桥涵沉降观测作业指导书.docx
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桥涵沉降观测作业指导书
第十二章桥涵沉降变形观测作业指导书
1、适用范围
适用于中铁十局云桂铁路（广西段）YGZQ-1标管段内桥涵沉降变形观测。
2、作业准备
2.1内业技术准备
（1）作业指导书编制后，在沉降观测开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
（2）对施工人员进行书面技术交底需签字并存档。
对参加施工全体人员进行上岗前技术培训。
2.2外业技术准备
（1）在进行外业数据采集时，首先要埋设基准点和进行基准点高程的测量，精度为国家二等水准测量。
（2）在每个基准点的1米范围内，不得有积水，埋设时要注意基础的下沉和偏移，尽量避免埋设在施工范围内。
3、技术要求
沉降观测是一项漫长而又重要的工作，需要有耐性的去调整好每一项工作，从一开始埋设点之记时就需要对全线的结构物所处位置熟悉和掌握布点，在正式观测时，对结构物的测量程序要有周期性的明细，详细画出时间与沉降之间的关系图，熟悉测量规范中沉降观测的规定，在内业资料处理时，要根据结构物的不同而分开处理，并及时向监理和业主单位上报处理结果，以便测量工作顺利进行。
4、施工程序及工艺流程
4.1沉降变形测量程序为：
建立沉降变形观测网→桥梁、涵洞等变形体上埋点→量测记录→资料归档→数据汇总→分析评估
4.2沉降变形观测工艺流程如下：
5、施工要求
5.1桥梁沉降观测点布置要求
（1）桥台观测标应设置在台顶。
测点数量不少于4个，分部设在台帽两侧及背墙两侧。
（2）承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑将不再使用。
承台埋设4个观测标，分别设置于承台4个角上。
（3）墩身观测标埋设为2个，分别埋设于墩身左右两侧，墩身观测标一般设置在墩底部高出地面或常水位0.5米左右的位置；当墩身较矮，架梁之后梁底距离地面净空较底不便于立尺观测时，墩身观测标可转移至对应墩台顶面梁部。
特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。
（4）梁体变形观测点的布设应符合下列规定：
a.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，前3孔梁逐孔设置观测标，以后每30孔梁选择1孔梁设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测；其余现浇梁逐孔设置观测标。
移动模架施工的梁对前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，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。
b.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；连续梁上的观测标，根据不同跨度，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置，3跨以上连续梁中跨中布置点相同。
c.钢架构桥梁每孔设置6个观测标，分别在支点及跨中两侧设置。
d.对大跨度桥梁等特殊结构应由设计单位单独制定变形观测方案，施工单位按照设计方案进行观测。
5.2涵洞沉降观测点布置要求
涵洞自身沉降观测需要在涵洞边墙两侧布置沉降观测点，测点数量不少于6个。
涵顶填土沉降观测参照路基地段沉降观测点布置方式，采用在涵顶线路中心位置埋设板进行观测的方式。
5.3观测要求
5.3.1沉降变形测量等级及精度要求
水准测量的技术标准
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
——
单位：
mm。
水准测量的技术标准
等级
每千米高差全中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪等级
水准尺
观测次数
往返较差
或闭合差
（mm）
附合环线
线路
二等
2
≤400
DS1
因瓦
往返
往返
4
注：
表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。
水准观测主要技术要求
二等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
≥3且≤50
≤1.5
≤6.0
中丝读数
≤2.8且≥0.55
（2）垂直位移监测网建网方式
线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级二等的要求施测，根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网布设方法分为三级：
a.基准点:
要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，同大地测量点的比较，要求具有更高的稳定性，其平面控制点一般应设有强制归心装置。
基准点使用全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点。
b.工作点:
要求这些点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点，同基准点一样，其平面控制点应设有强制归心装置。
工作点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。
加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。
c.沉降变形点:
直接埋设在要测定的沉降变形体上。
点位应设立在能反映沉降变形体变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。
沉降变形点按桥涵等各专业布点要求进行。
监测网由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。
为了验证监测网点的稳定性，应对其进行定期检测。
本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测，定期复测按每半年进行一次，并结合精测网复测进行，按施工工期2年考虑，计复测4次。
对于技术特别复杂、垂直位移监测沉降变形测量等级要求二等及以上的重要桥梁工点，应独立建网。
5.3.3沉降变形测量点的布置要求
沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点。
其布设按下列要求进行：
1、每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。
