龙崖特大桥工程测量方案1讲解.docx
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龙崖特大桥工程测量方案1讲解
山西中南部铁路通道ZNTJ-19标段
编制
审核
复核
中铁二十局集团有限公司山西中南部铁路通道
ZNTJ-19标项目经理部
二零一零年十一月四日
1.工程概况2
2.编制依据3
3.控制测量3
3.1平面控制测量4
3.2高程控制测量4
4.施工测量6
4.1一般要求6
4.2桥梁施工测量7
4.3桩基础桩位放样7
4.4承台的放样7
4.5墩身墩帽的放样8
4.6桥台锥坡放样8
4.7悬臂浇注梁部的测量及线型控制9
5.变形位移监测10
5.1水平位移监测13
5.2垂直位移监测14
5.3提交资料14
6.竣工测量15
7.测量人员及仪器保障16
7.1测量人员16
7.2测量仪器16
工程概况
本桥位于山东省沂源县龙崖村南侧。
龙崖特大桥越田庄水库上游龙崖段，此河发源于大张庄镇，流入田庄水库。
此河曾下挖过，下挖大概两米，据现场观察还有挖沙情况。
河中常年有水且水量不大，河底多卵石，河岸两侧有树木。
龙崖特大桥位于DK1090+028.8~DK1091+275.15里程段，
36-32m简支T梁，全长1192.35米，本桥采用双线矩形空心桥台，台顶斜置，1号~35号桥墩采用双线圆端形实体桥墩。
本桥7号~13号和22号墩采用钻孔灌注桩基础，余均采用扩大基础。
地面标高313.1~351.5m，相对
高差约38.4m，主要为林地、耕地，局部为草地。
此工程地处中纬度区，属暖湿带亚湿润气候区，气候适宜，四季分明，雨量充沛。
春天干燥多风，夏季炎热多雨，秋天秋高气爽多日则寒风凛冽。
极端最低气温-21.4C极端最高气温38.6C；年均降水量668.3mm瞬时最大风速27.9m/s,主导风向为北西向；土壤最大冻结深度0.40m。
龙崖特大桥桥尾段1043.02m位于R=2800m曲线上，其余段落位于直线上。
竖曲线半径R=10000m桥址范围
内为变线间距4.0~4.126m。
可用于控制该桥的导线点有7个：
ZN106ZN107ZN108ZN109ZN110ZN111ZN112四等水准测量加密控制点6个：
ZN107-1、ZN108-1、ZN109-1、ZN110-1、ZN111-1。
控制点位坐标及高程见下表:
点位
坐标
高程
X
Y
ZN106
1003032.1872
480407.4364
359.4802
ZN107
1003114.3259
480613.8551
372.7004
ZN108
1002564.6184
481284.6225
318.6280
ZN109
1002738.6915
480958.1440
—
ZN110
1002332.9921
481649.3228
—
ZN112
1002403.7176
481785.2868
—
ZN107-1
1002859.4200
480856.4390
330.4379
ZN108-1
1002621.5690
481226.655
314.1462
ZN109-1
1002708.1390
481157.1790
320.2292
ZN110-1
1002610.6490
481362.5020
315.8318
ZN111-1
1002756.8600
481598.7110
315.0867
2•编制依据
1、《铁路工程测量规范》TB10101-2009;
2、《国家三、四等水准测量规范》GB/T12898-2009；
3、《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054）；
4、新建铁路山西中南部铁路通道汤阴东至日照南段龙崖特大桥施工
3•控制测量
3.1平面控制测量
平面控制点的复测操作要求按照《铁路工程测量规范》TB10101-2009的规定执行。
各等级导线技术要求如下表。
导线测量的主要技术要求
等级
附和长度
（km）
边长（m）
测距中误
差（mm）
测角中误差（”
相邻点位坐标
中误差（mm）
