桥梁沉降观测方案 成文版教材.docx

1、桥梁沉降观测方案 成文版教材连镇铁路LZZQ-5标沉降观测方案1、编制依据 （1）国家一、二等水准测量规范（GB128972006）；（2）建筑沉降变形测量规程（JGJ/T8-2007）；（3）铁路客运专线竣工验收暂行办法（铁建设2007183号）；（4） 客运专线铁路有碴轨道铺设条件评估技术指南 （铁建设2006158号）（5）全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2009）；（6）高速铁路工程测量规范（TB 10601-2009）；（7）高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB 10752-2010）；（8）高速铁路设计规范（TB 10621-2014）；（9）客运专线铁路变形

2、观测评估技术手册（修订版）；（10）高邮特大桥、路基等相关图纸文件；（11）铁路总公司有关规定。（12）连镇铁路沉降变形观测评估实施细则。2、工程概况新建连云港至镇江铁路地处我国东部沿海地带，位于江苏省南北纵向中轴线上。线路北起苏北连云港市，沿宁连高速公路引入淮安市，与京杭运河、京沪高速公路并行，向南经苏中扬州市，跨长江后止于苏南镇江市，正线全长304.883km。连镇5标地处扬州境内，起讫里程为DK177+218.46-DK205+504.97，全长28.287km。其中，DK177+218.46-DK179+282.375为界首站和区间路基段，高邮特大桥（DK179+282.375DK20

3、3+866.39）全长24.584km。本标段桥梁占比87.85%。本标段共有9联连续梁，1孔现浇简支箱梁，3座刚构-连续梁桥，桥梁其余部分采用721片32m和24m后张法预应力混凝土简支箱梁通过。一分部管段内包含路基和2座刚构-连续梁桥，二分部管段内包含5联连续梁，三分部管段内包含4联连续梁和1联刚构-连续梁桥。桥梁基础采用打入法PHC-800-130管桩基础和钻孔灌注桩，桩基直径采用1.0m、1.25m、1.5m、2.0m。桥梁墩身采用圆端形实心桥墩，桥台采用矩形桥台。涵洞孔径采用1.5-6.0m，采用圆涵、框架涵结构，兼顾排水、交通等功能。3、沉降观测的意义有碴轨道对桥梁等线下工程的工后

4、沉降要求非常严格，工程在设计中虽然对每个桥墩进行了沉降量的计算，但是沉降变形是一个很复杂的过程，单靠理论计算很难满足轨道对工后沉降的要求。施工期间必须按设计要求进行沉降观测，通过对沉降观测数据的分析处理和评估，验证或调整沉降设计参数，必要时进行地质复查并采取沉降控制措施使结构物达到规定的变形控制要求。通过对设计沉降的验证和修改，分析、预测出最终沉降量和工后沉降量，合理确定轨道的铺设时间，确保设计目标顺利实现。4、沉降观测的范围和内容（1）沉降观测范围：DK171+218.46-DK179+100段站场路基（其中，DK177+527.15-DK177+604.85为子婴干渠中桥、DK178+71

5、3.15-DK178+846.85为龙翔大桥）、DK179+100-DK179+282.375段区间路基、路基段落内的涵洞、高邮特大桥的所有墩台及梁体。（2）沉降观测的内容：路基、涵洞、桥梁的垂直位移监测和水平位移监测。桥梁变形观测包括桥梁承台、墩身和梁体徐变变形观测。涵洞变形观测包括涵洞自身及涵顶填土沉降观测。路基变形观测包括基面、地基、路桥过渡段和路基坡脚位移观测的沉降观测。5、组织机构和责任分工5.1沉降观测组织机构项目经理部成立沉降观测小组。由总工程师任组长，分部总工及测量负责人任副组长，分部测量人员为组员。组长：李振国副组长：潘红伟、林够、王际保、周峰、张旺、贺立宝。组员：盖西明、王

