導(dǎo)線測(cè)量方案

1、東海大橋標(biāo)墩身、箱梁安裝測(cè)量方案前 言東海大橋西起上海南匯區(qū)的蘆潮港鎮(zhèn)客運(yùn)碼頭往東約4公里南匯咀處，跨越杭州灣北部海域，經(jīng)小烏龜、大烏龜、顆珠山島嶼，直達(dá)浙江省嵊泗縣崎嶇列島的小洋山島，它是上海國(guó)際航運(yùn)中心的集裝箱深水港不可少的配套工程，直接為港區(qū)大量集裝箱陸路集疏運(yùn)需求和港區(qū)供水、供電、通訊等工程服務(wù)。本標(biāo)段招標(biāo)范圍總長(zhǎng)10.99公里，占全橋總長(zhǎng)的40%，分為三段：第一段里程為K15+069K18+219，長(zhǎng)3.15KM。本工程段中心至大橋終端大烏龜島10.745KM，距沈家灣島約22KM。第二段里程為K19+049K24+579，長(zhǎng)5.53KM。本工程段中心至大橋終端大烏龜島5.575KM

2、，距沈家灣島約15KM。第三段里程為K25+079K27+389，長(zhǎng)2.31KM。本工程段中心至大橋終端大烏龜島1.155KM，距沈家灣島約10KM。該海區(qū)流速大，風(fēng)大浪急，氣象、水文、氣候變化復(fù)雜，潮差大，海中間又無天然過渡點(diǎn)，能見度又不夠，其施工測(cè)量的復(fù)雜程度可見一斑。一、標(biāo)箱梁、墩身安裝段控制測(cè)量1.平面控制由東海大橋測(cè)量控制交底文件可知標(biāo)可以利用的共有19個(gè)首級(jí)控制點(diǎn)和首級(jí)加密控制點(diǎn)，其中0001、0002、0003為首級(jí)控制點(diǎn)，位于小洋山上；ly19ly34共16個(gè)點(diǎn)為首級(jí)加密點(diǎn)，位于標(biāo)內(nèi)的承臺(tái)頂面和試樁平臺(tái)上，間隔1KM左右，這些點(diǎn)都是逐步提供給我們的，直接用來作為標(biāo)大橋施工的首級(jí)

3、平面控制。具體分配如下：在K15+069K18+219段內(nèi)，有PM293#、PM307#、PM321#、PM332#、B平臺(tái)上共5個(gè)GPS平高點(diǎn)；在K19+049K24+579段內(nèi)，有PM343#、PM357#、PM371#、PM386#、PM400#、PM414#、C平臺(tái)上共7個(gè)GPS平高點(diǎn)；在K25+079K27+389段內(nèi)，有PM425#、PM 440#、小烏龜、大烏龜上共4個(gè)GPS平高點(diǎn)。由以上我們標(biāo)要求承臺(tái)的施工必須保證這些擬布GPS控制點(diǎn)的承臺(tái)最先竣工，以便業(yè)主布設(shè)控制點(diǎn)，進(jìn)而有利于我標(biāo)段進(jìn)行承臺(tái)軸線的復(fù)測(cè)以及上部結(jié)構(gòu)的施工需要。在墩身箱梁以及橋面鋪設(shè)施工中所需要的控制點(diǎn)，可以利用

4、全站儀通過承臺(tái)的控制點(diǎn)向上傳遞，由于各種影響因素造成不能傳遞的時(shí)候我們必須進(jìn)行GPS靜態(tài)加密控制點(diǎn)。2高程控制由東海大橋測(cè)量控制交底文件可知標(biāo)在進(jìn)行承臺(tái)以上部分施工時(shí)，由于承臺(tái)部分全部施工完畢，業(yè)主委托上海測(cè)繪院提供的全橋精密水準(zhǔn)網(wǎng)就可以建立了，至于承臺(tái)以上部分的施工就有了高程的首級(jí)控制點(diǎn)。充分利用全橋精密水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)和加密臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)供施工需要?？梢砸罁?jù)基準(zhǔn)向上傳遞。但是，在承臺(tái)未施工完畢時(shí)也就是全橋精密水準(zhǔn)未做時(shí)，如何進(jìn)行承臺(tái)以上部分的高程控制是問題關(guān)鍵之所在。小洋山和蘆潮港兩處水準(zhǔn)不閉合，因此現(xiàn)在我們的GPS高程不能作為承臺(tái)以上部分的施工的高程基準(zhǔn)，從而出現(xiàn)技術(shù)上難題。據(jù)2002.9.30業(yè)

