孟加拉國帕德瑪大橋施工測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)淺析

工程施工工程施工孟加拉國帕德瑪大橋施工測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)淺析王佑力中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司，江蘇南京210031摘要：簡(jiǎn)要介紹孟加拉國帕德瑪大橋施工測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)，主要包括大橋控制測(cè)量、斜樁插打和加密控制點(diǎn)測(cè)量以及橋墩結(jié)構(gòu)物施工測(cè)量方法。關(guān)鍵詞：測(cè)量控制；斜樁插打；靜態(tài)加密；墩身施工概述孟加拉國Padma多用途橋梁，位于首都達(dá)卡偏西南約40km處，橫跨Padma河，距印度洋入?？谥本€距離約150km,是連接Mawa與Janjira的主要交通要道。中鐵大橋局股份有限公司孟加拉帕德瑪大橋項(xiàng)目部承建的工程范圍為帕德瑪多用途大橋主橋、公路及部分鐵路引6×(6×150m)+1×(5×150m)的全焊接連續(xù)鋼桁梁，為重點(diǎn)控制工程。帕德瑪全橋共240根①3m鋼斜樁、389根鉆孔灌注樁(①3.0m鉆孔灌注樁24根、φ1.2m鉆孔樁365根)、U型預(yù)制梁438片、14孔38m跨鐵路后張法I型預(yù)制梁84片、150m跨鋼桁梁41孔、主橋公路橋面預(yù)制板3040塊、主橋鐵路橋面預(yù)制板2595塊；混凝土工廠設(shè)2×HZS120型和2×HZS180型各1座、主橋橋面板預(yù)制場(chǎng)1座、引橋上部結(jié)構(gòu)預(yù)制場(chǎng)2座、兩岸碼頭共6座。見主橋平面位置布置詳見圖1如下：1.1平面坐標(biāo)系統(tǒng)項(xiàng)目業(yè)主方提供GPS平面控制點(diǎn)9個(gè)，坐標(biāo)系統(tǒng)為UTMWGS84Zone46N,本項(xiàng)目中央子午線位于90°10′附近，處于46°帶邊緣區(qū)域(中心緯度為東經(jīng)93°),由于UTM投影中央子午線變形系數(shù)為0.9996,經(jīng)計(jì)算本項(xiàng)目投影變形比例為1.00056,點(diǎn)位分布十分凌亂，不能滿足大橋施工要求。如圖2所示。2462019年10月為了滿足大橋施工精度需要，必須消除UTM投影變形，建立了大橋獨(dú)立施工控制網(wǎng)。Padma大橋平面控制網(wǎng)采用高斯投影任意帶，以測(cè)區(qū)中間的經(jīng)線(東經(jīng)90°10′)為中央子午線，建立平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。大橋平面控制網(wǎng)的起算點(diǎn)采標(biāo)系方位角(UTM投影),以主橋軌道頂面平均高程(高程為27m)為投影歸算高程面。大橋獨(dú)立施工控制網(wǎng)共有10個(gè)控制點(diǎn)，完全覆蓋整個(gè)大橋施工區(qū)域。大橋網(wǎng)見圖3制點(diǎn)，完全覆蓋整個(gè)大橋施工區(qū)域。大橋網(wǎng)見圖3高程系統(tǒng)采用孟加拉國PWD高程基準(zhǔn)。以SOB1007、網(wǎng)。南、北岸高程測(cè)量采用電子水準(zhǔn)儀按照二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求，構(gòu)成閉合、附和水準(zhǔn)線路。跨江水準(zhǔn)測(cè)量采用全站儀三角高程測(cè)量和電子水準(zhǔn)儀測(cè)量相結(jié)合的方法?？缃€路長(zhǎng)度6Km,充分利用江中島嶼，分為6個(gè)測(cè)段，精密三角高程測(cè)量視線長(zhǎng)度最長(zhǎng)1.8km,兩臺(tái)全站儀對(duì)向觀測(cè)，雙線過江進(jìn)行測(cè)量。高程網(wǎng)如圖4:鋼樁插打主要采用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)。通過靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)，嚴(yán)密的平差計(jì)算，得出84橢球坐標(biāo)系和工程獨(dú)立坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換七參數(shù)，設(shè)兩個(gè)單機(jī)站，進(jìn)行測(cè)量作業(yè)。