沉降观测论文

PAGEPAGE1桥涵沉降观测论文1桥位概况湘府路立交特大桥位于湖南长沙市雨花区黎托乡,桥址地势平坦开阔，多辟为农田及居民区，区内水塘零星分布，桥位于DK913+281.5处跨规划湘府路，桥址位于河流阶地区，植被发育，与武广铁路并行，道路众多，交通便利。地质资料1.1根据本次勘测资料揭示河流地表层为第四系全新统冲洪积层（Q1a1+p1）粉质粘土、中砂、细圆砾土，下伏基岩为白系上统东塘组（Kdn）泥质砂岩。1.2.沉降变形测量1.3沉降变形测量有助于预测线下工程最终沉降量和工后沉降，合理确定无碴轨道铺设时间，确保无砟轨道结构的铺设质量。1.4沉降变形观测工作以垂直位移观测为主、变形测量的高程系统应采用1985国家高程基准、结构物的变形监测应建立独立的变形监测网，覆盖范围一般不宜小于4公里，基准点选择应优先考虑利用CPI、CPII和水准基点。1.5结构物的变形监测应充分利用CPI、CPII和水准基点作为水平和垂直位移监测的工作基点。2测量等级及精度要求本线沉降变形测量按三等规定执行，对于技术特别复杂工点，可根据需要按二等的规定执行。沉降变形测量等级垂直位移测量水平位移观测沉降变形点的高程中误差（mm）相邻沉降变形点的高程中误差（mm）沉降变形点点位中误差（mm）二等±0.5±0.3±3.0三等±1.0±0.5±6.02.1垂直位移监测网主要技术要求按下表执行表2.1.1垂直位移监测网技术要求等级相邻基准点高差中误差（mm）每站高差中误差（mm）往返较差、附合或环线闭合差（mm）检测已测高差较差（mm）使用仪器、观测方法及要求二等0.50.130.30.5DS05型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》一等水准测量的技术要求施测。三等1.00.30.60.8DS05或DS1型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》二等水准测量的技术要求施测。2.2水平位移监测网主要技术要求本线水平位移监测按三等规定执行，对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点，可根据需要按二等的规定执行。表2.2.2水平位移监测网技术要求等级相邻基准点的点位中误差（mm）平均边长（m）测角中误差（"）最弱边相对中误差作业要求一等±1.5＜300±0.7≤1/250000按国家一等平面控制测量要求观测＜150±1.0≤1/120000按国家二等平面控制测量要求观测二等±3.0＜300±1.0≤1/120000按国家二等平面控制测量要求观测＜150±1.8≤1/70000按国家三等平面控制测量要求观测三等±6.0＜350±1.8≤1/70000按国家三等平面控制测量要求观测＜200±2.5≤1/40000按国家四等平面控制测量要求观测四等±12.0＜400±2.5≤1/40000按国家四等平面控制测量要求观测3沉降变形测量点的布置要求3.1沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点三类，其布设按下列要求：基准点，要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII和二等水准点，增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。工作基点，要求这些点埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点。工作基点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。沉降变形点，直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。3.2每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。为验证监测网基准点和工作基点的稳定性，需要定期进行复测，一般地区按每6个月进行1次，在区域沉降地区每3个月进行1次复测；在观测过程中发现工作基点变化也应及时进行复测。4测量工作基本要求4.1水准基点使用时应作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。4.2每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正，并保留检验记录。4.3每次沉降变形观测时应符合：严格按水准测量规范的要求施测。首次（即零周期）观测应进行往返观测，并取观测结果的中数，经严密平差处理后的高程值，作为变形测量初始值。参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应实行“五固定”原则（即“固定水准基点和工作基点、固定人员、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”），以提高观测数据的准确性。观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。成像清晰、稳定时再读数。随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。4.4针对低矮桥墩、异型桥墩，空间小，尺子不能直立的情况，我队采用从承台顶面植筋、50cm*50cm砼面跟地面齐平方式、以便于观测。4.5测段观测完成后数据，必须及时整理观测数据。4.6在观测过程中，应做好一些重点信息的记录，如对架梁、运梁车通过施工荷载的记录，天气情况，地下水影响情况的记录，利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。