蘇通大橋施工測量方案

1、蘇通大橋施工測量方案1. 總體情況規(guī)?？涨啊h(huán)境復(fù)雜、重大技術(shù)難點(diǎn)多、要求標(biāo)準(zhǔn)高、施工標(biāo)段和施工單位多，是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)工程，必須作到萬無一失。為了達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，要充分利用高新技術(shù)，因地制宜進(jìn)行創(chuàng)新。該橋規(guī)模宏大，施工構(gòu)筑物，特別是極為關(guān)鍵的主塔及基礎(chǔ)離岸上測量控制點(diǎn)很遠(yuǎn)（達(dá)3km多），加之橋位區(qū)域氣象復(fù)雜，常年多霧多風(fēng)，水深流急，還有潮涌，地質(zhì)穩(wěn)定性差，諸多不利因素給施工測量帶來困難。為了保證施工高質(zhì)量順利進(jìn)行，應(yīng)采取周密措施，動(dòng)員多種手段進(jìn)行工程測量?；痉桨甘牵篏PS衛(wèi)星定位+全站儀+水準(zhǔn)測量。這三種手段應(yīng)充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，互為補(bǔ)充克服存在的劣勢，互相檢驗(yàn)，形成有機(jī)的整體系統(tǒng)，保證工

2、程各環(huán)節(jié)萬無一失。GPS無需通視，不受距離限制，布點(diǎn)靈活，全天候作業(yè)，全自動(dòng)快速高效，平面定位精度高；其RTK技術(shù)更為方便，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)甚至動(dòng)態(tài)測量。這些特點(diǎn)非常適于該大橋的實(shí)際情況，對保障施工是理想手段。但是GPS技術(shù)也有其局限性，要求觀測區(qū)域天空開闊少阻擋，電磁干擾少，對施工機(jī)具和塔架林立的工地來說，受到一定限制；特別是高程測量精度較低，對高程精度要求高的施工環(huán)節(jié)往往顯得美中不足。但是我們只要采取適當(dāng)措施，就可充分發(fā)揮其優(yōu)勢。例如在適當(dāng)位置布置GPS控制點(diǎn)，再用常規(guī)方法進(jìn)行施工測量；可靈活采用精度適宜的作業(yè)方式；用已知控制點(diǎn)通過曲面擬合求定高程異常，可以提高高程精度。全站儀精度穩(wěn)定可靠，

3、受電磁環(huán)境制約較少，但是受天氣和通視影響大，觀測距離也不能太大。可以說全站儀與GPS優(yōu)勢互補(bǔ)。用全站儀作業(yè)解決GPS無法觀測的某些環(huán)節(jié)，也可用以檢驗(yàn)GPS的定位結(jié)果，用外部檢驗(yàn)保證可靠性。當(dāng)然全站儀用于電磁波三角高程，特別是近地面（尤其是近水面）大氣折射影響嚴(yán)重，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的氣象改正和對向觀測或?qū)ΨQ觀測措施。水準(zhǔn)測量對高精度高程觀測是必不可少的手段，對近距離施工測量 也很方便。但受距離、高差等制約有時(shí)顯得很不方便。2. 控制網(wǎng)復(fù)測首級控制網(wǎng)是保證全橋整體性的關(guān)鍵基礎(chǔ)，鑒于該橋控制網(wǎng)規(guī)模超大，加之橋位區(qū)域穩(wěn)定性差，必須對首級控制網(wǎng)進(jìn)行超常規(guī)復(fù)測。2.1 復(fù)測時(shí)間橋墩基礎(chǔ)施工前期進(jìn)行一次；墩臺(tái)身施

4、工快完成前，即墩、臺(tái)頂帽竣工進(jìn)行一次；對使用頻繁的關(guān)鍵控制點(diǎn)應(yīng)半年作一次局部復(fù)測。2.2 復(fù)測方法2.2.1 全網(wǎng)復(fù)測按建立首級控制網(wǎng)的方案進(jìn)行；局部復(fù)測用GPS靜態(tài)相對定位法，作業(yè)儀器不少于3臺(tái)。2.2.2 高程控制網(wǎng)全網(wǎng)復(fù)測按建立首級網(wǎng)方案；局部復(fù)測視情況可用精密水準(zhǔn)或電磁波三角高程。2.3 復(fù)測組織實(shí)施全網(wǎng)復(fù)測應(yīng)統(tǒng)一組織，按整體方案進(jìn)行；局部復(fù)測由施工單位自行組織，但各單位之間要及時(shí)交換資料，對變化的情應(yīng)適當(dāng)處理；跨江高程復(fù)測由承擔(dān)主墩工程的兩單位協(xié)同進(jìn)行。3. 控制網(wǎng)加密為了方便施工，以首級控制網(wǎng)為基礎(chǔ)按施工需求，在近岸適當(dāng)位置（包括測量平臺(tái)和施工平臺(tái)）建立一定數(shù)量的施工控制點(diǎn)，供施工