6、帅、王晨、潘文、赵尔博、周强强、冯敏等。5.2职责分工小组组长：总体负责本区段的沉降变形监测的领导和实施工作。 副组长：负责本区段沉降观测实施方案的编制和技术交底工作，组织、协调相关各分部沉降观测工作，收集、汇总各分部测量班的观测成果，并对有关数据的真实性进行检查；负责检查、指导各分部测量班按照沉降观测方案建立沉降观测网，并指导实施沉降观测；负责组织、联系有关单位对沉降观测进行评估。负责组织和落实本分部沉降观测人员、仪器的配备和实施，并对本分部沉降观测成果的真实性负责。负责本分部沉降观测的实施工作，对分部沉降观测人员进行指导，并对沉降观测成果的真实性负责；负责组织完成本标段监测网的布设，对本分

7、部的监测网进行保护，对观测仪器进行维护、保养；负责本分部沉降观测对外的有关联系工作。组员：按照有关规范、方案要求对本分部沉降观测点实施观测，对沉降观测数据的质量负直接责任。另外，路基、桥梁专业工程师要协助测量小组完成本分部沉降观测工作，及时向分部测量负责人提供有关沉降观测信息，包括现场各工序的施工情况、结构物有关强度信息，以便测量人员及时埋标和实施沉降观测。5.3观测人员资质各分部沉降观测人员按照不少于4名专业测量人员配置，沉降观测人员由项目部统一组织培训，所有沉降观测人员必须经培训合格后方可进行沉降观测工作。全体测量人员必须遵守有关规章、规范，认真、如实地做好沉降观测工作并确保沉降观测数据的

8、真实性，副组长对各分部的沉降观测工作进行检查、指导。各分部的沉降观测人员表如下：表1 沉降观测责任分工表序号 姓名性别年龄文化程度职称职责1张旺男30本科工程师测量负责人2王际保男30本科助工测量主管3王晨男26大专测工主测4赵尔博男21大专技术员主测5潘文男23专科测工主测6王帅男23专科测工主测7周强强男26大专测工主测8冯敏男21大专技术员主测9盖西明男25本科助工主测6、沉降变形观测的精度要求6.1变形测量等级及精度要求水准仪及标尺、GPS仪器、全站仪等的选用应符合表2、表3、表4中相应精度要求。（1）变形测量等级及精度要求见表2。表2 变形测量等级及精度要求变形测量等级垂直位移测量水

9、平位移观测变形观测点的高程中误差（mm）相邻变形观测点的高差中误差（mm）变形观测点的点位中误差（mm）三等1.00.56.0（2） 沉降观测网的主要技术要求见表2。表3 垂直位移监测网的主要技术要求等级相邻基准点高差中误差（mm）每站高差中误差（mm）往返较差、附合或环线闭合差（mm）监测已测高差较差（mm）使用仪器、观测方法及要求三等（国标二等）1.00.300.60.8DS05或DS1型仪器，按二等水准测量的技术要求施测表4 水平位移监测网的主要技术要求等级相邻基准点的点位中误差（mm）平均边长（m）测角中误差（）测边中误差（mm）水平较观测测回数0.5级仪器1级仪器2级仪器三等6.04

10、501.84.04693502.54.03467、沉降观测网设计7.1沉降观测网的建立沉降观测网由基准网和工作网组成。基准网由水准基点和工作基点组成；工作网由工作基点和沉降观测点组成。高程系统采用与施工一致的高程系统，即1985国家高程基准。7.2基准网的建立每段基准网一般由三个基准点和数目不等的工作基点组成。两相临基准网头尾相连，且头尾一般都有设计院提交的高程控制点。在进行基准网测量时，可同时引入设计高程，并同时对设计院的二等水准网进行复测。 7.2.1基准点的建立基准网内的基准点以设计院提交的CPI、CPII控制桩点作为基准点。埋设标准按照客运专线有碴轨道铁路工程测量暂行规定中CPII桩标

11、准执行。各基准点间距均为1000m左右，满足规范要求。 7.2.2工作基点的建立工作基点沿线路前进方向按200m左右间距布设在施工便道右侧水沟边上，为了保证工作基点的相对稳定，工作基点在2个墩的中间埋设，编号为工作基点+小里程墩编号。水准基点使用时首先作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点。每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。基准点应选设在沉降变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。定期复测按每半年进行一次，尽可能结合精测网复测进行。在区域沉降地区应每季度进行一次复测。工作基点应选在比较稳定的位置。在区域沉降地区内，应对工作基点的沉降量进行监测，如果在两次复测期