5、主主持的測(cè)量會(huì)議精神，強(qiáng)調(diào)我標(biāo)可以從小洋山0001、0002、0003三點(diǎn)引測(cè)高程，近蘆潮港段從上海lyj1、lyj2兩點(diǎn)引測(cè)高程，中間設(shè)1KM調(diào)整段。因此我標(biāo)應(yīng)該可以從小洋山引測(cè)水準(zhǔn)至承臺(tái)，但是遠(yuǎn)離小洋山又無法進(jìn)行水準(zhǔn)傳遞時(shí)，可以利用承臺(tái)GPS高程，待承臺(tái)施工完畢全橋精密水準(zhǔn)貫通后再在支座上調(diào)整達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。3GPS靜態(tài)加密控制點(diǎn)方法概述標(biāo)的施工區(qū)域內(nèi)，可以采用小洋山0001、0002、0003這三個(gè)首級(jí)控制點(diǎn)作為已知點(diǎn)，可在這三個(gè)點(diǎn)的任意兩點(diǎn)上各置一臺(tái)GPS接收機(jī)，在待加密點(diǎn)上置一臺(tái)GPS接收機(jī)，構(gòu)成三角形（GPS接收機(jī)臺(tái)數(shù)即圖形視具體條件而定）進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)完畢后，運(yùn)用GPS平差軟件進(jìn)行

6、約束平差，坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，最終得到加密點(diǎn)所在坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。二、沈家灣場(chǎng)地布置1. 控制測(cè)量部分場(chǎng)地布置平面及高程控制點(diǎn)由業(yè)主提供四個(gè)平高點(diǎn)（位于沈家灣島上），其中平面坐標(biāo)是北京54坐標(biāo)系坐標(biāo)，高程系是國(guó)家85高程系統(tǒng)。由GPS施測(cè)的這四個(gè)平面和高程合一點(diǎn)足以保證整個(gè)場(chǎng)地施工放樣的控制需要。首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)如下表1所示：表1：控制成果表點(diǎn) 號(hào)X坐標(biāo)(M)Y坐標(biāo)(M)高程(M)M13386931.941512067.51341.991M23387073.453511664.83341.310M33386747.046511931.8425.505M43386603.437512076.5684.59

7、5P33386595.350512104.6306.6502.場(chǎng)地布置放樣部分由業(yè)主提供6個(gè)紅線點(diǎn)，場(chǎng)地的布置以紅線為限制，進(jìn)行總體布局。首先依據(jù)控制點(diǎn)進(jìn)行紅線放樣，在實(shí)地標(biāo)出紅線，這就初步定位了布局的輪廓，然后依據(jù)平面布置圖進(jìn)行場(chǎng)地軸線以及碎部放樣在實(shí)地標(biāo)定，從而最終將布置圖反映到實(shí)地位置。具體測(cè)量方法是：在首級(jí)控制點(diǎn)上放樣或者引出轉(zhuǎn)點(diǎn)都是可以達(dá)到的。業(yè)主提供的紅線點(diǎn)坐標(biāo)如下表2：表2：紅線點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)號(hào)X坐標(biāo)(M)Y坐標(biāo)(M)A3387214.190512210.389B3386698.039511912.389C3386556.039512158.340D3387072.190512456.

8、340H13386698.039511572.389H23387039.039511572.389三、出海碼頭施工測(cè)量1.控制測(cè)量部分由沈家灣首級(jí)GPS控制網(wǎng)進(jìn)行加密，在棧橋軸線兩側(cè)海岸上布設(shè)加密點(diǎn)做為棧橋施工的平面控制依據(jù)，由首級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行高程放樣。2.施工測(cè)量部分1)插打斜樁定位： 由于棧橋定位樁涉及到斜樁的定位測(cè)量，在斜樁的插打時(shí)應(yīng)考慮斜樁的傾斜度及水平扭角兩個(gè)因素。斜樁的傾斜度是指傾斜樁在垂直方向的投影與在水平方向線上的投影的比值，一般用n：1來表示；斜樁的平面扭角是指斜樁中心軸線的水平投影與樁排方向間的夾角，常用m來表示。在充分考慮這兩個(gè)因素后，再計(jì)算出定位點(diǎn)坐標(biāo)。斜

