索塔施工测量方案 09018.docx

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索塔施工测量方案09018

重庆市东水门长江大桥

塔索施工测量专项方案

编制：

审核：

批准：

中铁大桥局股份有限公司重庆东水门长江大桥项目部

二〇一一年八月

1.1、设计概况

重庆市东水门长江大桥距上游重庆长江大桥3.86km，距下游朝天门长江大桥3.45km,是联系渝中区和南岸区的过江桥梁。

它南接南岸区南滨路，北接渝中区长滨路。

总长1124.947m，其中主桥长858m，引桥长104m，南岸区路基段长162.9m。

桥式方案主桥布跨为222.5+445+190.5m双塔部分斜拉梁桥。

东水门长江大桥渝中区引桥及接线包含引桥与A、B、C三条匝道，引桥连接主桥与渝中区车行隧道，长104m；A、B、C匝道连接主桥与陕西路、打铜街，A匝道长132.106m，B匝道长151.754m，C匝道长96.731m。

索塔采用天梭形，包括上塔柱、中塔柱、下塔墩，采用C50混凝土。

P1塔塔柱顶高程341.61m，塔底高程169.00m，索塔总高172.61m；其中上塔柱高46.5m，中塔柱高62.5m，下塔墩高63.61m；P2塔塔柱顶高程341.496m，塔底高程179.00m，索塔总高162.249m；其中上塔柱高46.5m，中塔柱高62.5m，下塔墩高53.496m.整个桥塔在横桥向平面内有外、中、内三条轮廓线，每条轮廓线均由圆曲线和直线组合而成。

下塔墩外轮廓为半径308.145m圆曲线，中、上塔柱外轮廓采用斜率为13：

95的直线，中塔柱与下塔墩连接段采用半径108.35m的圆曲线过渡；下塔柱中轮廓线为半径53.581m圆曲线，中、上塔柱中轮廓线为直线，斜率为11.65：

96，在中塔柱与下塔柱连接段采用半径138.763m的圆曲线过渡；下塔柱内轮廓为半径46m的圆曲线，中塔柱内轮廓为半径227m的圆曲线，上塔柱为竖直线，只在塔顶7米处向外与中轮廓相交。

桥塔在桥面处横向最宽为35.0m，塔顶横向宽7.0m，塔底横向宽度P1塔为18.268m，P2塔为23.897m。

主塔纵向宽度塔底为11m，从塔底分叉处到桥面由11m变为9.0m，从桥面以上13米到塔顶由9.0m变为7.5m，按直线变化。

塔柱采用单箱单室结构形式，塔墩采用单箱多室结构形式，塔柱壁厚1.0m，塔墩壁厚2.0m，考虑景观效果，局部作细节处理。

东水门长江大桥的斜拉索通过钢锚箱实现在塔上的锚固，为了适应景观要求，钢锚箱首次采用了外置开放式钢混组合结构。

即在两分离的混凝土塔肢之间，通过钢结构锚固构造与相邻两混凝土塔壁的连接，实现索力的传递。

钢锚箱可主要分成锚固横梁和侧拉板两大部件，锚固横梁直接挂住斜拉索，侧拉板则与锚固横梁焊接，同时通过背侧的剪力栓钉，将锚固横梁传递过来的索力传递到混凝土塔壁上，钢锚箱侧拉板顶、底缘也是节段安装的定位基和参照，均水平设置。