每根鋼樁分兩節(jié)制造，單節(jié)長(zhǎng)度超過50～70m,制造過程嚴(yán)格鋼樁軸線的順直，單節(jié)在胎架制造完成后，采用基準(zhǔn)線法、弦線法(張拉細(xì)鋼絲),檢查鋼樁3個(gè)方向旁彎，鋼尺法檢查鋼樁斜樁插打施工測(cè)量的主要程序是：測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算→平臺(tái)定位測(cè)量→導(dǎo)向架定位測(cè)量→滑道梁頂面樁位控制線測(cè)量→第一節(jié)對(duì)位測(cè)量→第一節(jié)插打過程復(fù)核→第一節(jié)竣工測(cè)量→第二節(jié)對(duì)位測(cè)量→竣工測(cè)量。中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(全文版)工程技術(shù)2.1定位平臺(tái)測(cè)量2.1.1定位標(biāo)示點(diǎn)用測(cè)線和鋼尺在平臺(tái)上嚴(yán)格的刻畫出兩個(gè)定位點(diǎn)，兩個(gè)定位連線要通過平臺(tái)中心并且與中心等距離分布?？紤]到船位、水流對(duì)定位平臺(tái)的沖擊、風(fēng)向等因素，兩個(gè)定位標(biāo)示點(diǎn)盡量布設(shè)在橋軸線兩側(cè)的上游側(cè)和下游側(cè)，如圖5。2.1.2定位平臺(tái)定位測(cè)量首先對(duì)浮吊進(jìn)行定位測(cè)量，指揮平板駁、定位進(jìn)入指定位置，完成定位平臺(tái)粗調(diào)。然后根據(jù)已經(jīng)計(jì)算好的平臺(tái)定位標(biāo)示點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，采用GPS-RTK測(cè)量法，通過浮吊調(diào)整平平臺(tái)位置調(diào)整合格后，插打上下游對(duì)稱的兩根定位樁，在定位樁的插打過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)行平臺(tái)位置的調(diào)整，直至定位樁插打完畢。兩根定位樁施工完畢，通過掛帶調(diào)整定位架至設(shè)計(jì)高程，調(diào)平后固定，插打其他4根定位樁。定位平臺(tái)與6跟定位樁固結(jié)后，進(jìn)行竣工測(cè)量。2.2導(dǎo)向架安裝測(cè)量2.2.1導(dǎo)向架組裝測(cè)量在陸地上，用全站儀對(duì)導(dǎo)向架四個(gè)腳點(diǎn)進(jìn)行超平處理，在滑道梁頂面上做出A、B、C滑道梁上的標(biāo)刻線，如圖6。因鋼樁、錘較重，施工過程導(dǎo)向架容易變形，滾軸容易破壞，在施工過程中應(yīng)及時(shí)修正。2.2.2導(dǎo)向架定位框測(cè)量導(dǎo)向架下部的定位框架是一個(gè)長(zhǎng)為25.115m,寬為8.0m的規(guī)則矩形。定位平臺(tái)調(diào)整至設(shè)計(jì)高程固定后，在其頂面采用GPS-RTK測(cè)量法，放樣四個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)用長(zhǎng)卷尺對(duì)每?jī)蓚€(gè)腳點(diǎn)的距離進(jìn)行復(fù)核，如果與以上設(shè)計(jì)值相差過大，則重新進(jìn)行放樣，直到知道數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。每個(gè)定位平臺(tái)上放樣三個(gè)定位框，共12個(gè)點(diǎn)，放樣后，尺量檢查三個(gè)定位框的相對(duì)關(guān)系。2.2.3導(dǎo)向架安裝測(cè)量導(dǎo)向架底部定位框?qū)?zhǔn)平臺(tái)頂面已放角點(diǎn)，調(diào)整四角高差。通過測(cè)量A滑道梁的特征點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)核。2.3第一節(jié)鋼樁定位測(cè)量2.3.1樁位理論位置管樁定位主要依靠定位架三層滑道梁，借助油頂裝置完成。A滑道梁定位如圖8,B、C定位尺寸同于A層。2.3.2設(shè)計(jì)預(yù)偏量由于鋼樁和錘子本身重量很大，對(duì)導(dǎo)向架的壓力不能忽視。2019年10月247工程施工根據(jù)上述偏移量進(jìn)行定位，因水流和水位對(duì)鋼樁插打的影響，導(dǎo)致鋼樁無法準(zhǔn)確的按理論傾斜度插入土面。根據(jù)樁位竣工資料，對(duì)設(shè)計(jì)預(yù)偏量進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，預(yù)偏值為P。