某高速铁路系杆拱钢管拱吊装测量监控

**高速铁路工程土建**项目部**桥段（DK1171+750-DK1199+750）系杆拱钢管拱吊装施工测量方案编制：审核：监理：**高速铁路土建**段一工区第二作业区2009年6月一、编制依据1、《新建铁路工程测量规范》(TB10101-99)2、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）3、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）4、跨**运河钢管拱安装施工方案二、工程概述采用“先拱后梁”的施工方法，即先进行系梁0#现浇段和拱脚预埋段的施工，同时在岸边设置拼装场地，将钢拱整体预拼，然后整体安装施工，在吊装过程中，既要控制拱肋的平面位置及标高，又要监测拱脚的水平位移。测量采用全站仪、水准仪等仪器现场观测，利用测量控制网实施监控。三、测量组织管理机构跨**运河系杆拱施工测量人员表序号姓名职务职称职责1赵战第二作业工区总工工程师高级工程师总负责六标段一工工区第二作业业工区的技术术质量工作2谢文祥第一作业队技术主管工程师总负责系杆拱现场场施工技术管管理3郎泽俊第二作业工区测量量组长工程师负责第二作业工区区测量工作4周玖利第一作业队测量组长工程师负责系杆拱施工过过程中的测量量工作5其它测量员6名测量员负责系杆拱现场施施工测量工作作四、测量仪器配置跨**运河系杆拱主要测量设备配置表序号设备名称型号数量备注1全站仪TC12011台2全站仪TC8021台3水准仪DSZ21台4电子水准仪DNA031台五、钢管拱吊装过程中的测量控制5.1测量控制网布设施工测量是拱肋架设过程中的关键技术，钢拱吊装施工技术复杂、难度大，测量项目多。根据拱桥的结构特点，钢拱的安装测量在整个施工过程中的地位极为重要，不仅关系到拱跨结构的安全，而且还直接影响到合拢后桥梁结构的质量优劣为方便拱肋的测量监控，架拱前应在拱肋两端运河河堤上布设控制点，与原来两岸CPII控制点形成一个控制网，作为拱肋架设过程线形控制及以后拱肋线形监控的观测点。5.2钢管拱桥安装过程中要观测以下几个项目：(1)观测拱肋平面位置即轴线方向；(2)观测拱肋的标高；(3)监测拱脚的水平位移；5.3拱座处预埋件几何尺寸特别是起拱线处检查、调整。在安装前对桥台进行一次全面的测量复核，检查桥台的平面尺寸、高程、预埋件的位置，角度是否符合设计要求，特别是起拱线处的高程和跨径，允许偏差不得超过《工程测量规范》中的要求，并将拱脚截面的平竖轴线放于截面上。在钢管拱立体段吊装前，对已完工的下部结构进行全面检查。特别是预埋件部分的检查。5.4钢拱肋预拼前大样检查及预拼后的核查。预拼前，用全站仪检查预拼段钢管拱大样是否与设计坐标相符，起监测作用。预拼后，对预拼的立体段进行全面检查：联体钢管拱的拱轴线、截面尺寸、吊杆位置及倾斜、桁架节段长度等。5.5拱段预拼测量及拱段安装过程的平面控制为确保拱肋加工及安装的精度，本桥拱肋段出厂前进行了整体预拼，预拼的精度高低是确保拱肋线形正确的最有力措施。场地拼装过程中用光电测距仪对拱肋上下缘坐标点进行精确的测量，使之与计算坐标一致。场地拼装完成并验收合格后，即可开始在拱段上标记特征点，沿钢管拱轴线1/8、1/4、1/2、3/4、8/7及拱角连接处拱顶各布置一观测点，将这7个点连成一条直线即为该拱肋的理论轴线。首先计算出两端拱脚的设计坐标和线路前进方向的方位角，安装拱肋并调整标高时，由于该点随着拱段的位置变化而变化，所以全站仪的棱镜将沿此直线上的观测点移动，测量有关数据，在CAD中进行展点，与设计拱脚的坐标方位角进行比较，量取横向偏移量，进行各拱段的位置调整。5.6控制轴线观测点布置图如下：5.7拱肋段安装过程的高程控制根据设计图提供的拱肋悬链线方程，计算出拱肋理论里程点标高，结合设计图提供的荷载预拱度和监控单位提供的安装预拱度，得出安装时钢管各拱段前点的安装坐标（水平距离对应的高程值），该安装坐标表达的是拱肋合拢放松扣索前拱肋各点的理论坐标。根据安装方案，拱肋安装时各段之间的标高是相互影响的，因此在拱段安装时应考虑该影响所带来的标高变化，否则造成拱肋线形满足不了设计要求。5.7.1测量过程采用全站仪中间法三角高程测量，已知A点高程HA，要求得B点高程HB,可在AB间任意处架设全站仪于点C（点C的位置最好选在AB连线中间通视良好处），先在已知点A上架设棱镜，观测记录AC段距离DAC（斜距SAC）、竖直角αAC、仪器高iC和目标高lA。在将A点棱镜移置B点观测记录BC段距离DBC（斜距SBC）、竖直角αBC和仪器高iC和目标高lB。有:AC段HC=HA+DAC*tanαAC+iC-lA或HC=HA+SAC*sinαAC+iC-lA（1）BC段HC=HB+DBC*tanαBC+iC-lB或HC=HB+SBC*sinαBC+iC-lB（2）将式（1）代入式（2）lA＝lB整理得：HB=HA+DAC*tanαAC-DBC*tanαBC或HB=HA+SAC*SinαAC-SBC*SinαBC（3）通过式（3）可以看出不量仪器高、棱镜高的三角高程测量方法就是欲求的点A和点B的高差自行消除了仪器高和棱镜高，不存在仪器高和棱镜高的量取误差，提高了三角高程的测量精度。5.7.2具体作业方式如下图：vBS2△h2△h1S1α2vα1A采用不量仪器高、棱镜高的三角高程测量方法进行控制点上桥测量，测量使用的全站仪测角精度不低于1″、测距精度不低于2mm+2ppm×D。将后视棱镜架设在引测水准点上，并固定棱镜高度，全站仪架设在距离引测水准点不大于10m的地方，观测后视点的距离和垂直角，后视点观测完成后,将后视点棱镜保持高度不变移至桥墩高程控制点上作为前视点观测距离和垂直角，测量过程中应保持仪器稳定,棱镜高度不变，否则应重新安置仪器并重新观测。每个测站要采用不同仪器高度测量2次，2次测量的高差互差应小于±1mm。测站至后视点的计算高差反号与至前视点的计算高差之和即为后视水准点与前视点之间的高差，计算时不考虑仪器高和棱镜高度。不量仪器高、棱镜高三角高程测量外业观测技术要求应符合下表的规定。上桥视线长度（m）距离测量测回数距离每测回读数次次数距离测量测回互差（mm）竖直角测回数竖直角测回互差（″）测回间指标差互差（″）≤100242457参照上海市测绘院与同济大学在上海市磁悬浮快速列车轨道梁高程传递施工中的实践,采用不量仪器高的三角高程测量方法进行控制点上桥测量,当上桥视线长小于100m,竖直角小于28°的情况下,采用该方法将地面高程传递到桥梁上的高程测量中误差可达到±1mm的精度。（参考文献：张仰燖等“不量仪器高、棱镜高的三角高程测量”测绘通报2002年9期)三角高程测量计算取位距离(mm)竖直角（″）