郁江雙線特大橋鉆孔樁承臺(tái)及鋼圍堰施工測(cè)量方案

1、郁江雙線特大橋鉆孔樁、鋼圍堰及承臺(tái)施工測(cè)量方案一、 概述南廣鐵路郁江雙線特大橋位于西江航運(yùn)干線貴港至桂平河段上，下游距桂平航運(yùn)樞紐11.5km，上游距貴港航運(yùn)樞紐約98km，處于桂平航運(yùn)樞紐的庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)，水深條件良好，平均水深10m左右，橋位處河面寬400m。橋型為雙塔雙索面斜拉橋，主跨228米，主橋281#-286#墩為主墩，其中283#、284#墩為水中主塔墩，其主塔高103.5米,主橋共84根鉆孔樁,283#、284#墩各20根鉆孔樁，孔徑為2.50米;281#、282#、285#、286#墩各11根鉆孔樁，孔徑為1.50米。主橋長(zhǎng)494.4米,左、右線中心間距4.60米。橋梁設(shè)計(jì)時(shí)速2

2、00公里/小時(shí)。283#、284#主墩索塔承臺(tái)是實(shí)體鋼筋混凝土矩形形構(gòu)造，采用鋼圍堰施工工藝。根據(jù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)情況，鋼圍堰加工決定采用工廠內(nèi)分片制作、水上平臺(tái)上拼裝、大型起重船整體安裝的工藝。二、 施工測(cè)量主要應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)在施工期間，施工測(cè)量主要應(yīng)用國(guó)家、鐵道部頒布的標(biāo)準(zhǔn)如下：21 工程測(cè)量規(guī)范（GB50026-93）。22 新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范（TB1010199）23 國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范（GB12897-91）。24 測(cè)距三角高程測(cè)量規(guī)范。25 郁江雙線特大橋施工圖設(shè)計(jì)（第一至四冊(cè)，2009年5月）三、施工測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng) 本工程施工測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)用如下：1、 平面控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)院提供的工

3、程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，參考橢球參數(shù)采用1954北京坐標(biāo)系橢球參數(shù)。2、 高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程系統(tǒng)3、 施工坐標(biāo)系統(tǒng)郁江橋大致呈東西走向，設(shè)計(jì)院提供的控制點(diǎn)是大地測(cè)量坐標(biāo)系，由于郁江橋是直線橋，為了施工放樣方便、直觀，沿橋軸線方向建立郁江橋的施工局部坐標(biāo)系。（1） 施工坐標(biāo)系的建立以郁江橋梁中心線為X軸，且以東西方向，即里程增大方向?yàn)閄軸的正方向，垂直與橋梁中心線的南北方向?yàn)閅軸，且以上游方向（南方向）為Y軸的正方向，建立橋梁施工坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)為郁江橋的起點(diǎn)DK106+290.1,即以起點(diǎn)的里程作為起點(diǎn)的X坐標(biāo),實(shí)際應(yīng)用時(shí)為方便輸入數(shù)據(jù),起點(diǎn)的X坐標(biāo)用290.1,起點(diǎn)的Y坐標(biāo)為0,但為了避

4、免橋梁中心線里程增大方向的左側(cè)出現(xiàn)負(fù)值,將起點(diǎn)的Y坐標(biāo)加了200,即將X軸左移了200米,這樣在該橋梁施工的范圍內(nèi)Y坐標(biāo)不出現(xiàn)負(fù)值. 圖中XOY坐標(biāo)系為大地測(cè)量坐標(biāo)系，XOY坐標(biāo)系為橋梁施工坐標(biāo)系，為兩坐標(biāo)系縱軸之間的夾角。（2）施工坐標(biāo)系與大地測(cè)量坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換 兩者的轉(zhuǎn)換是以郁江橋中心線的起點(diǎn)DK106+290.1和終點(diǎn)DK106+783.9在大地測(cè)量坐標(biāo)系和橋梁施工坐標(biāo)系的兩套坐標(biāo)求得的.具體坐標(biāo)見(jiàn)下表:橋梁中心線起點(diǎn)和終點(diǎn)兩套坐標(biāo)表點(diǎn) 號(hào)大地測(cè)量坐標(biāo)系坐標(biāo)（m）橋梁施工坐標(biāo)系坐標(biāo)（m）XYABDK106+290.12576630.040529471.045290.100200.000

