斜拉橋測量控制方案--紫金大橋
2013-08-24 17:30:16 來源: 測繪論壇
一、 工程概述
本項(xiàng)目起于麗水市南外環(huán)路與紫金路的交叉口，終點(diǎn)為紫金路與大猷路的交叉口，路線長度736.69米。全橋總長520m，主橋：160+160米單塔花瓶型斜拉橋，跨越大溪江，塔高107.6m，橋面以上塔高90.6m，下塔柱為矩形實(shí)心斷面，中、上塔柱為矩形箱型斷面，塔上掛索采用空間錨固方式，斜拉橋采用雙索面，扇形密索布置，梁上索距8m；引橋：南岸2×25預(yù)應(yīng)力砼小箱梁+北岸6×25預(yù)應(yīng)力砼小箱梁。
二、人員與儀器配備
1、人員
主塔及主梁施工時(shí)至少配備兩名精通測量內(nèi)外業(yè)的測量技術(shù)人員，還要配備兩名身體健康、手腳靈活、膽大心細(xì)的立尺員。否則，測量人員如果人手不夠或者專業(yè)人員不能保證到位，將可能造成測量被動甚至出錯(cuò)，從而影響施工。
2、儀器
由于斜拉橋?qū)τ谌緝x的依賴性較大，所以主塔及主梁施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證有兩臺全站儀。在調(diào)錨箱和索導(dǎo)管時(shí)，在河的一岸將不能夠全視目標(biāo)，需要兩臺全站儀同時(shí)調(diào)索導(dǎo)管的上出口和下出口；斜拉橋測量精度要求很高，一臺全站儀一旦出現(xiàn)問題，將可能對施工造成很大影響。如果有兩臺可以相互復(fù)核外業(yè)數(shù)據(jù)。另外，在變形觀測時(shí)，水準(zhǔn)儀的精度要保證，要保證儀器誤差在1mm之內(nèi)。
三、控制網(wǎng)建設(shè)
本項(xiàng)目我們建立了12個(gè)控制點(diǎn)，在大溪江的南岸布設(shè)三個(gè)控制點(diǎn)，在大溪江的北岸觀光大堤上布設(shè)三個(gè)控制點(diǎn)，利用這六個(gè)控制主塔和主梁的測量施工。密度滿足施工要求。由麗水市測量大隊(duì)利用靜態(tài)GPS測量了這些點(diǎn)的三維坐標(biāo)。經(jīng)復(fù)核控制點(diǎn)的精度滿足施工要求。依照規(guī)范及監(jiān)理工程師的指示，我們將適時(shí)做好控制網(wǎng)的復(fù)測、加密、聯(lián)測、平差等工作，以確保控制網(wǎng)的精度。
四、部分分項(xiàng)、分部工程的控制措施
1、鉆孔樁平面位置的控制
本項(xiàng)目鉆孔樁共計(jì)41根，其中主塔基樁φ3m，共8根；過渡墩基樁φ2m，共8根；引橋基樁φ1.6m，共21根；10#橋臺基樁φ1.4m，共4根。成樁采用挖孔和沖擊鉆形式。
鉆孔樁測量控制程序：坐標(biāo)經(jīng)復(fù)核正確再進(jìn)行放樣；樁位放樣經(jīng)復(fù)核（監(jiān)理工程師）正確再開孔；每個(gè)樁位具有保護(hù)樁；灌注前再復(fù)核一次；灌注后進(jìn)行檢測，以檢驗(yàn)控制效果。
鉆孔樁難點(diǎn)在主塔樁基定位。主塔樁基位于大溪江江中，水流較急，樁徑大。首先，在鉆孔平臺上定出待打樁的十字樁，在下護(hù)筒時(shí)，采用導(dǎo)向架，保證護(hù)筒的準(zhǔn)確定位。護(hù)筒打設(shè)完成后，測量護(hù)筒的平面位置和高程，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收通過后方可開鉆。其次，在鉆機(jī)鉆入過程中要始終保證鋼絲繩的垂直及其位置正確，要進(jìn)行多次復(fù)核。另外注意經(jīng)常觀測鉆孔平臺以及鉆機(jī)的沉降變形情況。
2、墩臺帽施工測量控制