基准点应选在沉降变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。
2、工作基点应选在比较稳定的位置。
对观测条件较好或观测项目较少的项目，可不设立工作基点，在基准点上直接测量沉降变形观测点。
3、沉降变形观测点应设立在沉降变形体上能反映沉降变形特征的位置。
5.3.4沉降变形监测测量工作基本要求
1、水准基点使用时应作稳定性检查，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。
2、每次观测前，对所用的仪器和设备应进行检验校正，并保留检验记录。
3、每次沉降变形观测时应符合：
（1）严格按水准测量规范的要求施测。
首次观测每个往返测均进行两次读数。
（2）参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。
（3）为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，前后视观测最好用同一水平尺，必须按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。
（4）观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。
（5）成像清晰、稳定时再读数。
（6）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。
（7）对工作基点的稳定性要定期检核，在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。
（8）数据计算方法和计算用工作基点一致。
5.3.5沉降变形监测观测具体要求
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DS05或DS1型仪器，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轴的夹角均不超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，并在数据采集自动控制，不满足要求的在现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/T12897-2006）有关要求执行。
观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.0m（光学），≤1.5m（电子）；前后视距累积差≤3.0m（光学），≤6.0m（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≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0mm；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－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：
（1）往测：
奇数站为后－前－前－后
偶数站为前－后－后－前
（2）返测：
奇数站为前－后－后－前
偶数站为后－前－前－后
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20%。
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、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。
8、对于宽度较宽的河、湖水中的沉降测量，按照《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）跨河水准测量要求进行观测。
9、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。
5.4桥涵沉降观测具体方法
5.4.1桥涵沉降观测概况
（1）有砟轨道铺设前，应对桥涵沉降、变形作系统的评估，确认桥涵基础沉降、梁体变形等均符合技术标准要求。
（2）通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、设计计算方法，并根据沉降资料的分析预测总沉降和工后沉降量，进而确定桥梁工后沉降是否满足铺设有砟轨道要求。
（3）根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提出改进措施，以保证桥梁工程的安全；同时积累实体桥梁工程的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。
（4）观测期内，基础沉降实测值超过设计值20%及以上时，应及时查明原因，必要时进行地质核查，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沉降控制措施。
5.4.2桥涵变形控制标准
（1）梁体徐变
梁部变形以预应力混凝土梁的徐变变形为主，轨道铺设后，有砟桥面梁的徐变上拱值不宜大于10mm。
（2）桥梁墩台沉降
桥梁墩台基础的工后沉降量不应超过下列允许值：
墩台均匀沉降量：
≤20mm
静定结构相邻墩台沉降量之差：
≤5mm
（3）框构、旅客地道及涵洞
框构、旅客地道及涵洞的地基为压缩性土地层时，应计算其沉降，铺设有砟轨道时，工后沉降量不应大于相应地段桥梁的控制标准。
5.4.3变形观测方案
（1）观测点布置
为了满足变形观测的需要，需要在梁部、桥墩及承台上设置观测标。
简支梁的一孔梁设置观测标6个；连续梁的一联根据联长的大小设置18～28个观测标；特殊结构桥梁根据施工图纸规定设置观测标；承台观测标为临时观测标，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。
观测标具体埋设原则如下：
a.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30孔选择1孔设置观测标。
其余现浇梁逐孔设置观测标。
移动模架施工的梁，对前三孔进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。
每孔梁设置观测标6个，分别设置在支点、跨中；连续梁上的观测标，根据不同跨度，三孔一联设置18～28个观测标，四孔一联设置32个观测标，分别在支点、跨中及1/4跨中附近设置；特殊结构桥梁根据施工图规定设置观测标。
b.每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。
c.承台观测标分为观测标-1、观测标-2、观测标-3、观测标-4，均设于底层承台上。
