孟加拉國帕德瑪大橋施工測量關(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量關(guān)鍵技術(shù)淺析王佑力中鐵大橋局集團第四工程有限公司，江蘇南京210031摘要：簡要介紹孟加拉國帕德瑪大橋施工測量關(guān)鍵技術(shù)，主要包括大橋控制測量、斜樁插打和加密控制點測量以及橋墩結(jié)構(gòu)物施工測量方法。關(guān)鍵詞：測量控制；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1座、引橋上部結(jié)構(gòu)預(yù)制場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平面坐標系統(tǒng)項目業(yè)主方提供GPS平面控制點9個，坐標系統(tǒng)為UTMWGS84Zone46N,本項目中央子午線位于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)計算本項目投影變形比例為1.00056,點位分布十分凌亂，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，建立平面直角坐標系統(tǒng)。大橋平面控制網(wǎng)的起算點采標系方位角(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。大橋獨立施工控制網(wǎng)共有10個控制點，完全覆蓋整個大橋施工區(qū)域。大橋網(wǎng)見圖3制點，完全覆蓋整個大橋施工區(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。以SOB1007、網(wǎng)。南、北岸高程測量采用電子水準儀按照二等水準測量規(guī)范要求，構(gòu)成閉合、附和水準線路?？缃疁蕼y量采用全站儀三角高程測量和電子水準儀測量相結(jié)合的方法?？缃€路長度6Km,充分利用江中島嶼，分為6個測段，精密三角高程測量視線長度最長1.8km,兩臺全站儀對向觀測，雙線過江進行測量。高程網(wǎng)如圖4:鋼樁插打主要采用GPS-RTK測量技術(shù)。通過靜態(tài)測量數(shù)據(jù)，嚴密的平差計算，得出84橢球坐標系和工程獨立坐標系的轉(zhuǎn)換七參數(shù)，設(shè)兩個單機站，進行測量作業(yè)。每根鋼樁分兩節(jié)制造，單節(jié)長度超過50～70m,制造過程嚴格鋼樁軸線的順直，單節(jié)在胎架制造完成后，采用基準線法、弦線法(張拉細鋼絲),檢查鋼樁3個方向旁彎，鋼尺法檢查鋼樁斜樁插打施工測量的主要程序是：測量數(shù)據(jù)計算→平臺定位測量→導(dǎo)向架定位測量→滑道梁頂面樁位控制線測量→第一節(jié)對位測量→第一節(jié)插打過程復(fù)核→第一節(jié)竣工測量→第二節(jié)對位測量→竣工測量。中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(全文版)工程技術(shù)2.1定位平臺測量2.1.1定位標示點用測線和鋼尺在平臺上嚴格的刻畫出兩個定位點，兩個定位連線要通過平臺中心并且與中心等距離分布?？紤]到船位、水流對定位平臺的沖擊、風向等因素，兩個定位標示點盡量布設(shè)在橋軸線兩側(cè)的上游側(cè)和下游側(cè)，如圖5。2.1.2定位平臺定位測量首先對浮吊進行定位測量，指揮平板駁、定位進入指定位置，完成定位平臺粗調(diào)。然后根據(jù)已經(jīng)計算好的平臺定位標示點的設(shè)計坐標，采用GPS-RTK測量法，通過浮吊調(diào)整平平臺位置調(diào)整合格后，插打上下游對稱的兩根定位樁，在定位樁的插打過程中，實時監(jiān)測，進行平臺位置的調(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)計高程，調(diào)平后固定，插打其他4根定位樁。定位平臺與6跟定位樁固結(jié)后，進行竣工測量。2.2導(dǎo)向架安裝測量2.2.1導(dǎo)向架組裝測量在陸地上，用全站儀對導(dǎo)向架四個腳點進行超平處理，在滑道梁頂面上做出A、B、C滑道梁上的標刻線，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)及時修正。2.2.2導(dǎo)向架定位框測量導(dǎo)向架下部的定位框架是一個長為25.115m,寬為8.0m的規(guī)則矩形。定位平臺調(diào)整至設(shè)計高程固定后，在其頂面采用GPS-RTK測量法，放樣四個角點坐標用長卷尺對每兩個腳點的距離進行復(fù)核，如果與以上設(shè)計值相差過大，則重新進行放樣，直到知道數(shù)據(jù)準確無誤。每個定位平臺上放樣三個定位框，共12個點，放樣后，尺量檢查三個定位框的相對關(guān)系。2.2.3導(dǎo)向架安裝測量導(dǎo)向架底部定位框?qū)势脚_頂面已放角點，調(diào)整四角高差。通過測量A滑道梁的特征點坐標進行復(fù)核。2.3第一節(jié)鋼樁定位測量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)計預(yù)偏量由于鋼樁和錘子本身重量很大，對導(dǎo)向架的壓力不能忽視。2019年10月247工程施工根據(jù)上述偏移量進行定位，因水流和水位對鋼樁插打的影響，導(dǎo)致鋼樁無法準確的按理論傾斜度插入土面。根據(jù)樁位竣工資料，對設(shè)計預(yù)偏量進行適當?shù)男拚A(yù)偏值為P。2.3.3平臺高度誤差引起的偏移量由于客觀因素，如水位、機械設(shè)備等，導(dǎo)致定位平臺無法達到設(shè)計標高。導(dǎo)致C滑道頂端處鋼樁中心不在標刻的中心處，會產(chǎn)生一段位移x,在確定油頂位置需要將該位移列入計算中，以保證鋼樁位置的精確性。