9、樁插打難度大，應(yīng)精心控制。東海大橋標(biāo)、標(biāo)箱梁出海碼頭位于沈家灣島，棧橋共164根樁，皆為圓柱樁，最長(zhǎng)47M，最短28M，分為1M直徑樁和1.2M直徑樁。鑒于現(xiàn)場(chǎng)無法建立側(cè)面基線，現(xiàn)擬采用一臺(tái)2秒級(jí)經(jīng)緯儀和兩臺(tái)2秒級(jí)全站儀共三臺(tái)儀器進(jìn)行樁位定位。為簡(jiǎn)化計(jì)算，現(xiàn)根據(jù)業(yè)主提供的沈家灣島上的首級(jí)控制點(diǎn)建立棧橋獨(dú)立坐標(biāo)系進(jìn)行樁位交會(huì)。a.儀器設(shè)備：蔡司THEO 010BTOPCON GTS-602TOPCON GTS-226b.測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo): A（-11.292，180.406，5.820）B（-3.054， 0.128， 4.225）C（4.690， -51.180， 6.025）D（-26.126，8

10、7.995， 5.360）ZD（-5.931，6.938，4.490）c.測(cè)設(shè)方法:測(cè)設(shè)過程：打樁船初步定位、打樁船水平扭角確定.計(jì)算工作：包括圓管樁樁頂中心在即定高程的坐標(biāo)及A、B、C三測(cè)站相應(yīng)的觀測(cè)角及距離,控制標(biāo)高情況下測(cè)站點(diǎn)儀器的角度及距離計(jì)算。d.方案分析：現(xiàn)以2#墩3#樁的測(cè)設(shè)為例對(duì)斜樁插打進(jìn)行方案分析：如圖所示： 其中OP延長(zhǎng)線為箱梁預(yù)制場(chǎng)軸線，P點(diǎn)為箱梁預(yù)制場(chǎng)邊線BC的中點(diǎn)。當(dāng)計(jì)算0.9m高程面上視準(zhǔn)軸切樁邊緣的方位角及豎直角時(shí)，首先要計(jì)算0.9m高程面上樁中心坐標(biāo)及其相對(duì)測(cè)站點(diǎn)的方位角，再進(jìn)一步計(jì)算儀器切樁右（或左）邊緣時(shí)的方位角。上圖中2號(hào)墩3#樁0.9m高程面上樁中心坐標(biāo)

11、為（x,y），其相對(duì)測(cè)站點(diǎn)方位角為：1=arctan（y-Y儀）/（x-X儀） 視準(zhǔn)軸切右邊緣時(shí)情況如下圖所示：其中J=arcsin(R/S平)故方位角為=1+J從圖中可以解出豎直角：=arctan(（H儀-H樁）/S平)（其中S平=，H儀為測(cè)站高程與儀器高度之和（下同），H樁為0.9m(下同)。）現(xiàn)將視線提升一定高度h后新的方位角及豎直角為俯打時(shí)： 仰打時(shí)： 以上計(jì)算公式適用于交會(huì)樁位時(shí)視準(zhǔn)軸切鋼管樁邊緣用，為了控制船的扭角，還要其中一臺(tái)全站儀隨時(shí)控制船的扭向。這部分工作的前序工作是根據(jù)甲板高程計(jì)算甲板上置鏡點(diǎn)的坐標(biāo)，如下圖所示： 其中P點(diǎn)為通常置鏡點(diǎn)，下面我們以該點(diǎn)為例對(duì)控制打樁船扭向的全

12、站儀的計(jì)算工作進(jìn)行分析：設(shè)全站儀測(cè)得甲板高程為H棱，由于船的龍口至樁中心的距離只有兩個(gè)定值，即船上置鏡點(diǎn)P至樁中心距離只有兩個(gè)定值（L仰和L俯），所以該儀器觀測(cè)的置鏡點(diǎn)坐標(biāo)為：俯打時(shí)：(,)仰打時(shí)：上兩個(gè)公式中h為打樁船甲板上置鏡點(diǎn)高程相對(duì)0.9m高程面的高差， L仰=21.97m，L俯=19.15m。以上計(jì)算中并未考慮到鋼管樁傾斜后某一高程面對(duì)其所截圖形為橢圓而并非圓，橢圓長(zhǎng)半軸與短半軸（等于圓管樁半徑）之差究竟對(duì)觀測(cè)有多大影響，現(xiàn)作如下分析：因?yàn)樗械臉秲A斜度皆為4：1，所以樁傾角的正切值為4，橢圓長(zhǎng)半軸與短半軸關(guān)系為：L長(zhǎng)=L短/sin即 =R長(zhǎng)-R短=R（1/sin-1）=R短（/4-

