淺談開敞式水域的控制測量

1、.淺談開敞式水域跨海橋的控制測量摘要：開敞式水域GPS靜態(tài)測量和GPS-RTK快速靜態(tài)是遠(yuǎn)離陸地,保證構(gòu)筑物精度的第一選擇，在保證海上測量平臺不受海浪沖擊產(chǎn)生震動的前提下輔以全站儀校核；能確保成橋線性和施工精度滿足設(shè)計要求。關(guān)鍵字：遠(yuǎn)離陸地、測量平臺穩(wěn)定性、GPS靜態(tài)測量、GPS-RTKAbstract:Open-water GPS static measurement and rapid static GPS-RTK is far from land, to ensure the accuracy of first choice structures, in which the sea me

2、asurement platform without wave vibrates under the premise with total station instrument check; ensure a precision linear and bridge construction to meet the design requirements.Key words:Far from land, Measuring platform stability, GPS static measurements, GPS-RTK1、 工程概況濱海大道劃分為三個標(biāo)段，第一標(biāo)段施工內(nèi)容為地錨式懸索主橋

3、，第二標(biāo)段為西引橋、西連接線。第三標(biāo)段為東引橋、東連接線。其中西引橋上線長度為2774.614m，下線長度為2759.382m；大跨徑混凝土引橋長度為298m；西連接線C匝道長度為532.706m，D匝道長度為800m，C、D匝道引堤長170m。 橋位處于開敞式水域，施工主體遠(yuǎn)離陸地，海況條件差，有效作業(yè)天數(shù)少，受風(fēng)浪影響大，施工工期緊、強度大，諸多不利因素給施工測量帶來困難。結(jié)合本工程的施工特點和自然條件，常規(guī)測量定位方法已不能滿足本工程施工測量的需要，為了保證施工高質(zhì)量順利進行，應(yīng)采取周密措施，使用多種測量手段進行工程測量。全球定位系統(tǒng)（GPS）發(fā)展至今已有多年，GPS技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在

4、測量工作方面，實時動態(tài)GPS以其全球性、全天候、高效率的工作性能，和準(zhǔn)確、可靠的工作精度等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于大地測量、工程勘測定位、工程與地形測量、地籍測量和海上測量等各個測量領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的測量手段相比，GPS觀測站間無需通視，基線相對定位精度優(yōu)于1.0 PPM，觀測時間較短（甚至可以實時提供成果），觀測操作簡便，基線長度不受傳統(tǒng)方法的限制，可同時提供統(tǒng)一基準(zhǔn)下的三維坐標(biāo)。另外，所需作業(yè)人員的減少和勞動強度的降低等優(yōu)勢，都是傳統(tǒng)測量方法所無法相比的。根據(jù)目前GPS技術(shù)的各項優(yōu)點以及杭州灣大橋等類似工程的應(yīng)用實例，本工程施工測量采用GPS快速靜態(tài)相對定位、GPS-RTK技術(shù)等定位方式為主，輔助以全

5、站儀、水準(zhǔn)測量等常規(guī)定位方式。這些手段應(yīng)充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，互為補充克服存在的劣勢，互相檢驗，形成有機的整體系統(tǒng)，采取嚴(yán)密措施，保證工程各環(huán)節(jié)萬無一失。2、測量控制網(wǎng)布設(shè)控制全橋的軸線及豎向線形的關(guān)鍵在于建立合理的高精度的施工控制網(wǎng)及可靠的測量手段。本工程采用GPS測量技術(shù)進行施工平面控制網(wǎng)的測量；使用精密水準(zhǔn)以（等標(biāo)準(zhǔn)）進行施工高程控制網(wǎng)的測量。同時以GPS靜態(tài)測量技術(shù)進行高程控制點的測設(shè)，與普通水準(zhǔn)測量及測距三角高程法比對，三角高程的精度分析有好多論文已經(jīng)證明其精度了，本文就不在贅述了。2.1 首級施工平面測量控制網(wǎng)復(fù)測首級施工測量平面控制網(wǎng)按進場交樁布置完成，詳見圖2.11。首級施工平面

6、測量控制網(wǎng)是保證全橋整體性的關(guān)鍵基礎(chǔ)，使用前必須對首級控制網(wǎng)進行復(fù)測。圖2.1-1首級施工平面測量控制網(wǎng)復(fù)測方法：進場后，首先要用測頻儀測出橋址施工區(qū)域的電臺頻率分布情況，選擇沒有使用或干擾較少的頻率作為本工程GPS電臺的使用頻率，以消除電臺干擾造成的GPS不能鎖定情況。一般情況下，GPS使用頻率選擇在455MHz附近。首級平面控制網(wǎng)按C級GPS網(wǎng)，使用5臺Trimble R6儀器分兩個時段進行邊連式觀測，每個時段有效觀測時間為60min進行復(fù)測，確定首級平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，作為施工測量平面控制的依據(jù)。復(fù)測結(jié)果見表2.2 首級施工高程測量控制網(wǎng)復(fù)測進場后首先使用DINI03電子水準(zhǔn)儀（標(biāo)稱精