埋设位置详见下图所示。
d.桥墩观测标的埋设
观测点原则上应设在墩身上，数量每墩不少于2处。
桥墩标一般设置在墩底高出地面50cm处或水位以上1.0m左右；当墩身较矮梁底距离地面净空较低不足4.0m时，桥墩观测标可设置在对应墩身埋标位置的顶帽上埋设。
特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。
埋设位置详见下图所示。
e.桥台观测标的埋设
观测点原则上应设置在台顶（台帽及背墙顶），数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。
f.每座涵洞均要进行沉降观测，观测标原则上应设在涵洞两侧的帽石上，在涵洞进出口及涵洞中心分别设置，每座涵洞测点数量为6个。
详见下图所示：
g.梁体变形观测标的埋设详见下图所示：
（2）观测标构造
a.梁体沉降变形观测标
观测标采用φ20mm的不锈钢棒，钢棒露出外面部分需要磨圆处理。
见下图所示：
b.墩身沉降变形观测标采用φ14mm不锈钢螺栓。
见下图所示：
（3）观测方法
下部结构的沉降变形观测按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。
对于梁体的变形观测，每孔梁支点之间的梁体变形应以两支点的连线为基准线进行观测计算，由于下部结构沉降变形的影响，该基准线的位置会发生变化，梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方法计算取得，垂直距离差值就是梁体变形量。
5.4.4观测资料要求
（1）桥梁梁体和墩台
桥涵基础沉降和梁体徐变变形的观测精度为±1mm，读数取位至0.1mm。
测量单位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；测试、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有关单位。
（2）框构、旅客地道及涵洞
框构、涵洞的观测数据要求与桥墩台要求一致。
参照桥墩台数据要求。
5.4.5观测频次
（1）梁体徐变变形观测
自梁体预应力张拉开始至有砟轨道铺设前，应系统观测梁体的竖向变形。
预应力张拉前为变形起始点，变形观测的阶段及频次要满足下表要求。
梁体徐变观测频次
观测阶段
观测频次
备注
观测期限
观测周期
梁体施工完成
/
/
设置观测点
预应力张拉期间
全程
张拉前后各1次
测试梁体弹性变形
桥梁附属设施安装
全程
安装前后各1次
测试梁体弹性变形
预应力张拉完成~轨道铺设期间
≥3个月
1次/1、3、5d，后期1次/周
轨道铺设期间
全程
1次/天
轨道铺设完成后
24个月
0-3个月
1次/月
残余徐变变形（长期观测）
4-12个月
1次/3个月
13-24个月
1次/6个月
（2）墩台沉降观测
每个墩台从承台施工后，就要开始进行沉降首次观测，以后根据下表中要求的时间间隔进行观测。
墩台沉降观测频次
观测阶段
观测频次
备注
观测期限
观测周期
墩台基础施工完成
／
／
设置观测点
墩台混凝土施工
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
承台回填时，测点应移至墩身或墩顶
预制梁桥
架梁前
全程
1次/周
预制梁架设
全程
前后各1次
附属设施施工
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
桥位施工桥梁
制梁前
全程
1次/周
上部结构施工中
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
附属设施施工
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
架桥机（运梁车）通过
全程
前后各1次
至少进行2次通过前后的观测
桥梁主体工程完工～轨道铺设前
≥6个月
1次/周
岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月
轨道铺设期间
全程
1次/天
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个月
13～24个月
1次/6个月
（3）涵洞沉降观测
涵洞施工完成后，应系统观测涵洞的沉降。
各阶段观测频次要满足下表要求。
涵洞沉降观测频次
观测阶段
观测频次
备注
观测期限
观测周期
涵洞基础施工完成
/
/
设置观测点
涵洞主体施工完成
全程
荷载变化前后或1次/周
观测点移至边墙两侧
洞顶填土施工
全程
荷载变化前后或1次/周
架桥机（运梁车）通过
全程
前后
至少进行2次通过前后的观测
涵洞完工～轨道铺设前
≥6个月
1次/周
岩石地基的涵洞，一般不宜少于2个月
轨道铺设期间
全程
1次/天
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个月
13～24个月
1次/6个月
涵洞顶填土沉降的观测应与路基沉降观测同步进行。
6、劳动组织
人员配备表
测量负责人
1人
技术主管
1人
技术员
2人
测工
4人
资料员
2人
机械工、普工
5人
具体观测人员配置需根据各个工点结构物的多少实际情况配置。
7、材料要求：
所有观测测试元器件均应在结构物在浇筑混凝土时埋设，桥涵所需的沉降观测标均为不锈钢金属材质，长度和结构形式均符合设计要求。
8、设备机具配置：
根据沉降观测需要每个分部配备两套电子水准仪。
电子水准仪可采用瑞士莱卡DNA03电子水准仪及其配套因瓦尺或天宝DINI03电子水准仪及其配套因瓦尺。
9、质量控制与检验
9.1质量控制
要保证测量质量，首先把好测量仪器关，选用DS05或DS1型等级的水准仪进行观测，专人保管全套测量仪器，定期进行仪器的保养工作。
经常性的对沉降观测人员进行了培训，保证量测按相关标准、要求顺利实施。
9.2检验
（1）使用的观测仪器、元器件的规格和精度应满足设计和监测要求，并经鉴定合格。
（2）沉降监测网和水平位移监测网应定期复测，平差后使用。
（3）监测断面设置应合理，观测元器件埋设应及时规范，观测频率符合设计要求。
（4）施测方法严格按《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）、《高速铁路测量规范》（TB10601-2009）等相关规范执行。
10、安全及环保要求
测量过程中，由于尺子的导电性，测量时必须观察四周有无高压线等带电体，防止人员导电。
需爬高下低时，必须系好安全带，带好安全帽。
沉降观测工作不宜在雨天进行，雨天应注意测量仪器及因瓦尺防雷电。
靠近既有线测量时必须进行安全防护，因瓦尺需进行绝缘处理，并严禁触碰铁路电气设备以致触电。
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