度测量方法示意图 测量结构线形。线形测量包括箱梁线形、主塔线形、摩天轮线形。线形测量主要测控 制点坐标。箱梁控制点可以选为支点、L/8点、L/4点、3L/8点、跨中点等；主塔控制点 选在塔根、斜腿每L/4布置一点，人字架重心位置、立柱同样每 L/4布置一点；对于摩天 轮，则测试圆周线形，位置每L/16点设一处。测量仪器可采用精密水准仪、全站仪、应 变仪、钢尺等。 （6）监控量测内容 ra中画連黑h程總公同 DBXI CtmNA &FATE CONS-TRLCTiaN LMGHG CWr

24、慈海桥施工期间，120米主跨钢箱梁在人字架塔斜拉索没有安装之前，由梁底钢管 桩支撑，而且需要行走吊车，属于支承式连续梁桥，安装完斜拉索后，调校完成内力， 拆除梁底临时支撑桩，成为斜拉桥，存在力系转化的过程。箱梁、人字架轮轴、摩天轮 在安装过程中要控制线形。因此施工过程监测控制的主要内容包括： 校核各种设计数据 提供施工各理想状态线形与内力数据，提供箱梁安装预拱度设置、摩天轮安装不圆度 预留变形。 对施工过程中各状态控制数据实测值与理论值进行对比分析。 进行设计参数识别与调整。 对成桥状态、摩天轮状态进行预测及反馈控制分析，提供必要的控制数据，提供参考 性施工工艺。 结构线形及内力（或应力）进行

25、监控。 防止施工中出现结构位移与应力过大现象，确保施工优质、安全、快速进行。 施工监测控制准备工作 1）成立监测控制组。 2）进行监测控制计算分析准备。准备两套不同方法的计算程序，以便计算结果相互校 核，确保计算结果的可靠性。 3）熟悉设计思想和设计图纸，熟悉施工方法、工序及工艺过程。 4）确定结构测试方案。 5）准备测试仪器设备及材料。 6）测试装置现场安装及调试。 7）观测控制点的布设及复核。 施工过程中的测量检测 地基承载力试验检测； 基础位置、尺寸和标高检测； 钢筋位置尺寸和标高检测； 钢筋加工检测； 桩基检测； 墩、台位置、尺寸和标高检测； ra中團連黑h程總公同 KUU CHDNA &FATE COfM5-TRLJCTlONCWF 上部结构（构件）位置、尺寸检测； 预制构件张拉、运输和安装强度控制试验 预应力张拉控制检测； 桥梁上部结构标