5测量工作具体要求5.1水准网的观测按照国家二等水准施测，对线下工程变形点的观测应采用闭合或附合水准路线，水准路线经过的工作基点或基准点数量不得少于两个。5.2水准仪使用天宝数字电子水准仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15″。仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。5.3外业测量一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。观测测站限差的设置、观测成果的重测和取舍按现行相关国家规范及铁路行业标准有关要求执行。5.4观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行：往测：奇数站为后—前—前—后偶数站为前—后—后—前返测：奇数站为前—后—后—前偶数站为后—前—前—后5.5每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。5.6观测前30min，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于电子水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。5.7自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。5.8观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用3kg以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。5.9当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测。5.10数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的中南大学沉降观测软件进行平差、报表生成。5.11元件保护要求：我队应成立专门小组，进行元器件的埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。元件埋设时应根据现场情况进行编号，制定保护措施并认真执行，确保元器件不因人为、自然等因素而破坏。元器件埋设后，制作相应的标识或标牌，并对元器件进行编号6.桥涵工程沉降变形观测技术要求6.1观测点的设置原则6.1.1桥梁变形观测以墩台基础的沉降和预应力砼梁的徐变变形为主,涵洞变形观测包括涵洞自身及涵顶填土沉降观测。端承桩桥墩选择10%~30%典型墩台监测，摩擦桩墩台均设置承台观测标、墩身观测标。6.1.2承台观测标：设置两个观测标，观测标-1设置于承台左侧小里程角上，观测标-2设置于承台右侧大里程角上。承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。6.1.3墩身观测标：观测点数量每墩1~2处，墩高小于14m，原则上设两处，也可设一处，且位于大里程方向，墩身中线左侧1m处；墩高大于14m，设两处，位于墩身两侧；具体位置见右图。桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右。当墩身较矮立尺困难时，桥墩观测标位置可降低或设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。6.1.4桥台观测标：原则上应设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。6.1.5梁体观测标：对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁，每30孔选择1孔设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。支架现浇梁逐孔设置观测标。移动模架施工的梁，对前6孔进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。验证达到设计要求后，可每10孔选择1孔设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。观测点布置简支梁的一孔梁设置观测标6个，分别位于两侧支点及跨中；连续梁上的观测标，根据不同跨度，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置，3跨以上连续梁中跨布置点相同，详见附图。钢结构桥梁梁部不存在徐变，为了观测变形，每孔设置6个观测标，分别在支点及跨中设置。箱型桥应设置沉降观测标，观测标设置范围：中间及两端各2个，共6个。6.1.6涵洞自身沉降观测需要在涵洞边墙两侧布置沉降观测点，测点数量不少于4个。涵顶填土沉降观测参照路基地段沉降观测点布置方式，采用在涵顶线路中心位置埋设沉降板进行观测的方式。6.1.7桥梁梁部水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如图6.1.6.1所示，其中测点1，2，3，4构成第一个闭合环，测点3，4，5，6构成第二个闭合环。图6.1.6.1桥梁梁部沉降观测水准路线示意图6.1.8桥梁墩台水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线。沉降观测点位布设于墩台两侧，水准路线观测示意图如图6.1.7.1所示：图6.1.7.1桥梁墩台沉降观测水准路线示意图7观测元件与埋设技术要求7.1承台观测标沉降观测桩：选择Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线，埋置深度不小于0.1m，高出埋设表面3mm，表面做好防锈处理。