东水门长江大桥每个桥塔共锚固9对永久拉索，相应设置了9节钢锚箱。

对应于斜拉索的单索面，每节钢锚箱均设置共面的两个拉索锚点。

每个锚点均由锚固横梁直接承担索力，而锚固横梁则由两侧的侧拉板组合于一体。

借助于组合后的钢锚箱整体刚度，每对斜拉索间的水平分力能部分在钢锚箱内平衡，其余部分则由侧拉板借助剪力栓钉传至混凝土塔壁。

拉索竖向分力通过侧拉板传到塔壁后，全部由索塔承受。

1.2、施工概述

2、测量人员安排

高级工程师1人，助理工程师2人，高级测工1人，测工1人。

3、施工测量的依据

3.1工程施工测量所依据的技术规范

（1）《工程测量规范》GB50026-2007

（2）《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006

（3）《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91

（4）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2001

（5）《公路全球定位系统（GPS）测量规范》JTJ/T066-98

（6）《精密工程测量规范》GB/T15314-94

（7）《国家三角测量规范》GB/T17942-2000

（8）《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

（9）《公路桥涵工程施工质量检验评定标准》JTGF80/1-2004

（10）《重庆市东水门长江大桥正桥工程施工图设计》第一册

3.2工程施工测量的主要技术要求

本工程施工测量工艺依据《公路桥涵施工技术规范》、《公路桥涵工程施工质量检验评定标准》和《重庆市东水门长江大桥正桥工程施工图设计》编制。

塔段模板的允许偏差和检验方法：

序号

项目

允许偏差

检验方法

1

塔段施工

（1）倾斜度

1/3000H

全站仪

（2）断面尺寸偏差

±20mm

尺量检查

（3）轴线偏差

±20mm

全站仪

（4）塔顶高程偏差

±10mm

全站仪

2

斜拉索

（1）锚固点高程偏差

±2mm

水平仪

（2）锚具轴线偏差

±5mm

全站仪

3

预埋配件

（1）预埋铁件、锚杆孔、通风孔等位置

10mm

全站仪

（2）锚具支承垫板与预留孔道轴线垂直度

1°

角尺检查

4、所用的主要仪器设备

仪器

型号

标称精度

GPS接受机

中海达V30

±（5mm+1ppm*D）

全站仪

LeicaTCR1201

测角1″测距1mm+1.5ppm×D

水准仪

TrimbleDini

0.3mm/km

水准仪

苏一光DSZ2

1.5mm/km

根据控制点与桥台的距离来计算LeicaTCR1201的平面位置测量精度可达到2mm，水准测量精度可以达到1mm。

5、施工控制网的复测

在工程进行正式施工前，应对设计院提供的控制网进行复测，以检验各控制点数据是否正确和点位是否稳固可靠；同时检验控制网的的精度是否满足施工测量的需要；控制点的精度指标是否达到设计精度等级要求。

本次平面控制网的复测采用GPS静态定位方式进行；高程控制网的复测，跨江部分用LeicaTCR1201全站仪和LeicaTCR402,采用光电测距三角高程的方法进行过江联测，岸上部分采用TrimbleDini高精度数字水准仪进行测量。