5、DK106+783.92576789.411529938.419783.900200.000由坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式可得：、=+式中X、Y是橋梁中心線起點(diǎn)DK106+290.1在測(cè)量坐標(biāo)系的坐標(biāo),是橋梁中心線的坐標(biāo)方位角,由設(shè)計(jì)院提供曲線要素算得,是71°1015.64.轉(zhuǎn)換后的控制點(diǎn)的橋梁施工坐標(biāo)見(jiàn)下表：點(diǎn)號(hào)大地測(cè)量坐標(biāo)系坐標(biāo)（m）橋梁施工坐標(biāo)系坐標(biāo)（m）XYXYJ0012576763.230529465.954328.267872.2944J0022576438.110529587.605338.4780419.2782K222576933.893530268.3301142.786116

6、9.7268CPII1272576608.542529957.646743.7227377.3954即在施工放樣中我們用的是控制點(diǎn)的施工坐標(biāo)。若需要某點(diǎn)的測(cè)量坐標(biāo)，又可由其施工坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成大地測(cè)量坐標(biāo)。其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式為：、=+式中的X、Y、與上式中的一樣。（3）施工坐標(biāo)系的應(yīng)用建立橋梁施工坐標(biāo)系是為了施工測(cè)量放樣和上報(bào)測(cè)量資料時(shí)可以直觀地看出其偏差值。即與橋梁中心線平行的任何直線上點(diǎn)的X坐標(biāo)即是與橋梁中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)的里程，Y坐標(biāo)就是與中心線的偏距。四、控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)施工前對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行平面和高程網(wǎng)的復(fù)測(cè)。平面網(wǎng)和高程網(wǎng)均按三等網(wǎng)進(jìn)行，平面用邊角網(wǎng)觀測(cè)，高程網(wǎng)考慮到提供的高程點(diǎn)分布在郁江兩岸，且高差較大

7、，采用的是全站儀三角高程對(duì)向觀測(cè)方法，復(fù)測(cè)結(jié)果與交樁資料相差較小，具體見(jiàn)復(fù)測(cè)報(bào)告。另為控制承臺(tái)之上精度要求高的塔柱等部分，擬在兩岸各建兩個(gè)測(cè)量強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩，以減少測(cè)量放樣誤差。五、鋼圍堰平臺(tái)支撐樁施工測(cè)量1）平臺(tái)支撐樁定位測(cè)量 平臺(tái)樁用全站儀在兩岸的控制點(diǎn)用坐標(biāo)法定位，距離較遠(yuǎn)或視線受擋的地方可在A棧橋適當(dāng)位置增設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行定位。2）平臺(tái)支撐樁竣工測(cè)量平臺(tái)鋼管支撐樁施工完畢后，在任一根鋼管樁上測(cè)出其設(shè)計(jì)頂標(biāo)高，再用水平儀或連通水管法抄出其余樁樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，供處理樁頭用。之后直接測(cè)出樁在設(shè)計(jì)頂標(biāo)高處實(shí)際坐標(biāo)（可用自制十字架找出樁頂中心），編制沉樁竣工資料上報(bào)。六、鉆孔樁鋼護(hù)筒施工測(cè)量1）測(cè)量控制

8、方法概述在兩岸建起的控制觀測(cè)墩上用全站儀坐標(biāo)法控制鋼護(hù)筒的平面位置，在平臺(tái)用事先傳遞的高程標(biāo)記控制鋼護(hù)筒的沉放高度。2）放樣移動(dòng)式導(dǎo)向架安裝線用全站儀架設(shè)在岸邊的一個(gè)觀測(cè)墩上后視另一觀測(cè)墩上的棱鏡標(biāo)志，用坐標(biāo)法在平臺(tái)放樣出護(hù)筒導(dǎo)向架縱、橫梁軸線，用紅油漆標(biāo)記，用以控制護(hù)筒導(dǎo)向架安裝。3）鋼護(hù)筒平面位置精確定位和垂直度控制待導(dǎo)向架安裝好后，用全站儀用坐標(biāo)法在護(hù)筒導(dǎo)向架下層限位架上放樣出過(guò)護(hù)筒理論中心且平行和垂直橋軸線的十字線，并用紅油漆標(biāo)記，以此為依據(jù)控制下層限位導(dǎo)向滑輪，這樣下層限位架處的護(hù)筒中心位置已準(zhǔn)確定出。護(hù)筒吊起進(jìn)入龍口后，用兩臺(tái)全站儀在兩個(gè)對(duì)應(yīng)軸線方向調(diào)整垂直度，垂直度調(diào)好后，用導(dǎo)向