綜合上述，油頂頂推距離計算公式為：P——預(yù)偏量再修正值(m);X——因平臺高程引起的修正量(m);0.104——滾軸與鋼樁接觸面至量測刻度線距離。B導(dǎo)向由A、C導(dǎo)向內(nèi)插計算。2.3.4第一節(jié)插打過程控制第一節(jié)鋼樁進入導(dǎo)向C、D后，導(dǎo)向B、C、D緊貼鋼樁后，鋼樁的傾斜度測量：利用垂球和鋼尺對每一層導(dǎo)向裝置上進行測量，計算出鋼樁的傾斜度。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，同過圖紙計算理論的樁位到控制線的距離進行比較，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量。第一節(jié)鋼樁靠自重著床后，鋼樁標高測量，計算鋼樁底標高：先通過滑道梁C頂面的高程計算出導(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對鋼樁傾斜度預(yù)偏調(diào)整，測量預(yù)偏量。打樁錘套入第一節(jié)鋼樁后，鋼樁的標高變化測量，計算鋼樁打樁錘插打第一節(jié)鋼樁至導(dǎo)向A上方時，鋼樁的傾斜度、平面位置、標高變化測量，計算鋼樁的頂、底標高。2.3.5第一節(jié)竣工測量第一節(jié)鋼樁插打到位后，利用全站儀觀測及三點求圓法則，推算出鋼樁的實際中心坐標，與設(shè)計值比較得出偏差結(jié)果，利用線陀對鋼樁的傾斜度進行測量，通過最高點和最低點觀測計算樁中心的高程。2.3.6第二節(jié)對接測量將第二節(jié)鋼樁插入限位塊內(nèi)，用游標卡尺不斷丈量頂節(jié)樁底部和底節(jié)樁頂部的距離，多次測量，使圓周上各點位處距離相等，如過出現(xiàn)不等，可以用C導(dǎo)向進行調(diào)節(jié)，以此保證接樁后整體個鋼樁的順直度。第二節(jié)鋼樁與第一節(jié)鋼樁對接焊前、后時，兩節(jié)鋼樁的順直度測量，鋼樁的傾斜度測量：順直度利用靠尺進行檢查，傾斜度測量：導(dǎo)向A、B、C、D緊貼鋼樁后，利用垂球和鋼尺對每一層導(dǎo)向裝置上進行測量，計算出鋼樁的傾斜度。2.3.7鋼樁高程測量控制在錘身精確的畫出刻度線，通過設(shè)計的樁頂高程和其所對應(yīng)的刻度值來推算C滑道梁頂面實際標高時的刻度值，進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)竣工測量第二節(jié)鋼樁插打至設(shè)計標高后，進行鋼樁的傾斜度、平面位置、頂標高測量。由于樁位插打至設(shè)計高程后，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，測量人員無法到達鋼樁頂。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。如果導(dǎo)向架吊開后，在鋼樁周圍搭設(shè)平臺，便于測量人員站立，分出鋼樁的十字線，然后利用GPS對鋼樁頂十字線位置進行坐標測量，計算出樁中心高程面的實測坐標，或三點求圓法求的樁中心位置。為了滿足墩身施工需要，必須要在承臺上采用GPS靜態(tài)定位技術(shù)測設(shè)加密控制點。范B級，加密網(wǎng)按C級網(wǎng)的指標進行施測。外業(yè)測量模式采用高精度雙頻GPS接收機靜態(tài)相對定位作業(yè)模式。觀測基本技術(shù)指標見表1。表1觀測基本技術(shù)指標C同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)有效觀測衛(wèi)星總數(shù)現(xiàn)測寸段數(shù)：時段長度采樣間隔/S低于5mm+1ppm·D的雙頻GPS接收機進行觀測。所用的GPS測量儀器和器具均須按規(guī)范進行檢校。GPS觀測準備，根據(jù)觀測要求、各點的周圍環(huán)境及交通狀況制定GPS觀測作業(yè)實施計劃。在進行GPS觀測之前，首先必須對GPS觀測需用的固定在儀器基座上或天線上的光學對中器、圓水準氣泡進行檢校。GPS作業(yè)方式采用靜態(tài)相對行接收機的架設(shè)、整平，使其對中誤差不得大于2mm;并在每一時段的觀測中間和結(jié)束前，再獨立量測天線高各一次，在各次的限差之內(nèi)取中數(shù)作為最終的天線高結(jié)果。觀測作業(yè)組須按照作業(yè)計劃和技術(shù)指標所規(guī)定的要求進行作業(yè)。對于觀測條件相對較差的控制點，應(yīng)盡量選擇有利的觀測時段，必要時，適當延長觀測時間。觀測員要細心操作，觀測期間防止接收設(shè)備震動，要防止人員和其他物體碰動天線或阻擋信號，并做好GPS外業(yè)觀測記錄。橋墩測量包括橋墩施工放樣、橋墩模板檢查和橋墩竣工驗收。4.1墩身放樣墩身測量采用全站儀坐標法設(shè)站+極坐標法放點。在控制點上架設(shè)全站儀并對中整平，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)測站點的三維坐標，量取并輸入儀器高，輸入(調(diào)入)后視點坐標，照準后視點進行后視。如果后視點上有棱鏡，輸入棱鏡高，可以馬上測量后視點的坐標和高程并與已知數(shù)據(jù)檢核，并檢核第三點已知點坐標，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，應(yīng)用全站儀的放樣功能指揮司鏡員移動棱鏡直至放出點位。測量并記錄現(xiàn)場的該節(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)參考文獻工技術(shù)[J].中國工程科學.2010.12(11):35-39.基礎(chǔ)設(shè)計[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)的所有待放點位。樣的精度及準確性。