导线全长相对
闭合差限差
方位角闭
合差（”）
相对导
线等级
一级
<4
800〜1000
5
4
10
1/20000
±JVn
一级
控制测量过程采用TS06-2型全站仪，以方向法观测水平角、每站测
角4个测回。
各测回间读数较差应满足《铁路工程测量规范》TB10101-2009
中的要求。
测距采用往返各观测2个测回，取平均值作为最终观测值。
导线测量水平角观测技术要求
控制网等级
仪器等级
测回数
2C较差
同一方向各测回较差
四等
DJ1
2
9〃
6〃
距离和竖直角观测限差
仪器精度等级
测距中误差
（mm）
同一测回各次读数互差（mm）
测回间读数较差（mm）
往返测平距较差
I
<5
5
7
<2mD
注：
mD=（a+bxD）,为仪器标称精度。
式中a—仪器标称精度中的固定误差（mi）
b—比例误差系数（mm/K）；
D—测距边长度（K）。
导线测量外业完成后，导线边长应统一规化至测区平均高程面上。
当
外业测量各项指标限差满足规范要求后再进行方位角和导线全长相对闭合差的计算，当闭合差满足规范要求时采用通过国家鉴定的平差软件进行严密平差。
3.2高程控制测量
水准基点高程控制测量按四等水准测量进行施测，加密水准点与平面加密控制点尽量共用，测量采用附合水准路线形式往返观测的方法，仪器使用DSZ2型水准仪。
四等水准测量精度要求（mm
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
附合路线或环闭合
差
左右路线不符值
四等水准
<5.0
<10.0
20VL
20VL
20VL
——
四等水准测量的主要技术标准
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）
与已知点联测
附合或环线
四等
20
<400
DS1
木制水准尺
往返
往返
20VL
水准测量的观测严格执行《国家三、四等水准测量规范》GB/T
12898-2009和《铁路工程测量规范》TB10101-2009中关于四等水准测量
的规定，最大视距不大于150米，前后视距差不大于3米，前后视距积累差不大于5米，观测读数及数字取位至0.01mm且每测段的测站数均为偶数。
光学水准仪观测顺序为:
四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）
测段的前后视距累计差（m）
视线高度
（m）
四等
木制水准尺
DS1
<150
<3.0
<5.0
三丝能读数
水准加密控制测量在全线测量贯通后应检查外业观测记录是否符合四
等水准测量等级的各项指标限差要求，然后计算闭合差，当闭合差满足规范要求时采用全线统一严密平差求得各加密水准点的高程
水准测量计算取位
等级
往（返）测距离总和
（km）
往（返）测距离中数
（km）
各测站高差（mm）
往（返）测咼差总和
（km）
往（返）测咼差中数
（km）
高程（mm）
四等水准
0.01
0.1
0.01
0.01
0.1
0.1
4•施工测量
4.1一般要求
桥梁工程控制网按设计施工对精度的要求选择相应等级的控制网。
平
面控制相对闭合精度必须高于±1/15000o各等级GPS控制网布网技术要求
如表3。
GPS测量作业的基本技术要求表3
级另H
项目—
A
B
C
D
E
闭合环或附合路线的边数
<5
<6
<6
<8
<10
平均距离（km）
300
70
10〜15
5〜10
0.4〜5
大型构造物施工控制网，可以大型构造物两端的控制点连线为基线建立假定坐标系，其精度可依据构造物本身对设计、施工的要求，选择相应的控制等级，布设独立控制网。
当其等级咼于线路控制网时，应保持其自身的精度。
施工控制网的控制点应选择在线路两侧距线路50米以上开阔、稳固可靠、相互通视、易于保存、寻找，能保证全站仪设站工作的地方布点。
水准基点应沿线路布设，一般地段每隔200m、距线路中线50m设一个，结构物或重点工程地段应根据需要增设水准点。
水准基点布设时注意以下几点：
（1）水准点宜与平面控制点共用，如平面控制点密度不够应另补设水准基点。