5、放樣和監(jiān)測使用。平面控制點(diǎn)以GPS靜態(tài)相對定位施測；高程控制點(diǎn)用電磁波三角高程施測?？刂凭W(wǎng)加密視工程進(jìn)展的需要分期靈活布置，不必一次完成；在施工進(jìn)程中要經(jīng)常性地對施工控制點(diǎn)進(jìn)行檢測，主要通過與首級控制點(diǎn)連測進(jìn)行檢測。4. 主塔基礎(chǔ)施工測量主塔離岸控制點(diǎn)達(dá)3km之多，江面常年多霧，氣象復(fù)雜，通視困難，若在施工進(jìn)程中完全用全站儀等光學(xué)儀器進(jìn)行施工測量，存在較多困難，結(jié)合實(shí)際情況，充分發(fā)揮“GPS+全站儀”的優(yōu)勢，保證施工順利進(jìn)行。當(dāng)前GPS靜態(tài)相對定位精度可達(dá)GPS RTK定位精度可達(dá)，根據(jù)該橋的實(shí)際情況，允許在主塔基礎(chǔ)附近設(shè)置測量平臺(tái)，并作為防撞設(shè)施，這就為“GPS+全站儀”提供了很好條件。4.

6、1 鉆孔樁施工測量鉆孔樁施工平臺(tái)塔建過程中可以用GPS RTK進(jìn)行定位，定位速度快，針對該橋水深流急氣象復(fù)雜的情況，RTK可實(shí)時(shí)提供動(dòng)態(tài)變化，使平臺(tái)能準(zhǔn)確定位。測量平臺(tái)的搭建，初步定位可用RTK，一旦建成，可用“GPS靜態(tài)相對定位十全站儀電磁波三角高程”高精度確定其空間位置，作為放樣和檢測的依據(jù)。在使用過程中也可經(jīng)常用該辦法與高等級控制點(diǎn)連測，檢驗(yàn)其穩(wěn)定性。鉆孔樁的施工，可以用“GPS靜態(tài)相對定位+全站儀三角高程”在平臺(tái)上測設(shè)樁位軸線控制點(diǎn)，并定期以高級控制點(diǎn)檢測其穩(wěn)定性；樁位放樣可以以平臺(tái)上的軸線控制點(diǎn)用全站儀或鋼尺，用常規(guī)辦法進(jìn)行；鉆孔平臺(tái)在洪水期和大風(fēng)浪涌情況下可能發(fā)生移位變形，緊急情況

7、下可用GPS RTK對其進(jìn)行監(jiān)控，以便采取應(yīng)急措施。4.2 鋼吊箱圍堰與承臺(tái)施工鋼吊箱圍堰的施工中，一般情況下以施工平臺(tái)和測量平臺(tái)控制點(diǎn)為依據(jù)，用全站儀進(jìn)行定位作業(yè)。施工中的錨碇系統(tǒng)，可以用GPS RTK放樣定位，并用全站儀進(jìn)行檢核；在吊箱拼裝定位、底板施工、封底混凝土施工的關(guān)鍵階段，考慮到外界條件（水位、水流、浪涌、風(fēng)等）的影響，可以用GPS RTK隨時(shí)監(jiān)控錨碇系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)變化，以便施工中采取應(yīng)急措施。在吊箱施工定位完成到封底砼強(qiáng)度達(dá)到要求前的一個(gè)階段內(nèi)，對圍堰在特殊惡劣條件下的穩(wěn)定性，也可以用GPS RTK進(jìn)行監(jiān)測，確保萬無一失。承臺(tái)施工，包括承臺(tái)的竣工測量，均可用“GPS靜態(tài)相對定

8、位十全站儀”進(jìn)行工作；在承臺(tái)施工完成后，用同樣辦法在承臺(tái)上按設(shè)計(jì)建立主塔軸線控制點(diǎn)，作為主塔施工的依據(jù)。4.3 關(guān)于GPS高程的問題在深水基礎(chǔ)施工中，由于離岸遠(yuǎn)，加上氣象條件影響，電磁波三角高程傳遞比較費(fèi)事，在某些特定情況下，急需知道施工高程。在施工測量中GPS可以高精度提供平面位置，但是獲取的高程數(shù)據(jù)誤差較大。為了提供精度較高的高程數(shù)據(jù)，可以用二次曲面擬合的辦法解決高程異常問題。以岸上水準(zhǔn)點(diǎn)和施工中建立的平臺(tái)（施工平臺(tái)、測量平臺(tái)）高程控制點(diǎn)作為依據(jù)，進(jìn)行二次曲面擬合，以求取橋址區(qū)域點(diǎn)的高程異值。點(diǎn)的高程異常為（1）式中H大地高正常高擬合式為：（2）其中擬合系數(shù)；點(diǎn)的平面坐標(biāo)。用6個(gè)以上已知點(diǎn)