墩臺帽是控制引橋跨徑和橋面標(biāo)高的重要分項(xiàng)工程。對于墩臺帽的施工放樣，擬采用四次放樣控制。第一次放樣墩柱中心，以控制底板位置；第二次放樣側(cè)板位置；第三次放樣檔板位置；第四放樣墊石位置和標(biāo)高，在澆筑墊石時(shí)，水準(zhǔn)儀要架立旁邊隨時(shí)進(jìn)行測量控制。通過這四次測量，以保證墩臺帽位置、尺寸、標(biāo)高等符合規(guī)范要求。
3、塔柱及索導(dǎo)管施工測量控制
3.1 塔柱的測量控制
紫金大橋塔柱分為下中上三個(gè)部分,下塔柱高度17.00m，橫橋向斜率為，偏距：高度=7：17；縱橋向斜率為，偏距：高度=0.4：17。中塔柱高度48.00m，在下44米的橫橋向斜率為，偏距：高度=13.5：44。上塔柱高度42 .60m，包括中塔柱上面4米范圍，斜率均為0，是豎直的。塔柱的測量控制主要是對模板、勁性骨架、索導(dǎo)管的測量控制。重點(diǎn)是保證塔柱各部位的垂直度、傾斜度、斷面尺寸和塔柱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的空間位置。
對于塔柱來說，它的平面位置是隨著高程變化的，一旦高程確定，它的位置也即確定了。因此，我們可以根據(jù)塔柱的斜率等參數(shù)，在PCE500S上編程，只要輸入高程，即可顯示塔柱在此高程下特殊點(diǎn)的里程樁號、支距及平面坐標(biāo)。在現(xiàn)場用全站儀測定特殊點(diǎn)的三維坐標(biāo)，利用塔柱計(jì)算程序，輸入高程可以立即計(jì)算它的理論樁號、支距和平面坐標(biāo)，再考慮預(yù)偏量，與實(shí)測坐標(biāo)相比較，我們即可發(fā)現(xiàn)模板或勁性骨架的偏差。
塔柱施工過程中，要充分考慮模板的剛度、斜塔柱混凝土澆筑產(chǎn)生的橫向彈性變形、混凝土的收縮徐變、基礎(chǔ)的沉降以及塔身的豎向彈性壓縮變形對模板的影響，通過理論計(jì)算和現(xiàn)場觀測獲得上述數(shù)據(jù)，在模板定位過程中預(yù)留上述影響的預(yù)偏量。
3.2 索導(dǎo)管的測量控制
索導(dǎo)管的定位是斜拉橋施工測量的難點(diǎn)和重點(diǎn)，索導(dǎo)管的測量定位精度也是影響斜拉橋成橋質(zhì)量的重要因素。
3.3.1索導(dǎo)管放樣坐標(biāo)的推算
三維坐標(biāo)的推算，擬采用二種方法。一種是利用常規(guī)的空間幾何知識，根據(jù)圖紙所給參數(shù)，推算放樣點(diǎn)三維坐標(biāo)，并編制程序。只要，輸出索導(dǎo)管編號，即可顯示放樣點(diǎn)三維坐標(biāo)。另外一種，是利用CAD，作出斜拉橋錨箱、索導(dǎo)管在三維坐標(biāo)系下的設(shè)計(jì)圖，在放樣點(diǎn)上捕捉三維坐標(biāo)。兩種方法互相復(fù)核。在實(shí)際施工放樣時(shí)，我們還必須考慮梁體變形及塔柱變形對索導(dǎo)管及錨箱定位精度的影響，以待橋梁合攏變形穩(wěn)定后索導(dǎo)管出口能基本上與設(shè)計(jì)吻合。
3.3.2索導(dǎo)管施工測量定位方法
首先在塔柱上放出塔柱的縱橫軸線以及高程控制線，使用垂球和鋼尺對定位架進(jìn)行粗定位，利用豎向調(diào)節(jié)螺栓、葫蘆等工具不斷調(diào)整定位架的縱橫軸線位置、高度及垂直度，當(dāng)索導(dǎo)管的三維位置誤差小于10毫米范圍內(nèi)時(shí)，將定位架焊接牢固；精密定位時(shí)使用全站儀測量定位架的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)值以及定位架上索導(dǎo)管的錨固中心點(diǎn)和下管口的三維坐標(biāo)值，利用微調(diào)螺栓不斷調(diào)整索導(dǎo)管的三維位置，直到滿足設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求。
