桥梁沉降观测方案.docx

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桥梁沉降观测方案

桥梁沉降观测方案

1、编制依据

铁建设[2006]158号《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》；

铁建设[2006]189号《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》；

《客运专线无碴轨道铁路施工技术指南》TZ216-2007；

铁建设[2007]183号《铁路客运专线竣工验收暂行办法》；

云桂公司工程管理文件汇编；

设计图纸及文件。

2、工程概况

我单位主要负责云桂铁路云南段站前工程五标段内DK573+807～DK598+340段的隧道、桥梁和无碴轨道等工程的施工，区段全长24.533km。

主要工程有六郎隧道、对门山隧道、牛场坪双线大桥、者丘南盘江特大桥。

牛场坪双线大桥全长154.58m,结构为（36+64+40）m现浇连续梁结构。

者丘南盘江特大桥全长704m，为22跨移动模架现浇梁结构。

3、沉降观测的意义

本标段线下、轨道工程设计行车速度目标值均为200km/h，预留250km/h的客专条件，采用双线无碴轨道，正线轨道按一次铺设跨区间无缝线路设计。

无碴轨道对桥梁等线下工程的工后沉降要求非常严格，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无碴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，合理确定无碴轨道的铺设时间，确保云桂铁路的设计目标顺利实现。

4、沉降观测的范围和内容

沉降观测范围是牛场坪双线大桥、者丘南盘江特大桥的所有墩台。

沉降观测的主要内容是按照规定的观测频率测量沉降点在不同时间的高程值，当一个观测周期完成后，对每个沉降点的观测值进行统计分析，并对沉降做出预测。

沉降观测基准网以二等几何水准进行测量，并与勘测二等水准网联测，以便统一高程基准。

进行沉降观测时，以工作基点的高程作为起算数据，利用精密水准仪固定测站和尺号，进行单程重复测量、计算沉降观测点每期观测的高程。

5、组织机构和责任分工

5.1沉降观测组织机构

沉降观测工作实行两级管理。

项目部成立沉降观测领导小组，各分部成立沉降观测测量班。

项目部沉降观测领导小组组长由项目部总工程师担任，小组成员包括项目精测队所有成员及各分部总工；各分部沉降观测测量班由各分部总工及测量负责人负责，分部桥梁专业工程师负责沉降观测的协助工作，各分部沉降观测测量班按照不少于4名专业测量人员配置。

沉降观测组织机构如图一：

5.2职责分工

项目部沉降观测领导小组组长：

总体负责本区段的沉降变形监测

的领导和实施工作。

项目部测量队：

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。

图一

分部总工：

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。

分部测量负责人：

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。

分部桥梁专业工程师：

协助测量班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。

分部桥梁专业工程师：

协助测量班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。

分部测量班：

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。

6、沉降变形的等级和技术要求

根据云桂铁路工程管理办法的规定，云桂铁路线下工程沉降变形监测网的等级按三等进行。

6.1变形测量等级及精度要求

变形测量等级及精度要求见表1。

表1：

变形测量等级及精度要求

变形测量等级

垂直位移测量

水平位移观测

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

±1.0

±0.5

±6.0

说明：

本段不要求进行水平位移观测。

6.2沉降观测网的主要技术要求

沉降观测网的主要技术要求见表2。

表2：

沉降观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

1.0

0.3

0.6

0.8

DS05或DS1型仪器，宜按暂规二等水准测量的技术要求施测

7、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《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》中CPII桩标准执行。

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。

埋设标准按图二执行：

图二

工作基点埋设位置、方向按图三执行。

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。

示意图如图四。

观测自基准网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3、4、5所示标准：

表3：

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

≤1.0

≤2.0

6

4

4

——

表4：

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

DS1

≤50

≤1.0

≤3.0

下丝读数

≥0.3

DS05

≤60

表5：

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

0.01

0.1

0.01

0.01

0.1

0.1

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

沉降观测点主要分为两种形式：

一种是承台观测标，一种是墩身观测标。

承台观测标主要作用是作为首次观测的观测点，为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。

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XXXX号墩承台标-1、XXXX号墩承台标-2（XXXX为桥墩编号），其中XXXX号墩承台标-1设置于底层承台左侧小里程角上；XXXX号墩承台标-2设置于底层承台右侧大里程角上。

承台观测标的埋设标准按图五执行，文字正对线路前进方向：

8.2墩身观测标的布置

墩身观测标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右，每个桥墩埋设2个观测标，编号为XXXX号墩墩身标-3、XXXX号墩墩身标-4（XXXX表示桥墩编号，-3、-4接承台观测标编号），其中XXXX号墩墩身标-3观测标设置在面向工作基点的墩身前或后面的左侧，XXXX号墩墩身标-4观测标设置在墩身的右侧面。