（2）水准基点应选在土质坚实，安全僻静，观测方便和利于长期保存的地方埋设。
（3）大型构造物施工高程控制，应以就近的1〜2个水准基点为基准，依据构造物本身对施工要求的精度，选择相应的高程控制等级，布设独立高
程控制网。
当其等级咼于五等时应保持其自身的精度。
（4）桥梁控制测量直接采用线路高程控制、平面控制及加密点测量成果。
特大桥应布设中线控制桩。
中线控制桩的间距以200〜400m为宜。
4.2桥梁施工测量
桥位控制测量，要根据实际情况合理布设控制网图形，保证施工时放样桥轴线和墩台位置方向等有足够的精度，桥位平面控制采用附和导线。
为了将桥位轴线和路线平面纵断面按照设计要求衔接起来，桥位控制网和路线控制桩必须进行联测。
桥位的施工测量采用全站仪直接测设，已将桥梁各部位控制点的坐标计算出来，在通视情况良好的情况下，可以非常方便的放样出桥梁各部位的控制点，从而指导现场施工。
4.3桩基础桩位放样
用全站仪器放出各个桩基础的中心，然后定出基础的轴线。
具体做法
4.4承台的放样
在基础开挖打完混凝土垫层之后，用全站仪放出承台的四个角点，然后用施工线往外沿出5cm拉出一个控制承台位置的横纵线，弹上墨线，然后立模。
4.5墩身墩帽的放样
桥梁基础施工完成之后，在基础上放样墩台轴线，弹上墨线，按墨线和墩台身尺寸设立模板。
模板下口的轴线标记与基础的墨线对齐，上口用全站仪控制，使模板上口轴线与墩台轴线一致，固定模板，浇筑混凝土。
随着墩台砌筑高度的增加，及时检查中心位置和高程。
墩台砌筑至离顶帽底约30cm时，要测出墩台纵横轴线，然后支立墩
（台）帽模板。
为确保顶帽中心位置的正确，在浇筑混凝土之前，应复核墩台纵横轴线。
4.6桥台锥坡放样
桥台两边的护坡为四分之一锥体，坡脚和基础边缘的平面的四分之一椭圆。
放样时根据椭圆的几何性质，可采用下面几种方法：
（1）内测量坐标法
如图1所示，已知锥坡的高度为H，两个方向的坡率为m、n,则椭圆的长轴a=mH，短轴b=nH，在实地确定锥坡顶巅的平面位置O后，以O点为圆心，放样处以a、b为半径的同心圆（当地形平坦时，可用拉绳放样），过O拉直线，与同心圆分别相交于I、J两点，过I、J两点做平行于X、Y轴的直线，交于P点。
P点就是以O点为圆心，以a、b为长短轴的椭圆上的点，这样就可以在实地放样出坡脚与基础的边缘线。
（2）外测量坐标法
在施工中为了减少土方回填，往往将开挖弃土堆放在锥坡内，用内测量坐标法就不易放样锥坡，这是可以采用平移X轴或丫轴的方法，从外侧向内侧量距。
以四分之一椭圆的长短轴为直角坐标系的X、Y轴椭圆上一点P的坐标为（X，Y），如图2所示，当从椭圆短轴端点由内向外量距时，
x/=x
y/=b-y
这样，可以放样出椭圆上的一系列点
（3）拉绳法
在一根绳子的中间作上一些标记，是绳子的两端长度等于a、b,当绳子的两端沿两垂直方向移动时，绳子上的标记经过的轨迹即为以a、b为长短轴的四分之一椭圆。
4.7悬臂浇注梁部的测量及线型控制
（1）墩身施工完成后，根据大桥控制网利用座标法放设墩顶纵轴及横轴线，并将轴线控制点引至桥墩身上（至少两点），与桥头路基上布设的轴线点桩共同作为施工轴线控制的依据。
0#段施工完成后将控制点引至梁顶。
每完成两段施工要对轴线桩进行复核。
在0#段梁顶中心位置预埋三个钢筋桩，并准确测定其标高，作为施工临时水准点。
（2）主梁悬灌测量：
中线施工测量利用轴线控制点控制挂兰中心，高程测量利用0#段顶面预埋的临时水准点控制挂兰底模高程。
为保证连续梁准确合拢，连续梁的预拱度和节段施工高程必须严格控
制，每个节段端头埋设三个钢筋桩（左、中、右），作为标高控制点。
（3）线型控制基本原理
线型控制即在预应力混凝土连续刚构悬臂法施工阶段，对桥跨结构所
发生的几何变形运用控制软件，进行矫正，使其达到设计的理想状态。
线型控制的基本原理是：
根据计算提供梁体各截面的最终挠度变化
值（即竖向变形），设置施工预拱度，据此调整每块梁段模板安装时的前缘
标高。
用公式表示如下：
Hi二Hi1+f
式中：
Hi—第i梁段的实际立模标高
Hi1—第i梁段的设计标高
f—综合考虑各种因素的影响而增设的施工预拱度（向上为正，向
下为负）。
