泰州大桥上部结构施工测量方案.docx
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泰州大桥上部结构施工测量方案
2.2施工测量
2.2.1施工控制网复核
我部将按业主提供的首级施工控制网及加密网，配置测量专业人员及测量仪器设备，对首级施工控制网及加密网进行检测。
随着工程不断地进展，在以后的施工中定期对首级施工控制网和加密网中全部或部分网点进行检测，两次检测时间不超过一年。
首级平面施工控制网采用GPS（徕卡S530）卫星定位静态测量方法，按《全球定位系统（GPS）测量规范》中的B级和C级GPS网测量精度进行复测；高程采用精密水准仪（徕卡NA2）几何水准测量方法，并布设成水准网（图未示），按《工程测量规范》二等水准要求进行水准复测。
其平面精度为：
相对中误差≤1/200000；其高程精度为：
每公里全中误差≤±2mm。
满足《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的最高等级平面控制网要求和最高等级高程控制网要求，GPS复测首级平面施工控制网平面示意见图
2.2.2施工加密网建立
根据上构结构施工测量需要布设施工加密控制网点，加密网点布设在南、中、北塔下横梁、塔顶，其中每个下横梁上布设两个控制点，塔顶上控制点只能在气温稳定并且无强日照情况下使用，便于轴线测量及索鞍测量。
在钢箱梁吊装施工前在各塔上、下游人洞口（高于人洞口一定高度）布设控制点。
在一级GPS施工加密控制网点基础上，采用高精度徕卡TC1800全站仪，按《工程测量规范》三等导线的主要技术要求进行再加密或按《公路全球定位系统（GPS）测量规范》（JTJ/T066-98）中的二级GPS控制网相关要求进行再加密，其高程测量采用全站仪三角高程对向观测或精密水准仪几何水准测量法逐墩联测，以确保大桥施工平面和高程控制的精度。
桥梁下部结构施工时的其它加密点采用不低于国家三等水准测量精度进行全桥高程贯通测量。
定期检测施工加密网。
施工加密网检测时间最长不超过6个月，并将施工加密控制网检测成果上报监理工程师审核。
2.2.3主要工序施工测量
上部结构主要施工工序有：
索鞍安装，猫道安装，主缆架设，钢箱梁吊装。
各部安装对测量控制方法和控制精度提出不同要求。
2.2.3.1主索鞍、散索鞍安装测量
（1）主索鞍安装测量
主索鞍施工工艺流程：
格栅垫块调平→格栅安装→测量放线→主索鞍纵移至起吊位置→试吊→起吊→纵移→落位→调整位置→主索起吊其他组件→组件连接。
测量放线：
格栅垫块调平采用NA2自动安平水准仪进行测量。
要求平整度控制在0.5mm/平面。
安装格栅之后，精确测量塔顶轴线是保证主索鞍安装位置准确的前提条件。
选择在天气好并且气温稳定的夜间测量放线，通过几天观测，最终在塔顶上下游放出纵横轴线。
主索鞍安装轴线均以塔顶放样的轴线为控制线，以消除温度和天气变化对塔位的影响。
主索鞍安装实测项目见表2.2-1。
主索鞍安装实测项目表表2.2-1
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1
最终轴线偏位（㎜）
横桥向
10
全站仪；
2
顺桥向
符合设计要求
每鞍横顺桥向各2点
3
2
四角高差（㎜）
2
水准仪；每鞍4个角点
2
3
顶面高程（㎜）
+20，-0
全站仪；每鞍1处
3
（2）散索鞍安装测量
散索鞍预埋件安装：
底板位于散索鞍墩斜顶面上，采用塔吊安装。
底板的平面定位采用全站仪进行，先将底板的纵横方向的轴线精确测量放样，并弹墨线为记；然后在斜面上测放出设计所定的理论底板轴线，并做好标记。
然后在标记处焊上限位装置。
底板下四角设置调整标高的底架，用千斤顶将其标高调到设计位置。
再调一次轴线位置，反复两次将底板的平面位置和标高调到设计位置。
散索鞍安装精度主要由底板安装精度来确定。
散索鞍安装实测项目见表2.2-2。
散索鞍安装实测项目表表2.2-2
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1△
底板轴线纵、横向偏位（㎜）
5
全站仪；每鞍纵横向各2点