9、架上龍口的限位千斤頂將護(hù)筒固定好。這樣鋼護(hù)筒的平面位置和垂直度已得到準(zhǔn)確控制。在鋼護(hù)筒下沉過(guò)程中，兩臺(tái)儀器全程進(jìn)行監(jiān)控鋼護(hù)筒的垂直度。若儀器直接架在加密的控制點(diǎn)上由于擋視或其它原因不能放樣出下層限位架上過(guò)護(hù)筒理論中心且平行和垂直橋軸線的十字線，則可在下層主梁上事先準(zhǔn)備好的測(cè)量平臺(tái)上增設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，再進(jìn)行測(cè)量放樣。4）高程控制在導(dǎo)向架安裝好后，用水準(zhǔn)儀后視平臺(tái)上加密的高程控制點(diǎn)，在導(dǎo)向架上放樣出鋼護(hù)筒頂高程，并用油漆作上標(biāo)記，作為鋼護(hù)筒沉放高程控制的標(biāo)準(zhǔn)。5）鋼護(hù)筒竣工測(cè)量待鋼護(hù)筒下沉完畢后，解除所有約束，使鋼護(hù)筒呈自由狀態(tài)。護(hù)筒中心偏位可用全站儀直接測(cè)出頂口上大致呈均勻分布的三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算出鋼護(hù)

10、筒的實(shí)際中心位置；也可自制一個(gè)與鋼護(hù)筒直徑相同的十字架，直接測(cè)量十字架的中心坐標(biāo)就是鋼護(hù)筒的實(shí)際中心坐標(biāo)，與設(shè)計(jì)坐標(biāo)相比較可得出偏位（亦可用全站儀放出過(guò)理論中心的縱橫軸線，用油漆標(biāo)記，用弦線和鋼尺量出鋼護(hù)筒頂口偏位）。鋼護(hù)筒的垂直度用全站儀豎絲法測(cè)出垂直度，護(hù)筒頂高程直接由起始平臺(tái)上加密的高程控制點(diǎn)用普通水準(zhǔn)的方法實(shí)測(cè)出鋼護(hù)筒頂高程。七、鉆機(jī)定位測(cè)量在鋼護(hù)筒頂口測(cè)設(shè)出的設(shè)計(jì)縱橫十字絲，其方向線的交點(diǎn)即為設(shè)計(jì)樁位，鉆孔時(shí)可據(jù)此進(jìn)行鉆機(jī)初定位。鉆機(jī)初定位完成后，用全站儀極坐標(biāo)法測(cè)出鉆頭鋼絲繩中心實(shí)際位置，使其偏差符合要求。并用水準(zhǔn)儀測(cè)量鉆機(jī)四角高差，四角高差不能大于5mm。八、鉆孔樁施工測(cè)量 在觀

11、測(cè)墩上用全站儀在樁位放出通過(guò)護(hù)筒中心的四個(gè)控制點(diǎn)，用棉線通過(guò)護(hù)筒的直徑方向交叉定出樁孔中心，沖擊鉆機(jī)就位后，要求底座水平、穩(wěn)固。鉆頭在懸吊狀態(tài)下，起吊天輪中心、鉆頭中心與孔位中心在同一軸線上，其最大偏差控制在2cm以內(nèi)。為控制鉆孔的垂直度，須常測(cè)吊錘鋼絲繩的位置，如超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，必須及時(shí)調(diào)整至合格后方可繼續(xù)向下鉆進(jìn)。鉆孔深度由護(hù)筒頂?shù)臉?biāo)高控制。九、鋼圍堰的結(jié)構(gòu)形式及各參數(shù)283#、284#墩鋼圍堰采用雙壁防撞鋼結(jié)構(gòu)圓端形構(gòu)造，外型尺寸為長(zhǎng)40.6m、寬27.4m，內(nèi)口尺寸比承臺(tái)的平面外形尺寸大10cm，鋼圍堰壁壁厚1.2米,圍堰總高23.2m。圍堰作為承臺(tái)施工時(shí)的擋水和模板結(jié)構(gòu)，鋼圍堰側(cè)壁由鋼板和