悬臂梁施工线型控制的关键是要分析每一施工阶段、每一施工步骤的结构挠度变化状态，确定逐步完成的挠度曲线。
影响挠度的因素根据施工过程主要有以下几种：
单T形成阶段由以下因素产生的悬臂挠度：
梁段混凝土自重；
挂篮及梁上其它施工荷载作用；
张拉悬臂预应力筋的作用。
合拢阶段，将继续发生以下因素产生的连续挠度：
合拢段混凝土重量及配重作用；
模板吊架或梁段安装设备的拆除；
张拉连续预应力束的作用。
在以上过程中，同时还会发生由于混凝土弹性压缩、收缩、徐变、预应力筋松弛、孔道摩阻预应力损失等因素引起的挠度。
（4）预拱度计算
基本假设：
混凝土为均质材料。
施工及运营过程中梁体截面的应力Shv0.5Ra,并可认为在这种应力范围内，徐变、应变与应力成线性关系；叠加原理适用于徐变计算，即应力增量引起的徐变变形可以累加求和；忽略预应力筋和普通钢筋对混凝土受力及变形的影响。
在上述假设的基础上考虑到各节段混凝土龄期不同所导致的收缩徐变
差异将连续刚构梁施工所经历的收缩徐变过程划分为与施工过程相同的时段即：
浇筑新梁段、张拉预应力筋、移动挂篮、体系合拢等。
每一时段结构单元数与实际结构梁段数一致，在每一时段都对结构进行一次全面的分析，求出该时段内产生的全部节点位移增量，对所有时段进行分析，即可叠加得出最终预拱度值。
（5）节段前缘施工标高确定
节段前缘施工立模标高Hi由两部分（设计标高Hii和综合预拱度fi）组成，即：
设计标高Hii=Ho+AHi,
其中：
Ho为墩顶0#段标高
△H为梁体坡度引起的增量
综合预拱度fi=fi1+fi2
其中：
fi1为节段预拱度
fi2为挂篮变形预留的增量值。
所以节段前缘施工标高为：
Hi=Hii+fi=Ho+△Hi+fi1+fi2
主跨施工采用自行设计的无平衡重自行式挂篮，其变形包括：
桁架弹性变形、前吊带弹性变形及非弹性变形。
桁架变形计算：
桁架简化为铰接形式，按各个梁段的不同重量，分别计算其弹性变形。
前吊带变形计算：
将前托梁简化为弹性支承的连续梁，根据各个梁段的实际荷载计算各个支承的受力，然后根据受力情况计算出吊带的变形量。
非弹性变形测试：
挂篮的非弹性变形由挂篮试压试验来实测，对于未经试压的挂篮，参考已试压挂篮（各套挂篮为同一工厂，同一工艺加工）的变形值在第一次挂篮施工时设置，对于已试压的挂篮认为非弹性变形已
消除，施工时不再考虑。
施工放样：
梁段施工时，中线按照设计提供的控制点进行控制测量，立模放样的测点设在底模板梁段的前缘，立模时将上述立模标高换算成座标标高。
在施工过程中对全桥中线和临时水准点进行定期复核和检查，确保各个T构的施工测量的准确性。
材料参数测量：
测量各梁段混凝土的原材料性能、配合比、坍落度、容重等；测量混凝土7d、28d以及施加预应力龄期的弹性模量Eh、强度值Rba及估测徐变系数①；实测预应力材料的弹性模量Ey、标准强度Rhy;测量施工荷载值及作用形心。
施工观测：
按照施工顺序，每悬浇一段观测5次，即挂篮就位后浇筑混凝土前、浇筑梁段混凝土后、张拉纵向预应力束前、纵向预应力张拉后、移动挂篮前（即进行下一节段作业前）。
每次观测要记录好标高变化、测量温度、承台沉降、水位变化情况等。
测量结果以表格形式（施工时统一制定表格）及时反馈至线型控制小组，并对一些意外情况在备注栏中进行反映。
线型控制小组及时将计算机计算结果及立模标高反馈至技术人员。
当桥墩施工至一定高度时，水准测量无法将高程传递至工作面，而工作面上架设棱镜也不方便，可用检定过的钢尺进行垂足测量。
为保证桥梁施工的准确性，桥梁施工过程中，应对控制网进行定期或不定期的检测。
当发现控制点的稳定性有问题时，应立即进行局部或全面复测，复测结果符合《铁路工程测量规范》TB10101-2009的规定，并进
行平差计算，精度符合暂行规定方可使用平差成果。
5•变形位移监测
5.1水平位移监测
水平位移监测网由控制点或加密点按四等导线测量要求控制，并在工程开始后建立工作基点。
并在每个墩台上预埋变形观测点。
每次变形观测采用相同的图形或观测路线和观测方法，使用同一台仪器并固定观测人员，并尽可能的在相同的气候环境和观测条件下观测。
