斜拉桥测量控制方案--紫金大桥
2013-08-24 17:30:16 来源: 测绘论坛
一、 工程概述
本项目起于丽水市南外环路与紫金路的交叉口，终点为紫金路与大猷路的交叉口，路线长度736.69米。全桥总长520m，主桥：160+160米单塔花瓶型斜拉桥，跨越大溪江，塔高107.6m，桥面以上塔高90.6m，下塔柱为矩形实心断面，中、上塔柱为矩形箱型断面，塔上挂索采用空间锚固方式，斜拉桥采用双索面，扇形密索布置，梁上索距8m；引桥：南岸2×25预应力砼小箱梁+北岸6×25预应力砼小箱梁。
二、人员与仪器配备
1、人员
主塔及主梁施工时至少配备两名精通测量内外业的测量技术人员，还要配备两名身体健康、手脚灵活、胆大心细的立尺员。否则，测量人员如果人手不够或者专业人员不能保证到位，将可能造成测量被动甚至出错，从而影响施工。
2、仪器
由于斜拉桥对于全站仪的依赖性较大，所以主塔及主梁施工时，应当保证有两台全站仪。在调锚箱和索导管时，在河的一岸将不能够全视目标，需要两台全站仪同时调索导管的上出口和下出口；斜拉桥测量精度要求很高，一台全站仪一旦出现问题，将可能对施工造成很大影响。如果有两台可以相互复核外业数据。另外，在变形观测时，水准仪的精度要保证，要保证仪器误差在1mm之内。
三、控制网建设
本项目我们建立了12个控制点，在大溪江的南岸布设三个控制点，在大溪江的北岸观光大堤上布设三个控制点，利用这六个控制主塔和主梁的测量施工。密度满足施工要求。由丽水市测量大队利用静态GPS测量了这些点的三维坐标。经复核控制点的精度满足施工要求。依照规范及监理工程师的指示，我们将适时做好控制网的复测、加密、联测、平差等工作，以确保控制网的精度。
四、部分分项、分部工程的控制措施
1、钻孔桩平面位置的控制
本项目钻孔桩共计41根，其中主塔基桩φ3m，共8根；过渡墩基桩φ2m，共8根；引桥基桩φ1.6m，共21根；10#桥台基桩φ1.4m，共4根。成桩采用挖孔和冲击钻形式。
钻孔桩测量控制程序：坐标经复核正确再进行放样；桩位放样经复核（监理工程师）正确再开孔；每个桩位具有保护桩；灌注前再复核一次；灌注后进行检测，以检验控制效果。
钻孔桩难点在主塔桩基定位。主塔桩基位于大溪江江中，水流较急，桩径大。首先，在钻孔平台上定出待打桩的十字桩，在下护筒时，采用导向架，保证护筒的准确定位。护筒打设完成后，测量护筒的平面位置和高程，经监理工程师验收通过后方可开钻。其次，在钻机钻入过程中要始终保证钢丝绳的垂直及其位置正确，要进行多次复核。另外注意经常观测钻孔平台以及钻机的沉降变形情况。
2、墩台帽施工测量控制
墩台帽是控制引桥跨径和桥面标高的重要分项工程。对于墩台帽的施工放样，拟采用四次放样控制。第一次放样墩柱中心，以控制底板位置；第二次放样侧板位置；第三次放样档板位置；第四放样垫石位置和标高，在浇筑垫石时，水准仪要架立旁边随时进行测量控制。通过这四次测量，以保证墩台帽位置、尺寸、标高等符合规范要求。
3、塔柱及索导管施工测量控制
3.1 塔柱的测量控制
紫金大桥塔柱分为下中上三个部分,下塔柱高度17.00m，横桥向斜率为，偏距：高度=7：17；纵桥向斜率为，偏距：高度=0.4：17。中塔柱高度48.00m，在下44米的横桥向斜率为，偏距：高度=13.5：44。上塔柱高度42 .60m，包括中塔柱上面4米范围，斜率均为0，是竖直的。塔柱的测量控制主要是对模板、劲性骨架、索导管的测量控制。重点是保证塔柱各部位的垂直度、倾斜度、断面尺寸和塔柱内部结构的空间位置。
对于塔柱来说，它的平面位置是随着高程变化的，一旦高程确定，它的位置也即确定了。因此，我们可以根据塔柱的斜率等参数，在PCE500S上编程，只要输入高程，即可显示塔柱在此高程下特殊点的里程桩号、支距及平面坐标。在现场用全站仪测定特殊点的三维坐标，利用塔柱计算程序，输入高程可以立即计算它的理论桩号、支距和平面坐标，再考虑预偏量，与实测坐标相比较，我们即可发现模板或劲性骨架的偏差。
塔柱施工过程中，要充分考虑模板的刚度、斜塔柱混凝土浇筑产生的横向弹性变形、混凝土的收缩徐变、基础的沉降以及塔身的竖向弹性压缩变形对模板的影响，通过理论计算和现场观测获得上述数据，在模板定位过程中预留上述影响的预偏量。
3.2 索导管的测量控制
索导管的定位是斜拉桥施工测量的难点和重点，索导管的测量定位精度也是影响斜拉桥成桥质量的重要因素。
3.3.1索导管放样坐标的推算
三维坐标的推算，拟采用二种方法。一种是利用常规的空间几何知识，根据图纸所给参数，推算放样点三维坐标，并编制程序。只要，输出索导管编号，即可显示放样点三维坐标。另外一种，是利用CAD，作出斜拉桥锚箱、索导管在三维坐标系下的设计图，在放样点上捕捉三维坐标。两种方法互相复核。在实际施工放样时，我们还必须考虑梁体变形及塔柱变形对索导管及锚箱定位精度的影响，以待桥梁合拢变形稳定后索导管出口能基本上与设计吻合。
3.3.2索导管施工测量定位方法
