钢梁架设测量方案.docx
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钢梁架设测量方案
一、概述
一、概述（略）
二、编制依据
1、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003；
2、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号；
3、《铁路工程施工安全技术规程》TB10401.1~2-2003（上下册）
4、《工程测量规范》GB50026-93
5、《一、二等水准测量规范》GB12898-91
6、《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97
7、《中、短程光电测距规范》GB/T16818-1997
8、《新建铁路工程测量规范》TB10101-2009
三、钢桁梁架设前的测量准备
1、控制测量的检查
为满足钢梁架设高精度测量控制的要求，在主墩附近和横梁上建立高精度的局部施工测量控制网（控制网布置见下图）。
在主墩横梁上设置高程测量控制点，要保证钢梁架设的高程系统偏差满足设计要求。
同时在主墩横梁增加两平面控制点，以满足墩顶节间钢梁架设测量的要求。
其它节间的钢梁架设则采用两岸侧的局部测量控制点进行测量控制。
钢梁架设过程中，应对控制网进行定期或不定期的检测（定期是指每半年为一周期）。
在施测过程中，不定期对施工控制网进行检测，当发现控制点的稳定性有问题时，应立即进行局部或全面控制网进行复测。
钢桁梁架设前，对主墩岸侧的局部控制网进行检测，并联测两岸用于架设钢梁所涉及到的控制点。
平面控制点用2级以上全站仪测边测角进行联测，高程点的联测应选择成像清晰的天气，用带有平行玻璃板的NA2自动安平水准仪进行跨河水准测量。
对控制网进行检测的精度应与原网定测精度相同。
2、架设钢梁前墩顶（横梁顶）应做好的测量准备工作
⑴墩中心十字线测定的方法和精度要求
①、墩中心里程标志的可选用交会法测定，用极坐标等方法进行复核。
②、桥中线方向放样的精度要求：
置全站仪或经纬仪于墩中心标志，当后视与前视在同一方向时，正倒镜一次的不符值应不大于3mm，当后视与前视在置镜点的两侧时，采用正、倒、倒、正方式观测，要求两次分中值的最大不符值不大于4mm，再取其中数为准。
在精确测定墩中心的点后，则置仪于该点，后视桥中线的固定方向点，用正、倒镜转90°，放样出墩顶的十字线和支座的十字线。
这项工作应反复检核，使距离与扭角的弧长均不得超过±1mm。
⑵、墩顶（横梁顶）高程传递及两岸水准联测
在桥墩竣工后，采用几何水准测量方法应定期进行边墩、辅助墩及主墩墩顶水准点间的联测工作，并联测到两岸的高等水准基点上，组成附合水准线或闭合水准线或闭合环，进行平差计算后，再确定各墩（横梁顶）水准点的资用高程。
墩顶（横梁顶）所布设的水准点的联测精度，应不低于三等水准测量的精度要求进行。
从岸上的水准基点（高等级点）联测到边墩、辅助墩、主墩横梁的高程点，由于高差较大而又不易用水准仪联测时，则可用徕卡TC2003全站仪三角高程法对向进行观测，但同时宜用悬挂近期检定过的钢尺以水准仪直读法来检核、验证两者之间是否有过大误差或粗差存在。
四、钢桁梁架设过程中的测量控制
1、支座的安装测量
⑴、支承垫石砼与横梁结构一次浇注完成，其顶面标高及四角高差应严格控制在设计及规范要求内。
复测支承垫石高程，检查支承垫石表面、锚栓孔位置及深度情况，如不符合要求，及时进行处理；如果垫石顶面高程和四角高差略微超出规范设计值，利用磨光机等设备进行磨平处理，在施工中进行测量观测，保证垫石磨平后的平整度、四角高差。
⑵、反复检核桥墩中心的距离、支座的十字线，使距离与扭角的弧长均不得超过±1mm。
⑶、支座上下座板必须水平安装，活动支座上、下座板横向应对正，纵、横向的错动量应根据安装支座时温度与设计温度差及未完成收缩、徐变量进行计算确定。
⑷、用NA2自动安平水准仪观测支座四角标高，利用悬挂在钢梁下弦上的4台10吨倒链，进行支座标高和平面位置的调整，直至满足设计规范要求。
2、钢梁架设的线形控制
思贤窖大桥钢梁是由许多的单桁杆件和桥面板用高强度螺栓拼接起来的，所以测量过程就更加复杂。
首先,我们得在待拼装的各桁杆件上将节点中心分出来。
由于节点中位于杆件中间，无法直接测设，所以我们将节点中投影到杆件面板上，并将各节点的空间三维坐标计算出来。
如图2所示.