观测方法采用全站仪极坐标法。
5.2垂直位移监测
垂直位移监测网按二等水准测量精度控制，并建立独立的控制网，并与施工高程控制点联测使垂直位移监测网与施工高程控制网高程基准一至。
5.3提交资料
构筑物变形测量成果资料将在竣工交验时移交接收单位，移交资料主要有：
（1）施测方案与技术设计书，控制点与观测点平面布置图；
（2）标石、标志规格及埋设图；
（3）仪器检验与校正资料；
（4）观测手簿、平差计算、成果质量评定资料及测量成果表；
（5）变形过程和变形分布图表；
（6）变形分析成果资料；
（7）变形测量技术报告。
6•竣工测量
1竣工测量应进行线路中线外移控制基桩测量、高程测量和横断面测量，并贯通全线的里程和高程。
2线路中线控制基桩，可按每50m设置一个，曲线上宜20设置一个。
线路中线控制基桩距线路中线的外移距离一般为3-4m,线路中线控制基桩应设置混凝土桩，并符合《铁路工程测量规范》TB10101-2009的规定。
3线路中线控制基桩，在直线部分宜设在下行线左侧路肩上，曲线部分宜按上、下行线分别设置。
在一条线路上线路基桩的外移距离宜相等；如遇障碍物，外移距离可适当增减，但增减值应相等。
4线路中线控制基桩的测设，应按导线点，采用极坐标法，按线路中线法线方向点施测。
其要求应符合《铁路工程测量规范》TB10101-2009的
规定。
5线路中线控制基桩测设后，应进行中线贯通测量。
贯通测量后，线路、桥梁、隧道的中线应相符合，其设置应满足路基宽度和桥梁、隧道等建筑限界的要求。
6线路中线贯通测量的加桩设置，应满足编制竣工文件的需要。
曲线起终点、道岔中心、变坡点、竖曲线起终点、立交到中心、桥涵中心、大中桥台前及台尾、隧道进出口、隧道内断面变化处、车站中心、支挡工程的起终点和中间变化点、道渣厚度变化点、跨越线路的电力线、通信线和地下管线中心等处均应设置加桩。
7线路中线贯通测量的方法和精度要求，应符合《铁路工程测量规范》TB10101-2009的有关规定。
但路基高程误差和曲线横向闭合差，均不大于5cm。
8高程竣工测量时，应将水准点（含施工增设的水准点）按原测设精度移设于接近线路的稳固建筑物或岩石上（如桥台或涵洞的帽石上）。
如无上
条件时，可结合线路中线控制基桩埋设永久性混凝土水准点，起设置应符合《铁路工程测量规范》TB10101-2009的规定。
水准点应每搁1〜2km设置一个，并应绘制水准点布设平面草图及描述其位置
9根据用地界宽度埋设地界桩。
在直线上每200m、曲线上每40m、缓
和曲线起终点及地界宽度变化处的两侧用地界上均应埋设地界桩注意事项:
1测量记录、计算成果和图表，应书写清楚，签署完整，并应复核和检算，未经复核和检算的资料严禁使用。
提供的各种电子文件，必须附有提供者签名的纸质文件并以纸质文件为依据。
2各种测量原始记录（含电子记录）、计算成果和图表应妥善保存
3各种测量仪器和工具应做好保养和维修工作，并定期检校。
7•测量人员及仪器保障
7.1测量人员
工程队组织具有工程测量经验的测量工程师席崇辉负责测量工作，一般测量工作由张效詰完成，负责放样资料的计算，建立和完善测量工作规章制度和复核流程，测量技术人员对测量资料进行整理归档。
测量人员见
F表;
序号
姓名
性别
专业
职称
1
席崇辉
男
测绘工程
助理工程师
2
张效詰
男
土木工程
助理工程师
3
高峰
男
土木工程
测量员
4
史佩健
男
测量员
5
刘宏伟
男
测量员
7.2测量仪器
项目部根据测量要求，配置一定数量、精度高、技术性能稳定的仪器。
仪器在进场前必须检定合格方可使用；在测量过程中如发现仪器出现异常
情况，须经检定后方可再次投入使用；测量仪器指定专人管理，定期进行检定校核。
测量仪器配置表
序
号
类
别
名称
及厂
家
规格型
号
数量
（套）
产
地
检定日期
有效日期
1
全
站
仪
徕
卡
TS06-2
1
瑞
士
2010.7.22
2011.7.21
2
水
准
仪
苏一
光
DSZ2
4
中
国
2010.10.9
2011.10.8
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