武广客运专线桥梁控制测量
1、简介
我单位施工的项目有西瓜地特大桥、乐城街大桥、昌山特大
武广客运专线桥梁所占比例较大，线下土建段5标的高墩都集中在西瓜地特大桥中，最高墩身达32.5m。该桥中心里程为DK1941+392.61，桥址处于广东省乐昌市山间盆地的边缘地带，地形起伏明显。全桥99跨，桥梁全长3227.38m。
该桥CPII控制点有4个，间距在800m~1000m范围，符合CPII布点要求，水准点有3个，间距在1公里左右范围，符合二等水准布点要求。昌山特大桥和新乐昌站位于两个山头之间，昌山特大桥位于新乐昌站范围，连接乐城街隧道和昌山隧道，其分跨类型为5-32m（预应力简支箱梁）+5×32m（变截面预应力连续箱梁）+1-32m（预应力简支箱梁）+6×32m（预应力连续箱梁）+9-32m（预应力简支箱梁），全桥梁部施工采用为现浇法施工。桥中心里程为DK1944+691.22,桥梁全长为863.79m。5#～17#位于道岔区。其中预应力简支箱梁梁长为32.6m，梁宽为13.4m，梁高为3.05m。
该桥CPII控制点有3个，间距在800m~1000m范围，符合CPII布点要求，水准点有2个，间距在1公里左右 范围，符合二等水准布点要求。
我单位在武广客运专线共投入测量仪器4台，使用状况良好。
拓普康602全站仪（用于控制测量和施工测量）
拓普康311全站仪（用于施工测量）
蔡司 DINI12电子水准仪（用于二等水准测量和沉降变形观测）
宾得自动安平水准仪（用于施工测量）
2.2测量方法
平面控制网测量：角度测量采用全圆法六个测回测量，边长采用对向4个测回测量。观测中认真做好测量记录。
高程控制测量：采用二等水准测量的方法测量，按照“后—前—前—后”和“前—后—后—前”的顺序进行往返测量。观测中认真做好测量记录。
2.3对观测中的误差采分析
根据对外业测量数据的误差分析，观测值中的误差主要有下列三方面的原因：
1、观测者
由于观测者的感觉器官的鉴别能力的局限性，在仪器安置、照准、读数等工作中都会产生误差，同时观测者的技术水平及工作态度也会对观测结果产生影响。
2、测量仪器
测量仪器都具有一定的精密度，所以使观测结果的精度受到限制，另外仪器本身的缺陷，也会使观测结果产生误差。
3、外界的观测条件
在野外观测过程中，外界条件的因素，如天气的而变化，地形的起伏、周围建筑物的状况，以及光线的强弱、照射的角度大小等，会使视线弯曲，产生折光现象，都会使观测结果产生误差。
2.4对观测中的误差采取相应有效的措施
根据以上分析，我们在外业测量过程中采取了一系列措施，尽量满足等精度观测。保证观测成果的精度，满足规范要求。
1.建立专门的控制测量领导小组和观测小组，并明确各自职责，分工负责，各施其责。加强客运专线控制测量技术标准和操作技能培训。
2.使用的测量仪器满足测量等级的需要。仪器经过鉴定合格后方可使用，在运输过程中，全站仪和电子水准仪不准直接放置在车上，必须专人抱着或背着，条码因瓦标尺必须放在盒内。保证仪器和因瓦标尺的正常使用。
3.实行的等精度观测即在相同的条件下观测，但是在实际工作中很难保证等精度观测。在测量过程中实行“人员、仪器、测量方式”三固定。在水准测量中采用同一线路进行，往测时在地面上做标记，以便返测时使用。
4.严格按照四等导线测量和二等水准测量的要求进行。测量记录采用答应制，避免读数读错或记录记错。
5.观测过程中，受到外界条件的因素很多，在作业过程中，应注意尽量予以避免，例如，给仪器打伞遮阳，置镜是三角架固定牢固，观测过程中人员不要随意走动等等。
2.5观测数据进行整理汇总
对外业测量数据进行整理汇总，平面控制测量原始资料将角度、距离及控制网示意图整理出，以进行严密平差。高程控制测量原始资料将已知水准点资料、每段水准线路的高差及距离整理出，以进行严密平差。
2.6内业平差计算
我们采用平差计算的软件是清华三维测量控制网平差系Nasew 3.0。界面如图所示。Nasew 3.0具有如下特点：
1.适用于任意形式任意规模的平面和高程控制网的概算、平差和设计。
2.自动求解控制网各种线路闭合差，提供了多种粗差定位和自动剔除功能。具有多种平差方法可选。
3.在输入过程中，自动计算坐标、高程、差值等，并辅以网图动态显示。观测输入可选标准格式和多种常用网格式，可选具有内联的文本编辑方式。