13、1）沈家灣箱梁出海碼頭鋼管樁最大直徑為1.2m，故 max=0.6×(/4-1)=1.85cm在插打鋼管樁時(shí)此差別可以不予考慮，即將橢圓看作圓來進(jìn)行樁位交會(huì)。由于海水水位變化較大，給測(cè)量工作帶來很多不可預(yù)見的重復(fù)計(jì)算，故在交會(huì)工作中，先用全站儀測(cè)量出要交會(huì)定位的高程面的高程。2)樁頂以上部位測(cè)放：平面點(diǎn)位運(yùn)用全站儀進(jìn)行，測(cè)放其十字線以及碎部尺寸。水平儀引測(cè)高程。鋼梁架設(shè)按照放好的十字軸線進(jìn)行放置。四、墩身施工測(cè)量東海大橋標(biāo)共有156座橋墩，共有312個(gè)墩身，分別為低中高三種斷面形式的空心墩。墩身采用陸地預(yù)制，海上安裝。墩身施工測(cè)量方法如下：1.墩身預(yù)制測(cè)量1)預(yù)制準(zhǔn)備由于采用陸地預(yù)制

14、，為保證墩身質(zhì)量，首先必須保證墩身預(yù)制質(zhì)量。所以首先要做好臺(tái)座的測(cè)量工作。臺(tái)座主要要控制好其平面軸線，平面尺寸和平整度。在墩身預(yù)制場(chǎng)地地基強(qiáng)夯處理之后，按照?qǐng)龅夭贾脠D的要求布置每只臺(tái)座。用經(jīng)緯儀放出每只臺(tái)座的十字軸線，根據(jù)軸線拼裝臺(tái)座擴(kuò)大基礎(chǔ)模板，用水準(zhǔn)儀控制基礎(chǔ)頂面和預(yù)埋板的標(biāo)高，并拉尺檢查預(yù)埋板的位置。待基礎(chǔ)達(dá)到強(qiáng)度后，再用經(jīng)緯儀將十字軸線恢復(fù)到基礎(chǔ)頂面，做上標(biāo)記。鋼結(jié)構(gòu)臺(tái)座到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之后，按照軸線就位焊接。用水準(zhǔn)儀控制好臺(tái)座頂面的標(biāo)高和平整度，用鉛垂線控制各側(cè)面豎直度。2)墩身模板檢查墩身采用新制鋼模，除頂節(jié)外模外在模板組裝場(chǎng)內(nèi)組拼成整體。鋼筋扎綁前，先于臺(tái)座中安裝內(nèi)模，這時(shí)檢查其尺寸并用

15、垂線檢查內(nèi)模垂直度；外模安裝完畢后檢查其上口尺寸和傾斜度，滿足要求后在模板內(nèi)標(biāo)定出高程標(biāo)記。3）墩身預(yù)制模板質(zhì)量控制要求模板標(biāo)高 ± 10mm模板內(nèi)部尺寸 ±20mm模板軸線偏差 10mm模板表面平整度 5mm4）墩身竣工墩身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度拆模后，用油漆標(biāo)定出墩身上下口兩方向的中心位置，作為安裝的準(zhǔn)備。同時(shí)，對(duì)其上下口斷面尺寸和表面平整度、垂直度進(jìn)行竣工，并做好相關(guān)記錄。5）墩身預(yù)制臺(tái)座在預(yù)制完一定數(shù)量的墩身節(jié)段后，須對(duì)其尺寸、位置、平整度進(jìn)行檢查，以滿足繼續(xù)生產(chǎn)的要求。2.墩身安裝測(cè)量1)安裝準(zhǔn)備根據(jù)控制測(cè)量的結(jié)果，由承臺(tái)控制點(diǎn)用全站儀測(cè)放出橋中線和墩中線，標(biāo)定出墩身