观测标采用φ14mm不锈钢螺栓，埋设标准如图六：

9、沉降观测的实施

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。

观测标的构造按图七执行

遇到风太大不能稳定水准尺时，应停止观测作业。

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。

在观测期内，基础沉降实测值超过设计值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。

9.1沉降观测的精度及控制标准

9.1.1沉降观测的精度要求

沉降观测基准网的精度为±1mm，读数取位至0.01mm。

观测中严格执行国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）有关规定，并应满足下表8的指标要求。

表8：

沉降观测基准网精度要求

等级

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）

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）

三等

±1.0

±0.5

1.0

0.3

0.6

0.8

无砟轨道桥涵沉降控制标准

对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：

墩台均匀沉降量：

对于无砟桥面桥梁≤20mm。

静定结构相邻墩台沉降量之差：

对于无砟桥面桥梁≤5mm。

9.2对沉降观测值的修正

由于工作基点距离施工影响范围近，不能保证工作基点的稳定，因此，每隔3-6个月（或施工工况发生较大变化后），需对变形监测网进行复测，并通过假设检验确定水准基点和工作基点的稳定性。

并利用稳定的水准基点，对基准网进行平差，确保变形监测期内高程基准的统一。

如果在两次复测期间，发现工作基点有明显变形，应对工作基点和变形监测点的各期实测高程按时间内插法进行修正。

具体做法如下：

对发生明显变形的工作基点，设前后两期复测的时刻为T1和T2，实测工作基点的高程为H1和H2，对某一变形监测点i进行监测的时刻为T，实测高差为hiT，则该变形监测点的实测高程HiT应按如下内差公式求得：

9.3沉降观测的人员组成及测量资质

我分部沉降观测人员按照不少于四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真实性，项目部精测队对分部的沉降观测工作进行检查、指导。

沉降观测主要负责人见表10。

表10：

沉降观测责任分工表

姓名

职务

负责内容

联系5126976261方式

备注

范登云

项目部总工

总体负责

项目部

郭奇峰

项目部副总工

总体负责方案编制、实施

项目部

田增辉

精测队队长

总体负责方案编制、实施

项目部

苏彦喜

二分部总工

总体负责二分部

二分部

田克强

二分部副总工

检查指导分部方案实施

二分部

夏斯伟

二分部工程部长

负责分部方案编制、实施

二分部

李满义

二分部测量队长

负责分部方案编制、实施

二分部

冯兴华

二分部测量队

负责牛场坪双线大桥

二分部

涂成明

二分部测量队

负责牛场坪双线大桥

二分部

季晶晶

二分部测量队

负责者丘南盘江特大桥

二分部

樊正国

二分部测量队

负责者丘南盘江特大桥

二分部

陈高远

二分部测量队

负责者丘南盘江特大桥

二分部

9.4沉降观测的仪器设备

全区段沉降观测统一使用天宝DINI12T型电子水准仪，仪器标称精度为每公里高差中误差0.3mm。

仪器使用前必须经过具备相应检定资质部门的检定，使用时必须在检定有效期内。

9.5沉降观测的频率

每个桥墩从承台施工后，就要开始进行首次沉降观测。

以后每阶段的沉降观测，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。

沉降观测的频率按表9要求的时间间隔进行观测：

表9：

沉降观测频率

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期（/周）

墩台施工期间

/

/

设置观测点、进行首次观测

墩台施工完成至预制梁架设前或现浇梁制梁前

全程

1次/周

预制

梁桥

预制梁架设

全程

架梁前后各一次

附属设施施工

全程

荷载变化前后各一次或1次/周

现浇

梁桥

梁体施工期间

全程

施工起止各一次

附属设施施工

全程

荷载变化前后各一次

桥梁架设完成至

无碴轨道铺设前

≥6个月

1次/周

对岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月

架桥机（运梁车）通过期间

全程

运梁前和运梁后各1次

无碴轨道铺设期间

全程

1次/天

无碴轨道铺设完成后

24个月

0～3个月

1次/月

工后沉降长期观测

4～12个月

1次/3月

13～24个月

1次/6个月

9.6沉降观测的注意事项

9.6.1观测期间应对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞、人为因素的破坏等，观测标位置应做醒目标志等措施以保证观测标的长期功能及安全要求。

9.6.2沉降观测应按照规定时间和频次要求严格执行，并定期复测避免沉降异常。

9.6.3观测数据中应将各施工工况标识清楚，避免数据分析时造成误判，如桥墩完成、架梁、桥面恒载施工等。

9.6.4加强对观测标的定期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情况时应及时利用相临标志的最近一期高程值恢复。