图2下弦观测点布设图
对于杆件E0-E1，我们实际上是通过对下弦节点投影中的定位来控制下弦节点位置。
思贤窖大桥是左、右两桁杆件拼接而成，且左右桁距中桁距离皆为24米。
首先，我们通过2级以上高精度全站仪控制中桁杆件节点的平面位置，再用NA2自动安平水准仪控制其标高。
在绝对标高达到精度要求后控制单根杆件的两侧相对标高。
相对标高的控制应该在杆件两侧设置两个标高控制点，然后调整到水平状态，再细调绝对标高。
在中桁杆件定位完成后，我们再用鉴定过的50m长钢尺将两侧杆件平面位置进行粗定位。
随后，依照中桁杆件标高定位方法对左右两桁杆件进行精确定位。
两桁杆件皆粗定位完成后，我们用2级以上高精度全站仪再对各节点位置进行复核。
在各节点位置精度满足要求的情况下，进行桥面板的拼装。
桥面板拼装完毕，接着拼装E1-E2节间（方法同E0-E1）。
当下弦杆件（E0-E1-E2）拼装完成后，将进行直腹杆的拼装，期间我们要注意下各杆件垂直度。
垂直度观测时，可将经纬仪置于上个节段节点位置附近，然后对直腹杆的两条垂直边进行垂直度观测，最后取二者观测的平均值对其进行调整。
等到上弦杆拼装的时候我们就要将中桁上弦杆进行精确定位，以保证垂直度方面达到标称要求。
由于杆件间最大拼接误差只有2mm，所以上弦杆标高基本上是依据下弦标高利用鉴定钢尺进行传递的（必要时用倒挂钢尺的方法进行标高调整）。
故我们只要对其横向精确定位即可。
同理，将各上弦节点投影到上弦面板上进行定位。
步骤跟下弦杆件定位一样。
先将中桁杆件定位，再用鉴定过的长钢尺将两侧上弦定位。
随后，进行上弦与上弦之间的平联拼装。
最后，拼装完毕使用2级以上全站仪对其上下弦节点进行最后复核。
图3上弦观测点位布置
依次类推，对后面各桁杆件进行定位。
钢梁架设期间，监控单位将参与钢梁线形控制，每架设一个节间需将上三个节间各桁控制点三维坐标反馈给监控单位，监控单位经过严密分析计算给出预架节间各桁的预抛高值。
主跨节间属于悬拼，各种因素对钢梁架设的影响较大。
所以，测量控制应该将时间尽量控制在早上6点以前和晚上12点以后，等钢梁温度和周围大气温度平衡后再进行测量控制，还要避免大风等恶劣天气。
。
最后，钢量架设到13、14节间开始准备合拢工作。
合拢前需进行48小时不间断变形观测，合拢变形观测点设置在最后一个节间。
分别在两桁相邻上下弦节点中上设置固定棱镜共计4个。
每隔一个小时对各变形观测点进行一次观测，并记录下当次的观测时间和温度气压，以保证数据的精确性。
最后将48小时观测数据进行分析对比计算出最佳合拢时间，确保钢梁合拢顺利完成。
3、主梁线形控制注意事项
主梁线形控制是斜拉桥施工控制的重要项目，其内容包括高程线形测量，中线线形测量等，其中高程线形测量必须是监控、监测单位在对主梁进行监控测量后，提供必要的理论主梁拼装线形，施工单位据此为依据才能对主梁拼装实施线形控制。
监控测量内容不仅包括高程线形测量，中线线形测量，还要同步对主塔进行塔顶偏移测量，监控单位对塔顶相邻两工况观测点的坐标变化值进行分析，以判断当前工况下主塔结构是否安全。
监控测量工作由监测单位独立完成，监测单位提供的监测数据对监控单位负责。
监测单位提供监测数据给监控单位，由监控单位对监测数据进行计算和分析，得出下一节段钢梁架设的定位数据后下发给施工单位，施工单位据此为依据才能对主梁拼装实施线形控制。
施工单位在施工过程中也会对监测单位所做的工作内容进行独立测量，但仅起复核作用。
⑴中线线形测量
在钢梁进入施工现场后，拼装之前在每一节间钢梁两端桥面钢板上用冲钉作好中心控制点（横桥向结构中），在主梁架设同时观测中心控制点点位坐标与设计坐标比较进行调整。
由于钢梁受温度影响横桥向方向上易摆动，对正在拼装的钢梁前端中线调整测量应安排在日出前大气温度变化小，气候稳定的时间内快速完成。
为保证钢梁架设的顺直，避免两相邻节间拼装出现折线，两相邻节间的钢梁中线控制可采用方向线顺延的办法进行检核，具体实施的方法是：