12、间，发现工作基点变形超出两倍中误差应及时通知建设单位和评估单位，并提交观测资料。经核实后应对工作基点和变形监测点的各期实测高程进行修正。图7.2.2-1 基准点标石埋设图 7.2.3基准网的观测沉降观测网的建立方式是在全线二等精密高程控制测量布设的深埋水准点及一般水准点的基础上，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作点至满足沉降观测需要。基准网一般头尾都有设计院提交的二等水准点，基准网的观测按照国家二等水准施测，采用单线路往返观测，形成附合或闭合水准网。示意图如图一。图一观测自基准网开头的已知高程基准点开始，依次测量工作基点及中间的基准点，最后闭合至基准网的尾部已知高程基准

13、点，头或尾没有已知水准点的基准网，按照闭合水准线路闭合至已知高程基准点。外业观测工作完成后，首先对基准点的稳定性进行判定，然后分别以每个基准网为单位，利用稳定的基准点对基准网进行严密平差，计算各点的高程值。观测中严格遵守表5、6、7所示标准：表5 二等级水准测量精度要求（mm）水准测量等 级每千米水准测量偶然中误差M每千米水准测量全中误差MW限 差检测已测段高差之差往返测不符值附合路线或环线闭合差左右路线高差不符值二等水准1.02.0644表6 二等级水准观测主要技术要求等级水准尺类型水准仪等级视距（m）前后视距差（m）测段的前后视距累积差（m）视线高度（m）二等因瓦DS1501.03.0下丝

14、读数0.3DS0560表7 水准测量计算取位等级往（返）测距离总和（km）往（返）测距离中数（km）各测站高差（mm）往（返）测高差总和（mm）往（返）测高差中数（mm）高程（mm）二等0.010.10.010.010.10.1（1）水准网的观测按照国家二等水准施测，采用单路线往返观测。每次观测均形成闭合检验条件。（2）水准仪使用DS1级及其以上精度的仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。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，不满足要求的在现

15、场进行提示并进行重测。（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/T 12897-2006）有关要求执行。观测时，视线长度50m，前后视距差1.0 m（光学），1.5 m（电子）；前后视距累积差3.0m（光学），6.0 m（电子）；视线高度0.3m（光学），0.5m（电子）；测站限差：两次读数差0.4mm，两次所测高差之差0.6 mm，检测间歇点高差之差1.0 mm；观测读数和记录的数字取位：使用DS05 或DS1级仪器，读记至0.05mm或0.1mm；使用数字水准仪读记至0.01mm。（4）观测时，一般按后-

16、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：A往测：奇数站为后前前后；偶数站为前后后前B返测：奇数站为前后后前；偶数站为后前前后*注：对桥墩等非严格按相同路径进行的往返测水准路线，可按往测的次序技术要求进行返测，但在整个观测期应保持一致，不得变化。（5）每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。（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；对于数字式水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的2

17、0%。观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。（7）自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。（8）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，确保水准尺垂直。（9）对于较宽的河、塘中的沉降测量，按照跨河水准测量

18、要求进行观测。（10）数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，主水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的软件进行。7.3变形监测工作的实施随着承台、墩柱的施工，变形监测工作陆续展开。实施变形监测工作时，以工作基点为基准，对观测点周期地进行单程测量。8、沉降观测点的布置8.1承台观测标的布置每个承台设置两个观测标，编号分别为XXX号墩观测标-1、XXX号墩观测标-2（XXX为桥墩编号），其中XXX号墩观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上；XXX号墩观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。观测标采用20mm不锈钢，标准弯钩形式，伸入承台50cm。8.2墩身观测标的布置当墩身高度大于

19、14m（含14m，指承台顶至墩台垫石顶），需要埋设2个观测标；当墩身高度小于14m时，埋设1个墩台观测标。埋设位置取地面或常水位以上0.5m处。观测标采用14mm不锈钢螺栓，原则上应设置在台顶（台帽及胸墙顶），测点数量不少于2对，分别设在台帽两侧及胸墙两侧（横桥向）。埋设标准如下图：墩身观测标大样图如下：8.3梁体观测标的布置（1） 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，每个梁场前3片梁进行徐变观测，以后每100片梁选测一片。移动模架施工的简支梁，对前6孔梁进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度，验证达到设计要求后，可每10孔梁选择1孔梁设置观测标。其余现浇梁应逐跨观测