4、主梁施工測量控制
主梁測量控制主要包括主梁縱橫軸線和標(biāo)高控制以及主梁索導(dǎo)管定位。
4.1 主梁縱橫軸線的控制
由于主梁在直線上，線型方面的計(jì)算較簡單，線型的控制也較容易。可以直接在測量控制點(diǎn)上直接采用全站儀放樣主梁的軸線點(diǎn)和邊線點(diǎn)。
4.2 主梁標(biāo)高的控制
主梁標(biāo)高的控制是測量控制非常重要和關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它的好壞影響成橋線型的美觀。主梁的控制標(biāo)高要綜合考慮設(shè)計(jì)標(biāo)高、設(shè)計(jì)預(yù)拱值、支架撓度變形值及基礎(chǔ)沉降值、混凝土收縮徐變等因素。使用全站儀結(jié)合水準(zhǔn)儀觀測，縮小測量誤差到規(guī)范之內(nèi)。
4.3 主梁索導(dǎo)管的控制
主梁索導(dǎo)管控制方法與上塔柱索導(dǎo)管控制方法大致一樣。
5、路基及開山爆破施工測量控制
5.1 路基施工前按照程序測量路基地面標(biāo)高，監(jiān)理確認(rèn)后方可施工。路基清表完成后，準(zhǔn)確恢復(fù)中樁，測繪橫斷面，較準(zhǔn)確地在現(xiàn)場放出路基邊緣、坡腳、邊溝等具體位置，并標(biāo)明其輪廓。其中坡腳放樣依據(jù)規(guī)范路基兩側(cè)各加寬30cm。放完之后設(shè)保護(hù)樁。路基每填筑一層進(jìn)行一次測量放樣控制。在填到接近路槽標(biāo)高時(shí)，要掛線攤鋪，嚴(yán)格控制標(biāo)高，以確保底基層施工。
5.2 開山爆破測量控制
首先要詳細(xì)地測量地面斷面標(biāo)高，在AtuoCAD依照設(shè)計(jì)圖紙為斷面圖帶帽。
而后設(shè)計(jì)炮眼位置，施工時(shí)對于每個(gè)炮眼進(jìn)行放樣。測量要做到勤復(fù)核。
五、 斜拉橋施工監(jiān)測
斜拉橋是高次靜定結(jié)構(gòu)，它對成橋線形有較嚴(yán)格的要求，每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的變化都會影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分配。由于設(shè)計(jì)時(shí)所采用的計(jì)算參數(shù)諸如材料的彈性模量、構(gòu)件重量、混凝土的收縮徐變系數(shù)、施工中溫度變化以及施工臨時(shí)荷載條件等與實(shí)際工程中所表現(xiàn)出來的不完全一致，所以在施工計(jì)算中，按理論計(jì)算所給出的索力、線形進(jìn)行施工時(shí)結(jié)構(gòu)的實(shí)際變形未必能達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。這種理論與實(shí)際的偏差具有累積性，如不加以及時(shí)的有效的控制和調(diào)整，隨著主梁懸臂施工長度的增加，主梁標(biāo)高最終會顯著偏離設(shè)計(jì)目標(biāo)，造成合擾困難，并影響成橋后的內(nèi)力和線形。因此，斜拉橋施工監(jiān)測控制是保證斜拉橋達(dá)到設(shè)計(jì)要求的重要手段。
1. 監(jiān)測目的