9.6.5无砟轨道铺设前可根据具体情况适当增加观测频次，为无砟轨道铺设条件的评估提供数据支持。

9.6.6每次观测前，对所使用的仪器和设备，应进行检验校正，并保留检验记录。

9.6.7随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，不得中途停止。

9.6.8每次变形观测时，宜符合下列规定：

1采用相同的图形或观测路线和观测方法；

2使用同一仪器和设备；

3固定观测人员；

4在基本相同的环境和观测条件下工作。

10、沉降观测的资料整理

各分部要按照观测时间要求，及时进行沉降观测。

观测数据按照

统一格式填写，所有测试数据必须真实准确，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；观测、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，填写统一表格。

以书面及Excel电子表格两种形式同时报送局指测量队。

观测数据按照统一格式（详见附件：

沉降观测记录手簿格式）填

写，每月将采集的数据进行整理，其格式详见附件：

桥梁墩台沉降观测汇总表。

观测数据要求结合施工过程，详细记录各个施工节点前后的观测数据。

如架梁时间、轨道板铺板时间及铺轨时间。

根据观测资料，及时绘制每个观测标志的荷载—时间—沉降曲线图。

11、沉降观测的评估

分析评估以前，应收集整理以下资料：

桥墩沉降及变形观测资料；

桥墩地段线路纵断面图、工程地质纵横断面图、桥墩设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料；

施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料；施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。

11.1评估方法

11.1.1数据处理

每期观测以工作基点为起算点，对每个沉降点进行测量、计算，得出变形点的高程成果，并与首期高程成果比较，得出各变形点的沉降量，提供给有关部门或人员，进行沉降变形分析。

11.1.1.1单一墩台

对于单一墩台的观测数据分以下四个阶段进行归纳、分析：

架梁之前、架梁后至铺设二期恒载前、铺设二期恒载后至钢轨锁定前、钢轨锁定以后。

11.1.1.2区段分析

对于一座桥不仅要控制每个墩台的沉降，同时也要控制相邻桥墩的不均匀沉降，从而得出全桥的整体分析。

11.1.2评估分析

桥涵沉降预测常采用曲线回归。

对于预制桥梁，基础沉降应按桥墩混凝土施工后、架梁前及架梁后三个阶段进行；对于原位施工的桥梁，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分为基础施工完成—桥墩完成、架梁前后、架梁后至铺设钢轨之前、铺设钢轨至钢轨锁定之前、钢轨锁定之后至正式运营之前、正式运营之后等多个阶段。

11.2评估判定标准

评估的基础沉降应满足《客运专线铁路无砟轨道铁路设计指南》的要求。

桥梁基础沉降分析评估应采用曲线回归法。

根据桥梁实际荷载情况及观测数据，作回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势。

曲线回归的相关系数应不低于0.92。

首次回归分析时，观测期不少于桥梁主体工程完工后三个月；对于桩基位于良好地质的桥墩，不应少于一个月；两次回归结果预测的最终沉降差值不大于8mm。

桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：

s（t）/s（t=∞）≥75%

式中：

S（t）——预测时的的沉降观测值。

S（t=∞）——预测的最终沉降值。

（1）利用收集的观测数据绘制每个测点的沉降—时间曲线图及沉降速率图。

（2）采用曲线回归法对上述图表进行回归演算，预测工后沉降值及变化规律。

（3）根据实测沉降观测资料推算的工后沉降应符合下列标准：

桥墩台均匀沉降量≤20mm；

相邻墩台沉降量之差≤5mm；

（4）设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜大于10mm。

12、本方案执行的主要标准

1.《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）。

2.《铁路客运专线竣工验收暂行办法》（铁建设[2007]183号）。

3.《客运专线无砟轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）。

4.《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）。

5.《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）。

6.《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-99）。

7.建设单位有关管理规定。

13、附件

二等水准测量观测记录手薄

沉降观测基准网计算成果表

桥梁墩台沉降观测汇总表

二等水准测量观测记录手薄

仪器型号:

天气:

呈象:

测站编号

后视距

前视距

方向及点号

标尺读数

读数中数

高差

备注

视距差

∑d

读1

读2

观测:

记录:

复核:

时间:

沉降观测基准网计算成果表

基准网编号：

标段：

点号

观测高差

测距

高差改正数

高程

备注

辅助计算：

计算：

复核：

日期：

桥梁墩台沉降观测汇总表

桥梁名称＿＿＿＿＿桥梁起止里程＿＿＿＿＿

观测时间

XXXX号墩承台标-1

XXXX号墩承台标-2