完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。图7.1.1承台观测标设置7.2墩身观测标：采用定制的φ10mm带球头不锈钢观测标。观测标打孔埋设，埋置深度10cm以上，外露5cm。 图7.2.1墩身观测标设置8观测技术要求8.1从承台施工完成后，就要开始进行沉降首次观测，承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。随施工的逐步进行依次进行墩身、桥台、梁体的变形观测。8.2沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的桥梁施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行，不能影响桥梁施工质量。8.3观测精度要求：桥涵基础沉降和梁体徐变沉降变形的观测精度为±1mm，读数取位至0.01mm。8.4观测频次要求：墩台沉降、梁体顺向变形、涵洞沉降观测频次按《无渣轨道铺设条件评估技术指南》执行，分别见下表8.5.1，8.5.2，8.5.3。8.5梁体徐变量计算：对于梁体的徐变变形观测，每孔梁支点之间的梁体徐变变形应以两支点的连线为基准线进行观测计算，由于下部结构沉降变形的影响，该基准线的位置会发生变化，梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方法计算取得，垂直距离差值就是梁体徐变变形量。对进行徐变观测的预制梁，在梁场内严禁双层存梁。对进行徐变观测的现浇梁，观测期内，梁上禁止堆放杂物及其他荷载，测量期间，禁止车辆通行。

表8.5.1：墩台沉降观测频次观测阶段观测频次备注观测期限观测周期墩台基础施工完成设置观测点墩台混凝土施工全程荷载变化前后各1次或1次/周承台回填时，测点应移至墩身或顿顶预制梁桥架桥前全程1次/周预制梁架设全程前后各1次附属设施施工全程荷载变化前后各1次或1次/周桥位施工桥梁制梁前全程1次/周上部结构施工中全程荷载变化前后各1次或1次/周附属设施施工全程荷载变化前后各1次或1次/周架桥机（或运梁车）通过全程前后各1次至少进行2次通过前后的预测桥梁主体工程完工至无咋轨道铺设前≥6个月1次/周岩石地基的桥梁一般不少于2个月无咋轨道铺设期间全程1次/天无咋轨道铺设完成后24个月0～3个月1次/月工后沉降长期观测4～12个月1次/3个月13～24个月1次/6个月注：观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。8.5.2：梁体竖向变形沉降观测频次观测阶段观测频次备注观测期限观测周期梁体施工完成设置观测点预应力张拉期间全程张拉前后各1次测试梁体弹性变形桥梁附属设施安装全程安装前后各1次预应力张拉完成～无咋轨道铺设前≥6个月1次/1、3、5d，后期1次/周无咋轨道铺设期间全程1次/天无咋轨道铺设完成后24个月0～3个月1次/月残余徐变变形（长期观测）4～12个月1次/3个月13～24个月1次/6个月注：测试梁体竖向变形时，应同时记录梁体荷载状态、环境温度及天气日照情况。

8.5.3：涵洞沉降观测频次观测阶段观测频次备注观测期限观测周期涵洞基础施工完成设置观测点涵洞主体施工完成全程荷载变化前后各1次或1次/周观测点移至边墙两侧洞顶填土施工全程荷载变化前后各1次或1次/周架桥机（或运梁机）通过全程前后至少进行2次通过前后的观测涵洞完工～无咋轨道铺设前≥6个月1次/周岩石地基的涵洞，一般不宜少于2个月无咋轨道铺设期间全程1次/天无咋轨道铺设完成后24个月0～3个月1次/月工后沉降长期观测4～12个月1次/3个月13～24个月1次/6个月注：测试涵洞沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。9观测元器件编号及标识9.1承台、墩身、梁体、涵洞采用统一的编号及标识。9.2承台、墩身、桥台编号承台、墩身沉降观测标编号：桥中心里程-**墩身（承台）1（2）。如DK123+456-25D1大桥中心为123+456桥的25号墩身左侧沉降标。桥台沉降观测标编号：桥中心里程-桥台1（2、3、4），字母顺序依次表示小里程到大里程、左侧到右侧。如DK123+456-T1大桥中心为123+456桥的桥台小里程左侧沉降标。9.3简支梁梁体变形观测标编号梁体变形观测标编号：桥中心里程-**梁体1（2、3、4、5、6），字母顺序依次表示小里程到大里程、左侧到右侧。如DK123+456-25X3表示大桥中心为123+456桥的25孔梁跨中左侧变形观测标。连续梁变形观测标编号参考简支梁执行。9.4观测元器件标识标识牌大小统一为200×300cm，统一格式，标识示例内容为：中铁**局杭长项目部DK123+456-25X4埋设时间2010.12.01责任人张三10数据管理10.1观测数据处理文件：要求提供以下电子文件，每周五提交1次。1）原始观测数据2）控制点文件3）观测手簿文件4）高差文件5）平差文件6）高差闭合差统计文件7）平差计算文件8）平差成果文件10.2文件夹命名规则：一级文件夹以标段号命名，则分别命名为：“一标段、二标段、…..”。二级文件夹以观测时间命名，如包含08年10月到08年11月的数据，则命名为“0810-0811”。三级文件夹以分部号命名，分别命名为：“一分部、二分部…”。四级文件夹以测量队命名，分别命名为：“一测队、二测队…”。五级文件夹以工程类型命名，分别命名为：“路基、桥、涵洞……”。六级文件夹以两个控制点点号命名，分别命名为：“控制点1&控制点2、CPII2322&JM233……..”.七级文件夹按测量日期命名，如2011年5月4日观测则命名为110504；如当天有4台仪器观测数据需要处理，则按110504（1）、110504（2）、1