16、節(jié)段安裝位置。根據(jù)十字軸線檢查底節(jié)段墩身支承點(diǎn)的位置和高程。支承點(diǎn)位置安放扁千斤頂支承點(diǎn)，支承點(diǎn)設(shè)置要求準(zhǔn)確。用水準(zhǔn)儀控制預(yù)留短柱頂面的標(biāo)高，必須確保四點(diǎn)的標(biāo)高一致并符合設(shè)計(jì)要求。清除短柱及中間混凝土支柱頂面污物，將墩身下落導(dǎo)向架利用經(jīng)緯儀控制，精確對(duì)位，并與承臺(tái)上的預(yù)埋件焊接，在導(dǎo)向架上安裝墩身縱橫向調(diào)整裝置，以保證墩身能正確就位。2)墩身安裝墩身吊裝于指定的承臺(tái)位置，基本就位后，首先檢查一下垂直度，以利于下步精確就位，然后依靠導(dǎo)向架實(shí)現(xiàn)墩身正確到位。這時(shí)，可于臨近承臺(tái)頂墩身側(cè)邊線位置上置經(jīng)緯儀，對(duì)準(zhǔn)墩身側(cè)面設(shè)計(jì)位置，指導(dǎo)墩身就位，并隨時(shí)觀測(cè)其垂直度。同時(shí)，觀測(cè)承臺(tái)頂面所做十字軸線與墩身節(jié)段

17、底部所做的四個(gè)中心標(biāo)記是否吻合，利用導(dǎo)向裝置調(diào)整，直到滿足要求。用垂線或經(jīng)緯儀檢查其垂直度，利用扁千斤頂調(diào)節(jié)，直到滿足要求為止。兩項(xiàng)工作交替進(jìn)行，反復(fù)調(diào)節(jié)。以上兩項(xiàng)工作完成后，利用經(jīng)緯儀校點(diǎn)將十字軸線傳遞至節(jié)段頂面。橋中心線方向可在臨近承臺(tái)頂面墩中心線位置上置儀器，里程方向可在墩身側(cè)邊位置延長(zhǎng)線上置儀器。此時(shí)，墩身上口所做中心標(biāo)記應(yīng)該在橋墩十字軸線位置上。如果出現(xiàn)偏差，復(fù)檢，并綜合分析原因然后進(jìn)行調(diào)整，再用水準(zhǔn)儀檢查標(biāo)高，滿足要求之后，將墩身上的預(yù)埋鋼板與短柱預(yù)埋鋼板焊接牢固，并拆除導(dǎo)向裝置。拆除前后置儀器監(jiān)控墩身位置有否變化。符合要求后，將上口油漆標(biāo)記用墨線連接標(biāo)定出來，作為上節(jié)段墩身現(xiàn)澆的

18、施工依據(jù)。3.墩身現(xiàn)澆1)墩身位置調(diào)整到位后，安裝墩座模板，澆注墩座濕接縫混凝土，主要控制墩座模板縱橫向中心線與墩身縱橫中心線、承臺(tái)中心線的吻合，相關(guān)尺寸滿足要求后，用水準(zhǔn)儀測(cè)控標(biāo)高。2)墩身現(xiàn)澆節(jié)段施工，內(nèi)模采用勁性骨架支撐，配以組合鋼模板進(jìn)行組拼。其組拼過程參照墩身底節(jié)段頂面的十字軸線，控制好垂度組拼上升。相關(guān)尺寸和垂直度滿足要求后吊裝外模。這時(shí)需要嚴(yán)格控制與墩身預(yù)制部分的接頭處的貼實(shí)和吻合，避免出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。由于預(yù)制外模與現(xiàn)澆外模一致，用經(jīng)緯儀控制好垂直度后可以滿足要求。標(biāo)高用水準(zhǔn)儀配合長(zhǎng)鋼尺測(cè)設(shè)至現(xiàn)澆墩身頂面，做好標(biāo)記。3)現(xiàn)澆部分拆模后，接頭處打磨處理，對(duì)其上口尺寸、軸線位置、標(biāo)高進(jìn)行竣工，并做好相關(guān)記錄。4.現(xiàn)澆或預(yù)制安裝完成后。一定數(shù)量的墩身貫通，全面竣工，恢復(fù)中線，由此進(jìn)行下階段的施工。在墩頂測(cè)放十字線確定支座的位置，指導(dǎo)模板安裝。接下來開始架梁。五、箱梁及橋面系施工測(cè)量東海大橋標(biāo)共有308片箱梁，箱梁采用陸地預(yù)制海上安裝，箱梁施工測(cè)量方法如下：1.梁場(chǎng)施工測(cè)量1)模板檢查（包括底模側(cè)模、端模、內(nèi)模）在立模前應(yīng)首先檢查模板的平整度，采用1米或2米的靠尺多處檢查。底模的檢查采用經(jīng)緯儀控制其軸線并量取