在精确调整好墩顶节间的基础上，置全站仪或经纬仪在已拼装好的节间钢梁结构中拼装线上（用冲钉作好中心标志），对后续拼装的钢梁结构中进行穿线检核。
⑵高程线形测量
架设钢梁最重要的一项测量内容,就是高程线形测量。
这项工作也要安排在日出前大气温度变化小，气候稳定的时间内快速完成为。
良好的拼装线形，不仅其高程绝对值与设计值相差不大，而且应呈现一条顺滑曲线，而不应出现折线形的突变点。
由于钢梁架设过程中高程线形是一种动态曲线，温度、边跨中跨两侧重量不平衡等因素影响，不同时间段不同工况节间两端的标高绝对值不同。
为防止钢梁出现折线形的突变点，使钢梁线形按设计状态延伸，能够在任意时间段对拼装的钢梁高程线形进行复核，可采用“相对高差法”，即对相邻已拼装好的钢梁复核其相对线形。
高程线形测量的测点位置，可设在钢梁顶面的上、下游对称位置上，常以最外侧的铆钉头或在顶板面上用红漆画上置尺点标记点为准。
观测仪器采用精密自动安平水准仪，取位至毫米。
高程线形观测采用几何水准测量方法，组成附合水准线路或闭合水准线路。
每个测点均应观测两次，两次读数误差不得超过2mm，并取其平均值。
对每节间钢梁端头的测点，分别在每节间钢梁拼装前后，及每对斜拉索初张拉前后四种工况进行测量。
具体实施以拼装第五节间钢梁为例说明如下：
第一种工况是在架梁吊机就位、第五节间钢梁拼装前测量已拼装完毕的墩顶四节间钢梁顶面测点的高程和平面位置；第二种工况是指第五节间钢梁拼装后测量已拼装完毕的墩顶钢梁顶面测点的高程和平面位置；第三种工况是指斜拉索挂在第五节间钢梁后测量已拼装完毕的钢梁顶面及第五节间钢梁顶面测点的高程和平面位置；第四种工况是指通过索力调整将第五节间钢梁调至理论位置后测量已拼装完毕的节间钢梁顶面及第五节间钢梁顶面测点的高程和平面位置。
往后对拼装的每节间钢梁测量过程类同。
以上工作施工单位在施工过程中对这四种工况要及时跟踪测量，而监测单位仅对第三、第四种工况进行测量。
⑶主塔进行塔顶偏移测量。
在观测主梁线型的同时，同步进行塔顶位移观测。
用固定在塔顶横桥向两侧的棱镜作为塔顶位移观测点，用全站仪直接观测其三维坐标，将观测值报送给监控单位，由监控单位对塔顶相邻两工况观测点的坐标变化值进行分析，以判断当前工况下主塔结构是否安全。
这项工作由监测单位独立完成，监测单位提供的监测数据对监控单位负责。
施工单位在施工过程中也会对这项工作进行独立测量，但仅起复核作用。
⑷、中跨合拢测量
钢梁中跨的合拢，是全桥受力状况和线形的关键工序。
中跨的合拢前对相邻两悬臂端的标高、中线进行24小时连续跟踪观测，找出钢梁在不同时间不同温度状态下两悬臂端的高差及中线偏位值，以制定合理的合拢工序，做到对合拢段的准确控制。
五、钢梁施工测量验收标准及要求
1、钢梁纵、横移和高程调整后，其节点位置尺寸检验项目及质量要求：
表1：
钢梁节点位置尺寸允许偏差
检查项目
规定值或允许偏差（mm）
钢
梁
主
桁
平
面
位
置
（1）弦杆节点对梁跨端节点中心联线的偏移
跨度的1/5000
（2）弦杆节点对相邻两个奇数或偶数节点中心连线的偏移
5mm
（3）立柱在横断面内对垂直偏移
立柱理论长度的1/700
（4）拱度偏差：
设计拱度≤60mm
±4mm
60mm＜设计拱度≤120mm
±8%的设计拱度
设计拱度＞120mm
技术文件中另定
钢梁主桁相对节点位置
（5）支点处相对高差
梁宽的1/1000
（6）跨中心节点处相对高差
梁宽的1/500
（7）跨中其他节点处相对高差
根据支点及跨度中心节点高低差按比例增减
2、钢梁安装允许偏差和检验方法，应符合下表规定：
表2：
钢桁梁安装允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
墩台处横梁中线与设计线路中线偏移
10mm
测量检查
2
两孔（联）间相邻横梁中线相对偏差
5mm
3
墩台处横梁顶与设计高程偏差
±20mm
4
两孔（联）间相邻横梁相对高差
±10mm
5
每孔梁对角线支点的相对高差
跨度的1/5000
6
固定支座处钢梁节点中心线与设计里程纵向偏差
连续梁
±10mm
7
钢梁平面