首先在塔柱上放出塔柱的纵横轴线以及高程控制线，使用垂球和钢尺对定位架进行粗定位，利用竖向调节螺栓、葫芦等工具不断调整定位架的纵横轴线位置、高度及垂直度，当索导管的三维位置误差小于10毫米范围内时，将定位架焊接牢固；精密定位时使用全站仪测量定位架的特征点的三维坐标值以及定位架上索导管的锚固中心点和下管口的三维坐标值，利用微调螺栓不断调整索导管的三维位置，直到满足设计图纸和规范要求。
4、主梁施工测量控制
主梁测量控制主要包括主梁纵横轴线和标高控制以及主梁索导管定位。
4.1 主梁纵横轴线的控制
由于主梁在直线上，线型方面的计算较简单，线型的控制也较容易。可以直接在测量控制点上直接采用全站仪放样主梁的轴线点和边线点。
4.2 主梁标高的控制
主梁标高的控制是测量控制非常重要和关键的环节，它的好坏影响成桥线型的美观。主梁的控制标高要综合考虑设计标高、设计预拱值、支架挠度变形值及基础沉降值、混凝土收缩徐变等因素。使用全站仪结合水准仪观测，缩小测量误差到规范之内。
4.3 主梁索导管的控制
主梁索导管控制方法与上塔柱索导管控制方法大致一样。
5、路基及开山爆破施工测量控制
5.1 路基施工前按照程序测量路基地面标高，监理确认后方可施工。路基清表完成后，准确恢复中桩，测绘横断面，较准确地在现场放出路基边缘、坡脚、边沟等具体位置，并标明其轮廓。其中坡脚放样依据规范路基两侧各加宽30cm。放完之后设保护桩。路基每填筑一层进行一次测量放样控制。在填到接近路槽标高时，要挂线摊铺，严格控制标高，以确保底基层施工。
5.2 开山爆破测量控制
首先要详细地测量地面断面标高，在AtuoCAD依照设计图纸为断面图带帽。
而后设计炮眼位置，施工时对于每个炮眼进行放样。测量要做到勤复核。
五、 斜拉桥施工监测
斜拉桥是高次静定结构，它对成桥线形有较严格的要求，每个节点坐标的变化都会影响结构内力的分配。由于设计时所采用的计算参数诸如材料的弹性模量、构件重量、混凝土的收缩徐变系数、施工中温度变化以及施工临时荷载条件等与实际工程中所表现出来的不完全一致，所以在施工计算中，按理论计算所给出的索力、线形进行施工时结构的实际变形未必能达到预期的结果。这种理论与实际的偏差具有累积性，如不加以及时的有效的控制和调整，随着主梁悬臂施工长度的增加，主梁标高最终会显著偏离设计目标，造成合扰困难，并影响成桥后的内力和线形。因此，斜拉桥施工监测控制是保证斜拉桥达到设计要求的重要手段。
1. 监测目的
施工监测是施工控制的基础和重要组成部分。通过监测所获得的斜拉桥在各阶段结构内力、变形以及其他特征量的数据资料是对斜拉桥实施控制、调整的主要依据，同时也是监测施工、改进设计、确保结构施工安全的重要手段。
2. 监测内容
施工控制中的监测主要有主梁及塔索变形测试，结构各控制截面的应力、应变测试、索力大小测试、温度影响测试、挂篮变形测试以及其他一些变量，如混凝土的弹性模量和结构几何尺寸等测试。
主梁变形测试是在斜拉桥每一施工阶段中测定每一工况下主梁的变形。索塔变形测试主要是测定关键工况前后索塔沿轿轴线方向的位移以及横向水平位移。
3. 监测点的布设
我们将根据监控小组以及监理的要求，进行布点。计划在主塔承台四角布设四个观测点。主梁每一施工阶段特殊断面上布置五个观测点。这些观测点均采用刻有十字丝12的钢筋，在浇筑混凝土之前埋设。在主塔上特殊部位计划埋设反射镜片，这样便于全站仪观测，能够提高准确度，提高安全性，提高工作效率。
4. 测量时机的选择
设计时所提供的每个施工节段相应桥面标高和其他变形值一般是基于种标准气温下的设计值。因此，测量时机选择在凌晨日出之前，这时气温较稳定，日照误差对结构变形影响最小。监测频率按照监测小组要求执行。
5. 监测方法
主要采用全站仪测量三维坐标，从平面坐标（X，Y）可以推算出点位在纵横轴线上的变形，从高程坐标坐标（Z）可以计算高度方向的变形。
6. 监测数据的整理
测量外业完成之后，及时整理计算，确保数据真实，按照规定的表格的认真填写，及时反馈给监测小组。
六、测量质量标准
1、索塔 (mm)
轴线偏位：10
倾斜度：≯H/2500且≯30（或设计要求）（H为桥面以上塔高）
塔顶高程：±10
2、主梁（悬浇主梁）（mm）
轴线偏位：10
合拢高差：±30
线形：±40
挠度：±20
七、安全保证措施
1、人员安全保证措施
1.1 测量人员要学习安全知识，每一名测量工作人员都要明确安全责任，掌握安全技能，正确使用劳动保护用品。
1.2 在工地落实三不伤害原则，即不伤害他人，不伤害自己，不被他人伤害。
1.3 去工地要佩带安全帽，并且高空作业时要佩带安全绳。
2、仪器安全保证措施
2.1 做好仪器的维护工作。南方天气潮湿，要保证仪器干燥和干净。
2.2 在进行外业测量时，要保证仪器周围无安全隐患，并且测量人员不允许离开架设好的仪器。
2.在高空架设仪器时，要防止风、绳等把仪器吹倒、拉倒。
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