2.3.3平臺(tái)高度誤差引起的偏移量由于客觀因素，如水位、機(jī)械設(shè)備等，導(dǎo)致定位平臺(tái)無法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。導(dǎo)致C滑道頂端處鋼樁中心不在標(biāo)刻的中心處，會(huì)產(chǎn)生一段位移x,在確定油頂位置需要將該位移列入計(jì)算中，以保證鋼樁位置的精確性。綜合上述，油頂頂推距離計(jì)算公式為：P——預(yù)偏量再修正值(m);X——因平臺(tái)高程引起的修正量(m);0.104——滾軸與鋼樁接觸面至量測(cè)刻度線距離。B導(dǎo)向由A、C導(dǎo)向內(nèi)插計(jì)算。2.3.4第一節(jié)插打過程控制第一節(jié)鋼樁進(jìn)入導(dǎo)向C、D后，導(dǎo)向B、C、D緊貼鋼樁后，鋼樁的傾斜度測(cè)量：利用垂球和鋼尺對(duì)每一層導(dǎo)向裝置上進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出鋼樁的傾斜度。第一節(jié)鋼樁著床前，復(fù)核鋼樁的平面位置和傾斜度：在滑道梁A頂面用GPS-RTK放樣出樁的理論控制線，然后用鋼尺量出控制線到鋼樁便面的距離，同過圖紙計(jì)算理論的樁位到控制線的距離進(jìn)行比較，算出樁位的偏差。第一節(jié)鋼樁靠自重著床后，吊鉤松開且在拆除吊鉤前，鋼樁的傾斜度和平面位置測(cè)量。第一節(jié)鋼樁靠自重著床后，鋼樁標(biāo)高測(cè)量，計(jì)算鋼樁底標(biāo)高：先通過滑道梁C頂面的高程計(jì)算出導(dǎo)向裝置C最前端與鋼樁接觸位置的頂面高程，然后根據(jù)鋼樁上已經(jīng)做好的刻度線對(duì)應(yīng)在導(dǎo)向裝置C處的數(shù)值，反算出鋼樁底高程。第一節(jié)鋼樁靠自重著床后，通過導(dǎo)向裝置A對(duì)鋼樁傾斜度預(yù)偏調(diào)整，測(cè)量預(yù)偏量。打樁錘套入第一節(jié)鋼樁后，鋼樁的標(biāo)高變化測(cè)量，計(jì)算鋼樁打樁錘插打第一節(jié)鋼樁至導(dǎo)向A上方時(shí)，鋼樁的傾斜度、平面位置、標(biāo)高變化測(cè)量，計(jì)算鋼樁的頂、底標(biāo)高。2.3.5第一節(jié)竣工測(cè)量第一節(jié)鋼樁插打到位后，利用全站儀觀測(cè)及三點(diǎn)求圓法則，推算出鋼樁的實(shí)際中心坐標(biāo)，與設(shè)計(jì)值比較得出偏差結(jié)果，利用線陀對(duì)鋼樁的傾斜度進(jìn)行測(cè)量，通過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)觀測(cè)計(jì)算樁中心的高程。2.3.6第二節(jié)對(duì)接測(cè)量將第二節(jié)鋼樁插入限位塊內(nèi)，用游標(biāo)卡尺不斷丈量頂節(jié)樁底部和底節(jié)樁頂部的距離，多次測(cè)量，使圓周上各點(diǎn)位處距離相等，如過出現(xiàn)不等，可以用C導(dǎo)向進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此保證接樁后整體個(gè)鋼樁的順直度。第二節(jié)鋼樁與第一節(jié)鋼樁對(duì)接焊前、后時(shí)，兩節(jié)鋼樁的順直度測(cè)量，鋼樁的傾斜度測(cè)量：順直度利用靠尺進(jìn)行檢查，傾斜度測(cè)量：導(dǎo)向A、B、C、D緊貼鋼樁后，利用垂球和鋼尺對(duì)每一層導(dǎo)向裝置上進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出鋼樁的傾斜度。2.3.7鋼樁高程測(cè)量控制在錘身精確的畫出刻度線，通過設(shè)計(jì)的樁頂高程和其所對(duì)應(yīng)的刻度值來推算C滑道梁頂面實(shí)際標(biāo)高時(shí)的刻度值，進(jìn)而控制鋼樁頂面高程。圖9高程控制示意圖2482019年10月2.3.8第二節(jié)竣工測(cè)量第二節(jié)鋼樁插打至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)行鋼樁的傾斜度、平面位置、頂標(biāo)高測(cè)量。由于樁位插打至設(shè)計(jì)高程后，鋼樁頂位于滑道梁C下面，鋼樁孤立，而且與滑道梁C頂面高差較大，測(cè)量人員無法到達(dá)鋼樁頂。只有在滑道梁C頂面與導(dǎo)向裝置C、D上的控制線各方向偏移樁的半徑值，然后引出一條弦線，利用垂球與鋼尺量出鋼樁側(cè)邊與垂球的中心的差值，最后根據(jù)偏差值反算出樁的中心坐標(biāo)。