12、型鋼焊接組成.鋼圍堰的頂口高程為+34.36m，底口高程為11.16m，承臺(tái)底面高程為14.66m，封底砼厚度3m，承臺(tái)頂高程為19.66m，承臺(tái)砼厚5m，鉆孔樁樁底南寧岸高程為-7.84m，廣州岸為-15.84m.十、鋼圍堰及承臺(tái)施工測(cè)量工藝簡(jiǎn)介圍堰加工采用專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠制造單元，工地分節(jié)段運(yùn)輸至墩位，底節(jié)12塊根據(jù)圍堰拼裝順序測(cè)量放樣出圍堰底節(jié)側(cè)板的輪廓線和平面尺寸控制點(diǎn)的位置進(jìn)行組拼，其組拼順序見(jiàn)圖一。圍堰底節(jié)拼裝好后，接高鉆孔樁鋼護(hù)筒，安裝吊掛系統(tǒng)，對(duì)底節(jié)圍堰進(jìn)行下放，然后在水上接高至圍堰頂節(jié)，利用承臺(tái)外圍的8根定位樁上的導(dǎo)向裝置和在圍堰頂面的橋梁中心線和墩中心線方向布設(shè)的六個(gè)控制點(diǎn)Q1

13、、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6實(shí)現(xiàn)圍堰整體的精確下沉，圍堰底下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高11.16米后，澆筑井壁底部8.2m高混凝土，然后澆注3.0m高封底混凝土.分塊拼裝圖E塊E塊D塊D'塊D塊D'塊隔板A塊B塊C塊A'塊B'塊C'塊定位導(dǎo)向圍堰塊件拼裝平面示意圖 圍堰平面拼裝順序?yàn)橄绕囱b吊裝孔對(duì)角的D'塊然后在按左右交替拼裝.具體拼裝順序?yàn)椋篋'C'EB'DA'CDBEAD' 圖一控制網(wǎng)復(fù)測(cè)及相關(guān)內(nèi)業(yè)計(jì)算其測(cè)量工藝流程如下:8根外圍定位樁的平面位置放樣鋼圍堰分塊拼裝定位測(cè)量放樣鋼圍堰整體精確定位下沉鋼圍堰竣工測(cè)量鋼圍

14、堰封底砼測(cè)量鉆孔樁竣工驗(yàn)收承臺(tái)放樣承臺(tái)竣工測(cè)量十一、鋼圍堰及承臺(tái)的主要技術(shù)要求為了將承臺(tái)平面位置控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，制作的鋼套箱內(nèi)口尺寸比承臺(tái)平面尺寸大10cm，鋼圍堰并作為承臺(tái)施工的外模板。根據(jù)規(guī)范的要求，承臺(tái)施工需達(dá)到的主要技術(shù)要求為：承臺(tái)軸線允許偏差±15mm，承臺(tái)頂面高程允許偏差±20mm，斷面尺寸偏差不超過(guò)±30mm。十二、鋼圍堰測(cè)量控制細(xì)則根據(jù)鋼圍堰、承臺(tái)施工工藝過(guò)程及技術(shù)要求，結(jié)合實(shí)際情況，測(cè)量施工控制如下：（1） 內(nèi)業(yè)計(jì)算加密控制網(wǎng)復(fù)測(cè)資料，計(jì)算鋼套箱、承臺(tái)各特征點(diǎn)及其他有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)，由兩人進(jìn)行對(duì)算復(fù)核，報(bào)監(jiān)理審批。（2）鋼圍堰的平面控制：根據(jù)鋼

15、圍堰設(shè)計(jì)圖紙，在圍堰上共設(shè)置了8個(gè)定位裝置，定位裝置與護(hù)筒有一定的空隙，既有利于鋼圍堰的沉放，又能控制圍堰的平面偏位。（3）鋼圍堰定位測(cè)量定位時(shí)用架設(shè)在觀測(cè)墩上的全站儀（視現(xiàn)場(chǎng)通視條件而定），采用坐標(biāo)法測(cè)量鋼圍堰頂口的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6六個(gè)特征點(diǎn)（見(jiàn)圖二），并與理論值比較，如偏差較大，用定位裝置進(jìn)行調(diào)整，直至鋼圍堰頂口偏位符合要求。 圖二鋼圍堰垂直度及底節(jié)刃腳偏位測(cè)量：在進(jìn)行鋼圍堰頂口定位的同時(shí)，亦進(jìn)行垂直度和刃腳偏位測(cè)量?？刹捎玫醮骨蚧?m長(zhǎng)的專用靠尺測(cè)量鋼圍堰頂口Q1Q6六個(gè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的傾斜度，根據(jù)頂口六個(gè)點(diǎn)處的傾斜度和圍堰高度，計(jì)算出圍堰底節(jié)刃腳偏位,或用水準(zhǔn)儀測(cè)出頂口Q1