9、的高程異常值，即可用最小二乘法解算擬合系數(shù)；對待定點(diǎn)，用其平面坐標(biāo)即可求取其高程異常值，從而獲得其高程值。設(shè)有個(gè)控制點(diǎn)，已知其正常高和GPS大地高，由（2）式出發(fā)，用矩陣形式表示：（3）其中（4）最小二乘法求解矩陣（5）式中為已知點(diǎn)高程異常的權(quán)陣。對于待定點(diǎn)，用（5）式解出的擬合系數(shù)及點(diǎn)的、坐標(biāo)，用（2）式即可求出其高程異常值，進(jìn)而與點(diǎn)的GPS大地高用（1）式求出點(diǎn)的高程。為了削弱衛(wèi)星軌道徑向誤差帶來的GPS大地高誤差，以上擬合系數(shù)可以是固定的，但是已知點(diǎn)的GPS大地高，應(yīng)該使用當(dāng)次連測定位時(shí)的大地高。對于位于平原地區(qū)，且范圍不大的橋址區(qū)來講，該辦法獲取的高程數(shù)據(jù)一般情況下與GPS設(shè)備標(biāo)稱的高

10、程精度相當(dāng)，即當(dāng)前所說的：在該橋施工過程中，我們將掌握大量GPS+全站儀（包括水準(zhǔn)儀）的數(shù)據(jù)、通過解算和統(tǒng)計(jì)分析，將得到全面系統(tǒng)的高程異常數(shù)據(jù)，對這些結(jié)果的深入研究，為我們今后在大型工程中更好應(yīng)用GPS進(jìn)行高程測量提供更科學(xué)的辦法，這是一個(gè)非常有意義的課題。GPS大地高測量還可用于橋塔基礎(chǔ)的沉降觀測，我們可以用多個(gè)已知點(diǎn)對塔基進(jìn)行連測獲取觀測點(diǎn)對已知點(diǎn)的大地高差，因?yàn)槭歉卟睿瑥亩魅趿诵l(wèi)星軌道的徑向誤差的影響，只要運(yùn)用雙頻儀器，并作氣象改正，用好的計(jì)算模型是可以獲取具有一定精度的沉降數(shù)據(jù)的。5. 主塔施工測量5.1 主塔控制基點(diǎn)如4.2所述，承臺(tái)竣工后即可用“GPS靜態(tài)相對定位+全站儀”在承臺(tái)

11、頂面建立主塔軸線控制點(diǎn)，作為塔柱施工的平面控制基點(diǎn)；用電磁波三角高程在承臺(tái)頂面建立塔柱高程傳遞基點(diǎn)。5.2 塔柱和軸線投測放樣在塔柱分節(jié)段施工過程中，用“精密天頂基準(zhǔn)線法”把塔柱軸線逐層投測上去，作為立模依據(jù)。為了檢驗(yàn)軸線投測可靠性，可以用GPS靜態(tài)相對定位法進(jìn)行檢核。5.3 塔柱高程傳遞在塔柱施工過程中，在關(guān)鍵部位如下塔柱、橫梁、中塔柱、上塔柱等部位設(shè)點(diǎn)用電磁波三解高程檢測其高程，并按設(shè)計(jì)進(jìn)行誤差調(diào)整，防止誤差積累。5.4 斜拉索導(dǎo)管定位測量依據(jù)主塔投測軸線及高程傳遞進(jìn)行定位，用全站儀檢測。5.5 主塔垂直度檢測在主塔不同高度埋置棱鏡，用全站儀“測距+軸線投測”法檢測主塔垂直度。6. 主橋鋼箱梁架設(shè)測量主橋鋼箱梁架設(shè)施工中橋軸線和高程測量以橋軸中心控制點(diǎn)和主塔橫梁高程控制點(diǎn)為依據(jù)，用“全站儀+水準(zhǔn)測量”進(jìn)行。由于該橋跨度大，水準(zhǔn)測量視距不能太長，可以視現(xiàn)場實(shí)際，在適當(dāng)位置布置水準(zhǔn)工作基點(diǎn)或用電磁波三角高程。主梁架設(shè)合攏前可以用GPS RTK監(jiān)控其橫向穩(wěn)定性，特別是大風(fēng)天氣或其他惡劣因素，可以進(jìn)行不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測。7. 引橋及其他構(gòu)筑物施工測量引橋及其他構(gòu)筑物的施工測量可因地制宜分別采用GPS、全站儀、水準(zhǔn)儀進(jìn)行，也可用