如果導(dǎo)向架吊開后，在鋼樁周圍搭設(shè)平臺(tái)，便于測(cè)量人員站立，分出鋼樁的十字線，然后利用GPS對(duì)鋼樁頂十字線位置進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量，計(jì)算出樁中心高程面的實(shí)測(cè)坐標(biāo)，或三點(diǎn)求圓法求的樁中心位置。為了滿足墩身施工需要，必須要在承臺(tái)上采用GPS靜態(tài)定位技術(shù)測(cè)設(shè)加密控制點(diǎn)。范B級(jí)，加密網(wǎng)按C級(jí)網(wǎng)的指標(biāo)進(jìn)行施測(cè)。外業(yè)測(cè)量模式采用高精度雙頻GPS接收機(jī)靜態(tài)相對(duì)定位作業(yè)模式。觀測(cè)基本技術(shù)指標(biāo)見表1。表1觀測(cè)基本技術(shù)指標(biāo)C同時(shí)觀測(cè)有效衛(wèi)星數(shù)有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)現(xiàn)測(cè)寸段數(shù)：時(shí)段長(zhǎng)度采樣間隔/S低于5mm+1ppm·D的雙頻GPS接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。所用的GPS測(cè)量?jī)x器和器具均須按規(guī)范進(jìn)行檢校。GPS觀測(cè)準(zhǔn)備，根據(jù)觀測(cè)要求、各點(diǎn)的周圍環(huán)境及交通狀況制定GPS觀測(cè)作業(yè)實(shí)施計(jì)劃。在進(jìn)行GPS觀測(cè)之前，首先必須對(duì)GPS觀測(cè)需用的固定在儀器基座上或天線上的光學(xué)對(duì)中器、圓水準(zhǔn)氣泡進(jìn)行檢校。GPS作業(yè)方式采用靜態(tài)相對(duì)行接收機(jī)的架設(shè)、整平，使其對(duì)中誤差不得大于2mm;并在每一時(shí)段的觀測(cè)中間和結(jié)束前，再獨(dú)立量測(cè)天線高各一次，在各次的限差之內(nèi)取中數(shù)作為最終的天線高結(jié)果。觀測(cè)作業(yè)組須按照作業(yè)計(jì)劃和技術(shù)指標(biāo)所規(guī)定的要求進(jìn)行作業(yè)。對(duì)于觀測(cè)條件相對(duì)較差的控制點(diǎn)，應(yīng)盡量選擇有利的觀測(cè)時(shí)段，必要時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間。觀測(cè)員要細(xì)心操作，觀測(cè)期間防止接收設(shè)備震動(dòng)，要防止人員和其他物體碰動(dòng)天線或阻擋信號(hào)，并做好GPS外業(yè)觀測(cè)記錄。橋墩測(cè)量包括橋墩施工放樣、橋墩模板檢查和橋墩竣工驗(yàn)收。4.1墩身放樣墩身測(cè)量采用全站儀坐標(biāo)法設(shè)站+極坐標(biāo)法放點(diǎn)。在控制點(diǎn)上架設(shè)全站儀并對(duì)中整平，初始化后檢查儀器設(shè)置：溫度、氣壓、儀器常數(shù)、棱鏡常數(shù)；輸入(調(diào)入)測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，量取并輸入儀器高，輸入(調(diào)入)后視點(diǎn)坐標(biāo)，照準(zhǔn)后視點(diǎn)進(jìn)行后視。如果后視點(diǎn)上有棱鏡，輸入棱鏡高，可以馬上測(cè)量后視點(diǎn)的坐標(biāo)和高程并與已知數(shù)據(jù)檢核，并檢核第三點(diǎn)已知點(diǎn)坐標(biāo)，偏差在規(guī)范允許范圍內(nèi)才可以用于放樣。輸入(調(diào)入)要放樣的墩身坐標(biāo)，應(yīng)用全站儀的放樣功能指揮司鏡員移動(dòng)棱鏡直至放出點(diǎn)位。測(cè)量并記錄現(xiàn)場(chǎng)的該節(jié)墩(下轉(zhuǎn)第251頁)中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(全文版)工程技術(shù)參考文獻(xiàn)工技術(shù)[J].中國工程科學(xué).2010.12(11):35-39.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[J].南方能源建設(shè).2015(3):72-75.(上接第248頁)重復(fù)以上的過程，放樣出該墩身分節(jié)的所有待放點(diǎn)位。樣的精度及準(zhǔn)確性。