弦杆节点对梁跨端节点中心联线的偏移
立柱理论长度的1/700
弦杆节点对相邻两个奇数或偶数节点中心联线的偏移
±4mm
8
立柱在钢梁的横断面内垂直偏移
设计拱度的±8%
9
钢梁立面拱度偏差
设计拱度≤60mm
按技术文件规定
设计拱度≤120mm
梁宽的1/1000
设计拱度＞120mm
梁宽的1/500
10
两主桁相对节点位置
支点处相对高差
根据支点及跨中节点高差按比例增减
梁跨中心节点处相对高差
跨中其他节点处相对高差
3、结合梁尺寸允许偏差和检验方法应符合下表规定：
表3：
结合梁尺寸允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
梁高（H）
±2
尺量两端腹板处
2
主梁中心距
±4
尺量两端腹板中心线
3
相邻梁段上下翼缘错边量
±3
尺量
4
相邻梁段腹板错边量
焊接≤1，栓接≤2
尺量
5
拼接梁段两端边孔中心距
焊接≤1，栓接≤2
6
连续梁长度
±15
拼接后量全长
7
主梁上拱度
+10，-3
尺量或测量跨中
8
横断面对角线差
4
尺量两端断面
9
腹板平面度
板梁h/350且不大于8
尺量
箱梁h/250且不大于8
10
旁弯
板梁L/5箱梁3+0.1L，且小于8
11
支点高差
5
测量
12
主梁、纵横梁盖板对腹板的垂直度
0.5（有孔部位），1.5（其他部位）
直角尺测量
4、支座安装允许偏差和检验方法应符合下表的规定：
表4：
支座安装允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
墩台纵向错动量
一般高度墩台
20
测量
高度30m以上墩台
15
2
墩台横向错动量
一般高度墩台
15
高度30m以上墩台
10
3
同端支座中心横向距离
偏差与桥梁设计中心对称时
+30，-10
偏差与桥梁设计中心不对称时
+15，-10
4
铸钢支座
下座板中心十字线扭转
下座板尺寸＜2000
1
下座板尺寸≥2000
1‰边宽
固定支座十字线中心与全桥贯通测量后中心线纵向偏差
连续梁
20
活动支座中心线的纵向错动量
（按设计气温定位后）
3
支座底板四角相对高差
2
活动支座的横向摇动量
3
上下座板及摇、辊轴之间的扭转
1
六、人员、测量仪器的配备主要仪器设备
1、测量人员
由于钢梁架设测量具有技术含量高、工作量大的特点，要求两岸侧项目部钢梁架设的测量人员必须满足：
测量工程师两名
测量技术员三名
测量工四名以上
2、测量仪器
两岸侧项目部各配备：
瑞士lecia全站仪TC2003一套
瑞士lecia自动安平水准仪NA2一套
瑞士lecia经纬仪T2一套
点温计两个以上
七、钢桁梁架设测量的安全保证措施及注意事项
⑴由项目部总工程师全面负责该项目的施工技术管理，项目部下属测量部门负责制定施工测量方案，及时解决施工中出现的测量问题，以方案指导施工，防止出现返工现象而影响工期。
⑵做好测量人员及测量仪器统一调配工作，保证测量人员及仪器能满足钢桁梁架设的施工要求
⑶对设计单位提供的图纸进行充分审核，发现问题及时向有关单位反映。
测量工程师要熟悉图纸，弄清各结构物细部结构，了解设计意图。
⑷对测量资料进行检查，核对，对测量数据必须有两人及两人以上技术人员进行复核，无误后方可上报，及进行施工放样。
⑸对控制网复测工作应半年进行一次，对临时水准点，控制点应半月校核一次，各工序开工前，应校核所有施工测量点。
⑹对施工测量所用全站仪，经纬仪，水准仪应按要求每年鉴定一次。
并在施工过程中，由测量工程师组织人员定期进行检校，保证测量仪器良好的使用性能。
⑺参与施工的测量人员应充分了解所使用仪器的性能，有关参数，熟悉仪器各项操作，并在施工过程中注意仪器的保养。
⑻定期进行安全学习，做好高空施工作业的安全防范工作。
保证人员、仪器在稳固、安全的位置工作。
⑼严禁在雾大，风大，暴雨等恶劣天气及目标不明情况下进行施工测量。
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