3
2
底板中心高差（㎜）
±5
全站仪或水准仪；每鞍4点
2
3
底板扭转（㎜）
2
全站仪或钢尺；每鞍2点
2
4△
散索鞍竖向倾斜角（′）
符合设计计要求
全站仪；每鞍2点
2
5
鞍座基线扭转（㎜）
1
全站仪或钢尺；每鞍纵横向各2点
1
2.2.3.2猫道承重索安装测量
猫道线形的调整主要目的是调整钢丝绳计算长度与实际长度产生的偏差。
猫道承重索调整分为相对高程调整和绝对高程调整。
绝对高程调整是调整整个猫道线形的高程。
完成猫道面层铺装以后，逐一紧固猫道上横向连接型钢的工作卡，利用千斤顶调整南、北锚猫梁与猫道预埋件的螺纹拉杆的位置来达到设计规定的垂度要求。
绝对高程还将在使用过程中，根据猫道垂度的变化情况不定时调整。
相对标高调整是选择温度稳定无风的夜间对上下游猫道共16根承重索的垂度进行逐一测量，测出各承重索的实际垂度和设计垂度的差值，根据弧长与垂度的关系计算每根承重索的弧长调整值。
其顺序为先中跨后边跨。
方法为在一控制点上架设全站仪，根据要测点相对控制点的夹角和天顶角测量调整就位，即α和β角进行控制。
如图2.2-1所示：
图2.2-1猫道承重索放样示意图
2.2.3.3主缆索股架设测量
（1）主缆索股绝对垂度调整测量
主缆由基准索股和一般索股组成，而基准索股是一般索股调整的基础。
基准索股线形控制就是索股架设时，对基准索股的各跨跨中绝对标高及锚跨张力的控制。
因此，必须选定好基准索股和监控好基准索股。
基准索股选定的原则：
索股处于相对自由状态，便于测量其它索股；根据需要可选择两至三根基准索股，每根基准索股管理一定数量的一般索股。
测定项目：
形状测定包括跨长、塔顶标高及偏位、主索鞍预偏量、主缆垂度标高、散索鞍移动量；温度测定包括外界温度、索股温度测定，可用接触式温度计进行。
基准索股的绝对标高控制采用三角高程测量法。
根据由测站向照准点所观测的垂直角（或天顶角）和它们之间的水平距离，计算出照准点与测站点间的高差。
（如图2.2-2）
全站仪置于Wi点（Wi点已知，且至少两点），反光镜置于ZSi0基准索股上，测得ZSi0的高程，其标高计算公式如下：
HZSiOi=HWi+SDi×tgαZSioi＋[（1-k）/（2R）]×S2Di＋hi-hi＇
式中:
HWi————Wi的高程。
SDi————测站至反光镜的水平距离。
αZSioi————ZSioi基准索股的垂直角。
k————大气折光系数。
R————地球半径。
hi————仪器高。
hi＇————反光棱镜高。
说明：
A：
为全站仪B：
为反光棱镜
图2.2-2基准索三角高程测量示意图
在两岸架设全站仪测量ZSio的高程，则有：
Hzsio=（Hzsio1+Hzsio2）/2
中跨和边跨中点垂度的三角高程测量，按四等三角测量的精度要求施测，相应测量的测回数及其主要限差如表2.2-3。
三等高程测量的主要技术指标表2.2-3
等级
仪器等级
施测方法
竖角中丝法测回数
指标差较差
垂直角较差
四等
一级
单程
3
3s
7s
垂度调整方法，先跨中后边跨的顺序。
根据上述测量结果，计算出索股绝对垂度调整量。
首先计算出中跨索股调整量。
选一侧塔顶索股为固定端，将索股位置标志与鞍座中心标志重合并固定。
在可动侧塔顶索鞍、散索鞍部位安装调整装置，在调整跨内移动索股；引进索股锚头调整装置，选用与调整量相当的垫片，放松索股锚头调整装置。
调整工作不是一次做完，而是把调整量分成数份相应垫片量，同时观察索股的移动量和垂度变化量。
调整完的索股，在塔顶鞍座内在索股上作出标记（为确定在边跨的垂度调整到上面的索股时，索股是否有移动），然后在各塔顶鞍座部位临时固定索股。
中跨垂度调整完了以后，进行形状计测，算出边跨垂度调整量。
在边跨内移动索股，调整垂度与中跨基本相同。
（2）主索相对垂度调整方法
对基准索股以外的索股进行调整是根据与基准索股的相对高度决定调整量，同时进行基准索股和被调索股的温差管理。
采用水准尺相对标高测量法。
其工作原理是利用同一水平线等高原理。
在索股的垂度控制过程中，由于自然条件干扰因素多，如风的作用、气温的剧变等，均会给测量带来不定的影响，因此，需要选择气温稳定、风小的时段进行此项工作。