当复测结果与定测成果的互差小于±2（（m2原+m2复）/2）1/2时，仍采用原定测成果，否则应对原测量成果进行调整和补充测量。

为保证测量放样精度和满足现场施工需要，宜布设局部加密控制网，同时应对控制网进行定期复测，及时了解点位变化情况。

6、工程施工测量前的准备工作

（1）在施工前对设计施工图纸进行复核，根据图纸提供的线路基本数据，验算各桩、墩的平面位置、方向、各细部结构尺寸和高程。

（2）根据工程施工对测量精度的要求，配备相应的仪器设备。

按照鉴定周期送交计量鉴定单位进行鉴定，并定期对仪器进行常规的检验和校正，以保证仪器使用期间的高可靠性。

7、塔柱施工测量

7.1劲性骨架的测量定位

（1）在安装塔柱底节劲性骨架前，根据设计图纸计算出不同标高面上劲性骨架各角点的坐标。

在塔座顶面预埋钢板上放样出各角点标高和位置，作为底节劲性骨架安装的依据。

（2）劲性骨架的平面位置随着标高的变化而变化，安装定位时应先测出每个骨架角点的标高，再根据设计斜率和倾斜方向计算各角点的平面位置。

依据计算坐标调整骨架的平面位置。

因为在调整的过程中骨架的标高和位置都会发生变化，所以在平面位置调整好后应复测标高，直至骨架的平面位置与其所处标高相对应并符合要求为止。

在劲性骨架安装好之后，在骨架上面焊接20钢筋或者工字钢，将墩身对应高程外轮廓截面采用放样的形式放出来，作为主筋绑扎的参考依据。

7.2塔柱主筋框架线放样

塔柱主筋框架线放样即放样竖向钢筋内边框线，确保混凝土保护层厚度，其放样精度要求较高。

采用leicaTCR1201全站仪三维坐标法放样塔柱同截面竖向主筋内边框架线及塔柱截面轴线，测量标志尽可能标志于劲性骨架，便于塔柱竖向主筋分中支立。

7.3塔柱模板测量

劲性骨架安装完毕后，在塔座上放出塔柱底标高,四个轴线点，各模板的接缝点以及每段圆弧模板上分布2个点共计28个点，见图1，作为塔柱模板底口的立模依据。

塔柱模板检查主要是对模板顶的28个测点进行三维坐标测量，待28个点调整好后，直线段相邻角点间绷弦线检查模板线型是否顺直。

在检查A类断面模板时，先测出模板顶28个点的高程，根据实测高程计算出测点在实测高程处的设计平面坐标，然后对各个角点的平面位置进行检查和调整。

外模检查合格后，以外模为基准对内模进行检查和调整，使其结构尺寸满足设计规范要求。

图1A类断面示意图

在检查B类断面时，同样先测出模板顶各个测点的高程，根据实测高程计算出测点在实测高程处的设计平面坐标，然后对各个角点的平面位置进行检查和调整。

外模检查合格后，以外模为基准对内模进行检查和调整，使其结构尺寸满足设计规范要求。

由于B类断面在逐渐缩小，开始阶段半B类断面如图2和图3所示需要检查22个点，随着高程升高，截面变小，圆弧上测点会逐渐减少，原则上保证大约2m一个测点的分布以保证模板形状符合规范要求。

图2半B类断面示意图

图3A大样

7.4塔柱竣工检查

塔柱的竣工检查，先根据实测混凝土顶面标高，计算与之相对应的平面位置坐标，并放样出纵横轴线，以轴线量至各部位尺寸及壁厚。

8、钢锚箱安装及索套管定位校核

在上塔柱测量定位中，精度要求较高的部分就是上塔柱钢锚箱的安装定位。

8.1钢锚箱整体预拼装

为保障钢锚箱整体尺寸精度和螺栓孔重合率，应进行整体预拼装，预拼装节段为5～6个，拼装顺序由下至上，预拼装要在稳固的专用平台上进行。

将楔形胎架用螺栓紧固后置于平台上，用精密水准仪控制胎架的横向高程，将钢锚箱置于胎架上，用钢尺控制左、右端头到中线的半宽尺寸，调整各部尺寸，在胎架的四个角点与钢锚箱之间加入调整垫片进行调整。