16、與Q2，Q3與Q4及Q5和Q6的高差和圍堰的水平尺寸計(jì)算出圍堰的傾斜度。圍堰垂直度和傾斜度符合要求后，固定鋼圍堰。（4） 鋼圍堰竣工測(cè)量鋼圍堰固定后，進(jìn)行竣工測(cè)量，將全站儀架設(shè)在觀測(cè)墩上，采用三維坐標(biāo)法測(cè)量圍堰頂口的四個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)。并用吊垂球或2m長(zhǎng)的專用靠尺或高差法測(cè)量鋼圍堰的傾斜度并上報(bào)相應(yīng)資料。（5） 封底砼測(cè)量封底混凝土施工是鋼套箱施工的關(guān)鍵工序，封底混凝土施工成敗直接影響到后續(xù)承臺(tái)施工。兩主墩鋼圍堰封底混凝土厚度3m，澆注成型后的頂面標(biāo)高為14.66m.封底砼頂面高程的控制：用水準(zhǔn)儀事先在鋼圍堰上及鋼護(hù)筒上相應(yīng)的地方測(cè)設(shè)一定數(shù)量的高程控制點(diǎn)，根據(jù)這些點(diǎn)用測(cè)繩測(cè)量封底砼頂面高程，封底

17、砼澆筑完畢，待圍堰內(nèi)的水抽出后，架設(shè)水準(zhǔn)儀測(cè)量封底砼頂面高程，對(duì)不符合高程要求的進(jìn)行鑿除清理。十三、鉆孔樁的竣工測(cè)量鋼圍堰封底砼澆注完畢，在護(hù)筒上用水準(zhǔn)儀把樁頂?shù)睦碚摳叱谭艠由先?，并做?biāo)記，根據(jù)此標(biāo)記破開(kāi)鋼護(hù)筒，把超出設(shè)計(jì)樁頂高程部分進(jìn)行鑿除。在觀測(cè)墩上或平臺(tái)的轉(zhuǎn)點(diǎn)上架設(shè)儀器測(cè)出每個(gè)鋼護(hù)筒頂面實(shí)際中心坐標(biāo),根據(jù)鋼護(hù)筒頂面到樁頭頂面的高度和鋼護(hù)筒的實(shí)際傾斜度推算出每根樁頭中心的實(shí)際坐標(biāo),計(jì)算偏位,作為鉆孔樁資料上報(bào)。用全站儀采用單向三角高程法將高程引到圍堰底相應(yīng)位置上,作為后視點(diǎn),再用水準(zhǔn)儀驗(yàn)收樁頂高程。并將資料整理上報(bào)。十四、承臺(tái)測(cè)量a) 放樣鋼圍堰作為承臺(tái)的模板，在鋼圍堰頂口放出塔座中心縱橫

18、軸線，通過(guò)吊垂球，放出承臺(tái)底口設(shè)計(jì)中心縱橫軸線，供綁扎鋼筋用。承臺(tái)高程控制：在鋼圍堰內(nèi)壁上將承臺(tái)頂、底口的高程，用水準(zhǔn)儀放樣上去，并用油漆作標(biāo)記。b) 竣工測(cè)量 砼澆注完畢后，架設(shè)全站儀于控制點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，測(cè)出各特征點(diǎn)的實(shí)際三維坐標(biāo)，整理資料進(jìn)行上報(bào)。在承臺(tái)澆注砼前在承臺(tái)上游、下游、東、西軸線上相應(yīng)位置預(yù)埋4個(gè)銅頭觀測(cè)點(diǎn)并測(cè)設(shè)高程及平面坐標(biāo)，可作為以后的變形觀測(cè)點(diǎn)，在承臺(tái)砼凝固后放出塔座軸橫縱線點(diǎn)，作好標(biāo)記。十五、儀器設(shè)備及現(xiàn)有人員名稱型號(hào)數(shù)量狀況備注全站儀NIKON-DTM350、SOKKIA-SET1XNTS-312R3良好水準(zhǔn)儀DSZ2（配銦鋼尺）1良好編號(hào)姓名職稱職務(wù)備注1劉國(guó)壽高級(jí)工程師技術(shù)顧問(wèn)2喻建武工程師主任3 王世均高級(jí)工測(cè)量員現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)、資料管理員4魏征中級(jí)工測(cè)量員現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)、資料