主缆架设实测项目见表2.2-4。
主缆架设实测项目表表2.2-4
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1△
索股标高（㎜）
基准
中跨跨中
符合设计要求
全站仪；跨中
3
边跨跨中
设计未要求，中跨±L/20000，边跨±L/1000
上下游各1点
2△
上、下游高差
10
全站仪或连通管水准；1处
2
3△
一般索股相对于基准索股
0,+5
专用卡尺；跨中逐个索股
2
4△
架设后锚跨索股力偏差（%）
符合设计要求
测力计读数与锚头移量双控；逐个索股
2
5△
主缆空隙率（%）
±2
量直径和周长后计算；索夹处和两索夹之间
2
6
主缆直径不园度和设计直径之比（%）
2
紧缆后横竖直径之差，与设计直径相比；两索夹间1点
1
2.2.3.4索夹位置放样
主缆施工完成后，先实测出主缆的线形、南北塔塔顶的里程、南北塔间间距（跨径）、索鞍的预偏量等，为索夹位置的监控计算和测量放样提供一组初始数据。
索夹位置的测量放样，采用全站仪极坐标方法进行。
索夹位置测量放样的数据计算包括两方面的内容：
一是计算吊索中心线和主缆中心线在空缆线形下的坐标，二是吊索中心线与主缆的天顶线交的坐标计算，三次是计算各个索夹的中心线到其两端的距离，对不同位置的索夹，计算出的放样数据不同。
索夹放样示意见图2.2-3。
L1=A+R×tgα；L2=A-R×tgα
式中：
A-索夹销轴中心线与主线轴线交叉点到索夹两端的距离（即索夹中心到两端的距离）；
α-空缆状态下索夹位置的水平倾角；
R-空缆半径；
L1、L2-索夹销轴中心线与天顶线交点到索夹两端的距离。
图2.2-3索夹放样示意图
施测时，测站点和后视点均设置在塔顶，测量放样的时间选择在风小和夜间温度稳定的时候进行，因为夜间主缆的顺桥向和横桥向温度、主缆的内外温度以及上下游主缆间的温度差较小，主缆不发生扭转。
由于索夹数量较多，需用多次完成，因而放样时应量测空气温度和主缆表面温度，并尽量在温度基本相同的条件下进行索夹放样。
2.2.3.5钢箱梁吊装测量
对锚碇、索塔的中心位置和顶面高程、主索鞍、散索鞍的中心位置等进行观测，复测成果和钢箱梁安装测量方案报监理工程师批准后方可进行安装。
其定位方法为：
钢箱梁起吊到桥面与前一箱梁利用连接复板初步匹配后后，进行测量，复核其桥轴线位置（钢箱梁制作过程中在其面板上作有永久测量标记点），并且精确测量其两端高程标记点的相对高程，进行精确匹配。
在温度稳定的夜间对钢箱梁进行调整工作，测定钢箱梁的设计顶面标高，以全站仪三角高程法直接实测，并对偏差进行调整。
同一节段上下游侧缆索处高差及后几节段的高程用全站仪（关闭自动补偿器）或者经纬仪测量，因桥面的晃动大，不采用带自动安平的精密水准仪测量其高差。
减少钢箱梁在调整过程中的晃动对测量的影响。
拆除跨缆吊机的吊具，将跨缆吊机纵移至下一节段的吊装位置。
当钢箱梁安装大于六片时，安装节段调整完线形，要对安装节段的前四个节段的标高线形进行复测，并将复测结果上报设计和监控单位，以便在调整下一节段时为其计算做参考依据。
依此类推，直至合龙段。
合龙段，连续选择三天天气条件较好的为准，每隔一小时观测一次合龙段的实际长度及相应的温度，并将结果上报设计及监控单位，经过计算对合龙段钢箱梁进行精加工，并且选定的温度下合龙。
在钢箱梁架设过程中对主缆线型及桥梁线形进行测量，分阶段顶推主索鞍。
全桥合拢后，要对全桥线形、主塔、锚碇主、散索鞍进行测量，根据监控单位计算结果，调整顶推主索鞍，满足桥梁线形。
2.2.4竣工测量
竣工测量是施工测量工作的一项重要内容，是评定和衡量全项施工质量的重要指标，它不仅能准确反映混凝土浇筑后各结构部位定位点的变形情况，为下一步施工提供可靠的参考依据，同时也是编制竣工资料的原始依据。
竣工测量主要内容包括结构物的特征轮廓点及轴线点三维坐标，结构物的断面尺寸、轴线、垂直度。
竣工测量测设方法采用GPS卫星定位法、全站仪三维坐标法以及精密水准仪几何水准测量法。
根据测量成果编制竣工测量资料，并整理、分类归档。
2.2.5施工测量质量技术管理
施工测量放样方法、施工测量方案以及施工放样计算数据经监理工程师审核批准后，方可进行结构物轮廓点、轴线点放样定位。