施工監(jiān)測是施工控制的基礎(chǔ)和重要組成部分。通過監(jiān)測所獲得的斜拉橋在各階段結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形以及其他特征量的數(shù)據(jù)資料是對斜拉橋?qū)嵤┛刂啤⒄{(diào)整的主要依據(jù)，同時(shí)也是監(jiān)測施工、改進(jìn)設(shè)計(jì)、確保結(jié)構(gòu)施工安全的重要手段。
2. 監(jiān)測內(nèi)容
施工控制中的監(jiān)測主要有主梁及塔索變形測試，結(jié)構(gòu)各控制截面的應(yīng)力、應(yīng)變測試、索力大小測試、溫度影響測試、掛籃變形測試以及其他一些變量，如混凝土的彈性模量和結(jié)構(gòu)幾何尺寸等測試。
主梁變形測試是在斜拉橋每一施工階段中測定每一工況下主梁的變形。索塔變形測試主要是測定關(guān)鍵工況前后索塔沿轎軸線方向的位移以及橫向水平位移。
3. 監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)
我們將根據(jù)監(jiān)控小組以及監(jiān)理的要求，進(jìn)行布點(diǎn)。計(jì)劃在主塔承臺四角布設(shè)四個(gè)觀測點(diǎn)。主梁每一施工階段特殊斷面上布置五個(gè)觀測點(diǎn)。這些觀測點(diǎn)均采用刻有十字絲12的鋼筋，在澆筑混凝土之前埋設(shè)。在主塔上特殊部位計(jì)劃埋設(shè)反射鏡片，這樣便于全站儀觀測，能夠提高準(zhǔn)確度，提高安全性，提高工作效率。
4. 測量時(shí)機(jī)的選擇
設(shè)計(jì)時(shí)所提供的每個(gè)施工節(jié)段相應(yīng)橋面標(biāo)高和其他變形值一般是基于種標(biāo)準(zhǔn)氣溫下的設(shè)計(jì)值。因此，測量時(shí)機(jī)選擇在凌晨日出之前，這時(shí)氣溫較穩(wěn)定，日照誤差對結(jié)構(gòu)變形影響最小。監(jiān)測頻率按照監(jiān)測小組要求執(zhí)行。
5. 監(jiān)測方法
主要采用全站儀測量三維坐標(biāo)，從平面坐標(biāo)（X，Y）可以推算出點(diǎn)位在縱橫軸線上的變形，從高程坐標(biāo)坐標(biāo)（Z）可以計(jì)算高度方向的變形。
6. 監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理
測量外業(yè)完成之后，及時(shí)整理計(jì)算，確保數(shù)據(jù)真實(shí)，按照規(guī)定的表格的認(rèn)真填寫，及時(shí)反饋給監(jiān)測小組。
六、測量質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
1、索塔 (mm)
軸線偏位：10
傾斜度：≯H/2500且≯30（或設(shè)計(jì)要求）（H為橋面以上塔高）
塔頂高程：±10
2、主梁（懸澆主梁）（mm）
軸線偏位：10
合攏高差：±30
線形：±40
撓度：±20
七、安全保證措施
1、人員安全保證措施
1.1 測量人員要學(xué)習(xí)安全知識，每一名測量工作人員都要明確安全責(zé)任，掌握安全技能，正確使用勞動保護(hù)用品。
1.2 在工地落實(shí)三不傷害原則，即不傷害他人，不傷害自己，不被他人傷害。
1.3 去工地要佩帶安全帽，并且高空作業(yè)時(shí)要佩帶安全繩。
2、儀器安全保證措施
2.1 做好儀器的維護(hù)工作。南方天氣潮濕，要保證儀器干燥和干凈。
2.2 在進(jìn)行外業(yè)測量時(shí)，要保證儀器周圍無安全隱患，并且測量人員不允許離開架設(shè)好的儀器。
2.在高空架設(shè)儀器時(shí)，要防止風(fēng)、繩等把儀器吹倒、拉倒。
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