20、。简支梁的1孔梁设置观测标6个，分别位于两侧支点及跨中；现浇梁上的观测标，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨附近设置，相邻跨墩顶观测点可共用。桥面系防水层等部位施工时，观测标志可转移到挡砟墙上。（2） 布置标准如下图：梁体徐变观测标埋设于梁顶面，高出梁面防水层及保护层20mm，对称设置。预制箱梁每30孔梁在其中一孔上设置梁体徐变观测标。现浇简支箱梁逐孔设置。观测标采用20mm不锈钢，标准弯钩形式，伸入梁体30cm。8.4涵洞观测标的布置涵洞进出口两侧帽石应各设置1个沉降变形观测点。涵洞洞顶中心应设置一个沉降板。详见下图：8.5路基观测标的布置路基面沉降监测：路基成形后应及时设置监测桩，路堤地段

21、间距不大于50m设一个检测断面，分别于路基中心，左右中心线以外2m各设一个检测桩，共3个监测点。桥涵路过渡段必须设置，且应加密。监测桩采用现浇M10水泥砂浆，桩周0.15m；其中埋设直径20mm钢筋一根，埋置深度不小于0.3m。图8.5-1 沉降观测桩埋设布置图路堤基底沉降监测：每100m设一个检测断面，每个监测断面预埋1个沉降板。桥路过渡段必须设置，且应加密。每个沉降板由底座、=40mm的钢管测杆及保护测杆的=49mmPVC塑料管组成。随填土的增高，测杆与套管相应加高，每节长度不超过100cm，接高后的测杆顶面应高于套管上口，填土施工过程中应采取措施保护测沉设施。图8.5-2 沉降板埋设布置

22、图松、软土路堤填筑施工过程中，在两侧坡脚外约2m、8m处设位移观测桩，沿线路走向间距为50m；根据变形观测控制填土速率、记录填筑期及放置期的变形量。图8.5-3边桩大样图路堤地基变形监测示意图路堤与横向结构物连接处过渡段填筑期间和填筑完成后应对路基沉降变形（含地基和本体）进行连续监测，并保证荷载稳定条件下观测6个月后，根据监测结果，分析评价地基的最终沉降量完成时间，及时调整设计措施使地基达到预定的变形控制要求，以最终确定轨道结构施工和铺轨时间，同时作为竣工验交时控制工后沉降量的依据。9、沉降观测的实施桥梁沉降观测实施按照规定的频率，根据工作网与监测点对应关系中规定的工作基点，测量对应的桥墩上的

23、沉降观测标。首次观测时每个往返测均进行两次读数。为了提高观测精度，观测时采用固定的仪器，前后视水准尺号固定。每次观测均按照固定的观测线路和观测方法，观测线路除拐弯处外，每一测站上仪器与前后视的三个位置一般应接近一条直线。测量前对水准仪进行常规的i角检校，圆气泡检查等。为防止水准尺晃动，水准尺必须借助配备的撑竿以稳定。测量前水准尺的圆水气泡必须居中。遇到风太大不能稳定水准尺时，应停止观测作业。观测时要避免阳光直射。仪器脚架架设必须稳固,防止下沉。数字水准仪对震动较敏感，测量时避开震动源。测量读数前，必须精确调焦。随时观测，随时检核计算，观测时一次完成，中途不中断。在观测期内，基础沉降实测值超过设

24、计值20及以上时，及时查明原因，必要时请设计院进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取相应的沉降控制措施。变形点每次按周期进行测量时，均以工作基点为基准。变形点首次测量应仔细设计观测路线，首次测量采用往返测量方式。在墩身观测标启用前，对承台观测标进行沉降观测。墩身观测标启用后的第一次沉降观测时应分别观测承台和桥墩观测点，以便完成沉降值的连接和转换。每阶段的沉降观测，开始一般每周观测一次，以后视两次观测沉降量的变化情况，适当调整沉降观测的频度，但两次的观测沉降量不宜大于1mm。当沉降量大于设计或规范允许值时，应立即停止施工查找、分析原因。桥梁墩台沉降观测水准路线按图