7、度0.3mm/km）按二等水準(zhǔn)限差的要求對業(yè)主提供的首級高程控制網(wǎng)進行復(fù)測，確定首級高程控制網(wǎng)的高程數(shù)據(jù)，作為高程測量控制依據(jù)。復(fù)測結(jié)果見表 高程平差值及其精度成果表序號點名高程平差值(m)中誤差(mm)1XHQ-G34.119000.002XHQ-BM33.880000.003ZD15.328410.604ZD29.167250.905ZD314.392371.066ZD424.058221.327ZD55.898501.828JMBM13.961251.879JMBM23.635512.0110JMBM34.687762.072.3 加密控制網(wǎng)（點）大橋的施工測量盡可能直接使用首級平面控制

8、網(wǎng)。為了更有利于全橋軸線和全橋豎向線形的控制，在陸域適當(dāng)位置選擇較為穩(wěn)定開闊的地方以及施工平臺或墩臺基礎(chǔ)上布設(shè)平面控制點及高程控制點控制近岸墩臺。施工加密控制網(wǎng)（點）的布設(shè)隨工程施工進度情況以及放樣精度的要求，在首級控制網(wǎng)點的基礎(chǔ)上并與陸域加密控制網(wǎng)（點）聯(lián)測分期布設(shè)加密控制網(wǎng)（點）。施工加密點盡量布設(shè)為強制對中測量墩，以消除每次測量對中誤差及量測儀高等造成的誤差。平面控制網(wǎng)加密點采用與首級控制網(wǎng)同等精度的GPS靜態(tài)相對定位法的觀測方法和數(shù)據(jù)處理方案進行觀測和數(shù)據(jù)處理，確保加密點控制網(wǎng)與首級網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一和測設(shè)精度。高程控制點采用DINI03電子水準(zhǔn)儀二等精密水準(zhǔn)測量，并附合到首級高程控制點

9、。若使用GPS靜態(tài)相對定位法，施測時通過二個時段測量，采用無約束平差（WGS84自由平差法）和約束平差法相結(jié)合，在相關(guān)工程應(yīng)用實例印證下，平原地區(qū)且范圍不大的橋址地區(qū)GPS高程測量精度一般和標(biāo)稱精度一致，能夠滿足本工程要求。我們在施工過程中將以測距三角高程法、二等精密水準(zhǔn)測量為主，輔助以GPS靜態(tài)測量，相互校核。圖2.3-1 施工高程加密測量控制網(wǎng)2.3.1 施工棧橋工期加密控制網(wǎng)（點）把棧橋加密控制點加密到優(yōu)先在海上用鋼管樁搭設(shè)測量平臺上，平面采用GPS靜態(tài)相對定位法和全站儀導(dǎo)線測量校核。為了防止波浪對鋼管樁拍打產(chǎn)生的震動，采用大鋼管樁套小鋼管樁的方法，小鋼管內(nèi)灌注混凝土，使測量平臺不受海浪

10、沖擊的影響，以保證棧橋放樣的準(zhǔn)確。圖2.3.1-1施工棧橋加密控制網(wǎng)2.3.2 基礎(chǔ)施工期加密控制網(wǎng)（點） 鉆孔灌注樁施工平臺的施工過程直接利用首級控制網(wǎng)（點）使用GPS-RTK技術(shù)控制；墩臺施工平臺搭設(shè)后在施工平臺上布設(shè)加密控制網(wǎng)（點），平面測量方法使用與首級控制網(wǎng)同等精度的GPS靜態(tài)相對定位法進行施測，高程使用Leica TCRP1201+全站儀與首級控制網(wǎng)同等精度的測距三角高程法施測；）圖2.3.2-1 承臺施工加密控制點示意圖（門形墩）圖2.3.2-2 承臺施工加密控制點示意圖 2.3.3 墩柱施工期加密控制網(wǎng)（點）承臺基礎(chǔ)砼澆注完成后在承臺頂面建立相應(yīng)的軸線控制網(wǎng)，作為墩柱、支座的施

11、工加密控制點，為了確保極為關(guān)鍵的橋墩的高精度相關(guān)位置關(guān)系，橋墩承臺完成后，應(yīng)將它們的軸線點與橋軸線主點特別相鄰標(biāo)段橋軸控制點進行GPS聯(lián)測，在控制精度內(nèi)調(diào)整，以保證上部墩柱、支座在整橋中的相關(guān)位置精度。測量方法采用與首級控制網(wǎng)同等精度的GPS靜態(tài)相對定位法進行施測，高程使用Leica TC1201+全站儀與首級控制網(wǎng)同等精度的測距三角高程法施測。加密控制網(wǎng)點同時可用來作為基礎(chǔ)的沉降變形觀測點；墩柱施工期間要加強對加密控制網(wǎng)（點）監(jiān)測?！鹃T形墩加密控制網(wǎng)（點）布設(shè)見圖2.3.3-1，單墩加密控制網(wǎng)（點）布設(shè)與圖2.3.3-1類似】。 圖 2.3.3-1：門形墩墩柱施工加密控制點示意2.3.4上部結(jié)構(gòu)施工期加密控制網(wǎng)（點）施工中在使用GPS快速靜態(tài)或RTK定位時，一定要在放樣前加強和已知控制點的比對，這一過程必須貫穿執(zhí)行于本合同段施工全過程。同時要注意GPS失鎖及假鎖現(xiàn)象的發(fā)生，特別要注意GPS假鎖帶來的測量影響。施工平臺上的控制點要加強跟蹤復(fù)測。鉆孔灌注樁施工過程中要加強對施工平臺的監(jiān)測，測量方法使用GPS快速靜態(tài)測量平臺上控制點的平面位置，