调整后夹紧复测，直至水平度合格为止。

检测合格把楔形胎架去除后备用。

图9.2-1钢锚箱单节段测量简图

将底部钢锚箱平稳安置在预拼装专用胎架上，钢锚箱上的横、纵基线分别与胎架的横、纵基线对正，各部尺寸调整合格后将钢锚箱临时固定在胎架上。

将与之相连的钢锚箱吊置在前一节段上，此时应特别注意钢锚箱岸侧和江侧的方向，销钉定位，各部尺寸调整合格后用数个紧固螺栓将两节段钢锚箱固定，使之密贴。

重复以上工艺过程，依次将其它待拼装节段的钢锚箱吊装就位，检测整体尺寸及偏差趋势，做好记录，作为下一轮次预拼装的依据。

留下最上面一个节段作为下一轮次预拼装基础，进行下一轮次的预拼装。

（要保证留下节段的顶面标高，轴线及横、纵基线的位置与原预拼装状态一致）

图9.2-3钢锚箱预拼装效果图

采用精密水准仪及全站仪检测时，要最大限度的减少天气和温差对测量精度的影响。

在塔柱施工过程中对其做变形监测，，根据变形监测的结果来选择合适的测量时段。

在预拼装平台的周围建立测量控制网，用来对预拼装过程中钢锚箱的锚垫板的角度、位置度、钢锚箱的直线度、中心线的重合度进行检测。

8.2平面位置的控制

平面位置控制方法采用全站仪三维坐标法。

高耸建筑物受日照等因素影响，产生扭转。

这就要求现场定位时，必须在一天当中，塔柱出于平衡位置的时段内进行测量，以减小或消除外界因素影响而产生的误差。

为了确定一天当中塔处于平衡位置的时间段，在钢锚箱施工前对塔柱连续48-72小时进行变形监测，找出一天当中塔柱处于平衡位置的时间段，定位应在这个时间段内进行。

但是为了加快施工进度，钢锚箱不可能每次都在这个时间段内吊装，这时，可以通过以下措施来实现钢锚箱的实时定位：

A.在塔柱劲性骨架上设置一转点，转点与当前施工钢锚箱阶段高度度大致相等；

B.在钢锚箱定位前，塔柱处于平衡位置这段时间内，测出转点坐标（x0，y0），转点坐标的测量方法是：

在附近的加密点设全站仪，后视已知控制点，用全站仪三维坐标法直接测量出转点坐标；

C.钢锚箱定位时，在转点设置全站仪，对钢锚箱进行实时定位。

因为转点位于塔顶，受日照等因素影响，可以认为转点与塔顶发生同等的扭转位移，而不论在什么时间内定位，转点坐标都取（x0，y0）这一值。

以后的相邻各节段均是在上一节已安装好的钢锚箱为基准，综合考虑索道管与钢锚箱相对位置误差进行安装。

（2）标高的控制

标高的控制主要是三角高程差分法，以测点附近的高程基准点为高程差分点，按照实时差分原理，进行三角高程传递。

影响单向三角高程传递精度最主要的因素是地球曲率和大气折光改正，从上式可以看出，因为测点和高程差分点距离相差不大，所以此种方法能很好的消除地球曲率和折光改正。

高精度全站仪在斜拉索塔定位过程中，具有实时、快速、直接显示坐标等优点，进行全方位的三维坐标测量。

实际运用过程中利用贯通测量的成果，采用实时差分原理，以消除或减弱大气折光和误差累积等不利因素的影响。

钢框架高程控制：

钢框架高程直接影响到整个钢锚箱高程，因此钢框架控制精度非常高。

控制时采用精密水准仪几何法用传递的高程基准严格控制刚框架的绝对高程和平整度。

钢锚箱高程控制：

第一节钢锚箱安装好后，采用水准仪配钢尺测距法将高程基准引测至第一节钢锚箱顶口附近并做好标志（以后每节如此）。

高程引测好后，用精密水准仪测出钢锚箱四角点的高程，并推算出钢锚箱安装的垂直度。

为了检查钢锚箱绝对高程，每施工5节钢锚箱，用三角高程差分法进行检查。

8.3索导管定位过程中要注意的几个问题

（1）在进行索导管定位时由于索塔砼受到日照、砼内部温度不均、风力等因素影响，上塔柱位置发生随机的变化。

在进行索导管高精度定位时，要选择合适的测量时间，通常在没有日照、没有3级以上大风、并且空气温度及索塔温度变化不大的时段里进行索导管高精度定位。

因此一般情况下宜选择在夜里8点到第二天早上5点进行测量定位作业，以减弱索塔变形对索导管定位精度的影响。

（2）由于索导管定位不可能做到对向观测，因此用三角高程法测8量三维坐标中的高程时，要尽量消除球气差对高程的影响。

具体方法是在主塔墩上设置一个高精度的高程控制点H0，在进行索导管三维测量时，首先测量主塔墩上高程控制点的高程H，计算△

，再利用公式：

用计算所得

值在全站仪里对设置的K值进行修正。

由于索导管定位时视线所通过的大气环境与后视大致相同，可以基本消除球气差对高程测量的影响。

（3）仪器具有的一些机械误差可能会由于时间和温度的变化而变化，因此在进行上塔柱和索导管的定位前要自己调较仪器的双轴补偿纵横向指标差、垂直编码度盘指标差、水平视准差、水平轴倾斜误差等项目。

（4）三维测量的高精度要求棱镜必须正对仪器，且棱镜面应垂直于视线方向。

在对上塔柱和索导管定位时，倾角较大，如果无法准确照准棱镜中心就会严重影响竖直角的观测精度，同时由于仪器测距发射管的相位不均匀性以及飞旋标效应而影响测量精度。

9、质量安全保证措施

（1）在项目总工程师的领导下，制定该项目的施工测量方案，并对参与该项目施工的测量工作人员进行技术交底和技术培训，明确该项目各阶段的施工测量任务、要求和目标。

（2）由测量专业工程师负责该项目的施工测量，严格按照制定的施工测量工艺要求进行施工。

（3）对测量中所使用的数据必须经由两人或两人以上的技术人员相互计算复核。

外业放样作业必须经多人多次重复测量方能采用，以确保测量工作准确无误，外业记录应整洁、完整、规范，并应有相关负责人签字。

（4）施工放样应选择能够满足放样精度要求的控制点和放样方法进行放样工作。

放样过程中测量人员应严格按照工艺要求进行操作。

（5）在每阶段工程开工前，对所有测量人员进行工程技术交底，熟悉施工工序和相应技术的要求。

（6）做好水上作业、高空作业的施工测量安全防范工作，严格按照安全操作规程施工，确保在测量作业过程中人员和仪器设备的安全。