2.2.5.1测量内业管理
（1）测量队接到技术部门的受控文件、施工图纸以及测量委托单后，方可进行内业计算。
测量部门内部实行校核、复核制；项目部实行技术审核、审批制。
（2）为保证施工测量精度及施工质量，特编制大桥施工测量质量技术管理程序流程图见图2.2.4。
（3）测量资料包括控制点交接验收及复测资料，施工控制网测量及验收资料，施工放样记录、施工偏位及竣工测量记录，沉降观测资料、测量仪器的检定资料等。
（4）所有测量资料均应用不能擦去的墨水书写或打印，所有记录、计算资料均应有校核。
（5）需要报监理工程师审批、备案的测量资料应及时报批、报备。
除监理工程师有特殊要求以外，所有测量资料均应按照质保体系中相应的文件和资料控制程序执行。
2.2.5.2测量外业管理
（1）测量外业作业前，测量人员必须明确测量任务和设计意图。
（2）测量外业作业要认真、仔细、随时检查，做好原始记录，做到测量成果具有可追溯性，原始记录本分类归档保存。
（3）测量外业计算数据、外业观测记录进行100％复核，确保原始记录及计算正确无误。
（4）测量外业实行测量人员观测、记录、前视、后视签名校核制度，并进行自检、互检、专检。
（5）外业放样结束，要做好与施工技术员的交接工作，交接时必须认真填写测量放样定位验收单。
（6）执行前馈控制、阶段控制、跟踪控制的运作理念，工序流程形成相互制约的整体，杜绝任何不符合相关技术规范、标准、操作规程的现象发生，否则不得进入后续工序作业。
2.2.6施工测量安全防护
2.2.6.1测量人员安全防护
施工现场，测量人员戴好安全帽，高空作业拴好安全带，水上作业穿好救生衣，自觉遵守项目部《安全条例》。
2.2.6.2测量仪器安全防护
阳光下以及雨天，测量仪器配备测量专用伞。
严格按照操作规程作业，做好仪器设备的保养、周检、年检工作，并定期对仪器设备的各项性能指标进行检查。
2.2.6.3施工测量控制点保护
在合同执行期间，我部将施工中所有的标桩包括转角桩、中桩、桥梁结构物的起终点、控制点以及监理工程师认为对放样和检验有用的标桩等，进行加固保护，并对水准点、三角网点等树立易于识别的标志。
同时对永久性测量标志进行保护，直至工程竣工验收后，完整地交监理工程师。
测量控制点周围尽量设围护栏并竖立醒目测量标志牌，敬请大家保护，不得破坏，对使用频率较高的测量控制点建立固定的观测墩、观测棚，设立全站仪强制对中装置（观测墩上部加专用金属保护套，并加锁保护）。
2.2.7测量仪器设备、内业平差计算软件配置及测量专业人员设置
2.2.7.1测量仪器、设备配置
主要测量仪器、设备配置见表2.2.5。
表2.2.5主要测量仪器、设备配置表
序号
仪器名称
型号
台（套）数
标称精度
1
双频GPS
徕卡GPS1230
5
静态定位精度：
3mm+0.5ppm；动态定位精度：
10mm+1.0ppm
2
全站仪
徕卡1201
2
测角精度±1.0″；
测距精度±（1mm+2ppm.D）
3
经纬仪
北光TDJ2
2
±2"
4
精密水准仪
徕卡NA2
2
精度：
±0.7mm/km
5
测深仪
SDH-13D
1
精度：
0.4%.H±5cm
2.2.7.2测量内业平差计算软件配置
（1）河海大学研制的《一、二、三维网平差计算与统计检验》软件一套；
（2）中海达海洋测量软件一套；
（3）中海达海洋成图软件一套。
2.2.7.3测量专业人员设置
测量工程师1人，技术员2人，高级测量工4人。
业主交桩（首级施工控制网点）
首级施工控制网复测及成果报验
施工加密控制网点自检并报验
监理工程师复检
编制测量方案、计算放样数据并报验
结构物轴线、特征点放样自检
结构物轴线、特征点放样自检及成果报验
监理工程师复检
结构物施工
结构物竣工测量
结构物竣工验收
测量部门内部实行技术校核、复核制度，项目部实行技术审核、审批制度
施工加密控制网点建立
密
测量人员外业实行观测、记录、前视、后视签名校核制度，并进行自检、互检、专检
图2.2.4测量技术管理流程图
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