25、1-1进行，梁体徐变水准观测按图1-2进行。图1-1 桥梁墩台沉降观测水准路线示意图图1-2 梁体徐变观测水准路线桥梁墩（台）沉降变形应从墩台基础施工完成后进行观测。沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的桥梁施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行，不能影响桥梁施工质量。观测精度要求：桥涵基础沉降和梁体徐变沉降变形的观测精度为1mm，读数取位至0.1mm。路基沉降观测实施（1）沉降板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。测量帽下部以刚好套入测杆为宜，测

26、量帽上部以中心为一半球型的测点。在沉降板测杆接高时应同时测量接高前后的测杆高程。（2）路肩沉降观测桩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。（3）沉降观测要求为了观测到各部位的沉降，从路基填土开始，沉降观测也随即进行。预压地段按照相关要求在基床底层顶面设置临时沉降观测桩，非预压地段，此时基床表层的级配碎石也未填筑，在路基中心及两侧各2m范围内设置临时沉降观测桩，临时沉降观测桩的材质，埋置要求及观测标准与正式的沉降观测完全相同，待预压土卸载时，临时沉降观测桩随之拆除或废弃沉降板测杆随之降低，待基床表层的级配碎石铺设完成后，按照相关要求埋设正式的沉降观测桩，开

27、始观测路基沉降。沉降板随着预压土的填筑而接高，随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不受预压土的影响。沉降设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的填筑施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行，不能影响路基填筑质量。观测过程中发现异常必须及时查明原因，尽快妥善处理。路基填筑过程中应及时整理路堤边桩位移及中心沉降观测点的沉降量，当沉降量超限时，应及时通知项目部，并要求停止填筑施工，待沉降稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。元件保护要求a.各工程项目部应成立专门小组，进行元器件的埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。

28、b.凡沉降板附近1m范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压，不得采用大型机械推土及碾压，并配备专人负责指导，以确保元器件不受损坏。c.制定稳妥的保护措施并认真执行，确保元器件不因人为、自然等因素而破坏，元器件埋设后，制作相应的标识旗或保护架插在上方。路堤填筑过程中，派专人负责监督观测断面的填筑。路基填筑过程中应及时整理路堤中心沉降观测点的沉降与边桩的位移量，当中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天或边桩水平位移大于5mm/天、竖向位移大于10mm/天时，应及时通知项目部，并要求停止填筑施工，待沉降稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。观测精度要求：路基沉降观测水准测量的精度为1.0mm，读

29、数取位至0.1mm；位移观测测距误差3mm；方向观测水平角误差为2.5。出现下列情况，应加密沉降变形观测频次，必要时制定专项观测方案进行监测：（1） 沉降发生突变。（2） 连续两次观测的沉降差大于4mm。地下水位变化、暴雨、地震、邻近施工等外部环境变化出现下列情况，可降低沉降变形观测频次：（1） 冬休期。（2） 填筑或堆载暂停超过10天。水平位移观测频次应符合下列规定：（1） 填筑或堆载过程中，每天观测1次。（2） 填筑或堆载暂停期间，每2d观测1次，稳定后停止观测。（3） 堆载或堆载完成后，每2d观测1次，稳定后停止观测。（4） 路基沉降水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，观

30、测断面间距大于等于100m时，铁路工程路基、涵洞沉降变形水准观测路线宜按图2-1进行；观测断面间距小于100m时，可按图2-2进行：图2-1 沉降观测点位布设及水准路线观测示意图图2-2 沉降观测点位布设及水准路线观测示意图过渡段沉降观测实施过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估，桥涵两端的过渡段及堑堤过渡段均需进行沉降观测。过渡段工后沉降的分析评估应沿线路方向考虑各观测断面和各种结构物之间的关系综合进行。对线路不同下部基础结构物之间，以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，应重点分析评估其差异沉降。图2-3 路桥间过渡段观测断面设置示意图图2-4 路堤与横向结构物（涵洞）之间过渡段观测断面设置示意图沉降观测装置的具体埋设位置应符合设计要求，且埋设稳定。观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。 路堤