4.提供了与打印机和纸张自适应的网图打印，成果打印，格式和有效位数等可控易控，并具有打印前的预览功能。
2.6定期复测控制网
平面高程控制网每隔4个月复测一次，复测结果满足规定要求的，提出书面报告由监理批准后方可使用复测数据。
注意：在线下平面高程控制网测量或定期复测工作中，平面控制测量平差要将相邻单位的两个控制点参与平差，高程控制测量平差要将相邻单位的一个水准点参与平差，以进行复核。
客运专线桥梁沉降变形观测的内容：
墩台基础沉降变形观测
预应力混凝土梁的徐变变形观测
2、观测精度等级
武广客运专线变形测量等级“三等”要求设计。因此工作基点网按二等水准测量要求施测（《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》、 《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》 ），主要技术要求为：
相邻工作基点高差中误差1.0mm
每站高差中误差0.3mm
往返较差、符合或环线闭合差≤0.6 mm（n为测站数）
监测已测高差较差≤0.8 mm（n为测站数）
按《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》、《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》中的要求采用国家一等精密水准测量施测，主要技术要求为：
高程中误差≤±1.0mm
相邻点高差中误差≤±0.5mm
往返较差、符合或环线闭合差≤0.6 mm（n为测站数）
3、沉降变形观测频次
需要说明的一点是，在沉降变形观测中，沉降量的计算是本次测量的标高和上次的标高之差，在观测点位置移动后，测量的标高发生很大的改变，此时需要在本次沉降量的单元格中填写为0，这样才能保证评估的正确性。另外就是特别注意初始值的观测精度，一般初始值我们观测三次取最近的结果为初始值。因为初始值的精度直接影响到沉降变形观测数据的可靠性。
4、观测仪器的选择
由于沉降变形测量要求精度高，所以必须采用高精度的测量仪器。工作基点和沉降观测点观测所使用的仪器是德国蔡司 DINI12电子水准仪，其望远镜放大率为32倍，圆气泡灵敏度10//2mm。水准标尺为伪机条码尺，电子水准仪自动识别并存储数据，最小读数为0.01mm。采用两个2.5kg的尺垫作为转点尺承，仪器和标尺均送检定单位进行检验，观测前均按规范进行常规的检查。
5、工作基点及观测点的建立
工作基点选点与埋点
工作基点设在沉降影响范围以外便于长期保存的稳定位置，沿线路方向200m左右进行设置。并满足了结构物观测的需要。为了保证工作基点的稳固性，严格按照规范要求进行设置，设置方法如图所示。
观测点的设置
对于岩石地基、嵌岩桩基础的桥梁可选择典型墩台，例如：特殊桥跨、高墩、基岩不均匀及桩位出现岩溶与摩擦桩相邻嵌岩桩，数量不少于墩台点数的30%。对于摩擦桩、非岩石地基的桥墩台应逐墩台布设测点。梁体徐变观测点的设置，对于工厂化预制的梁，在原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土梁可每30孔选择1孔进行观测，对于现浇预应力箱梁，同一种施工方法，施工前1~3孔梁进行重点观测，根据观测结果调整梁的反拱值，其他孔位梁选择典型梁进行观测，且不少于30%。墩台基础施工完成在承台四角侧设置观测点，若基础需要回填或地势低洼且有水，可以将观测桩点转移布设在墩台身上，并在墩身横向对称布设2个点，一般距地面0.5m~1.0m比较合适。预应力混凝土梁徐变上拱观测点设置在梁端和跨中位置，距防撞墙约0.2m，在桥面防水层、保护层施工后，在铺设无砟轨道前移至铺装层顶面，作为永久性测点，继续观测。如图所示。
西瓜地特大桥根据实际情况选择32个墩台和5跨梁体进行沉降变形观测。乐城街大桥根据实际情况选择5个墩台和1跨梁体进行观测。昌山特大桥由于属于特殊梁跨梁体徐变全部观测，选择10个墩台进行沉降观测。桥台是必须观测的，因为要进行过渡段评估时使用。
6、观测方法的选择
根据各等级水准观测主要技术要求，观测采用中丝读数法，按要求对每一路线进行往返观测，视线高度及测站的观测限差均按规范进行。工作基点采用二等水准测量，观测点的测量采用国家一等精密水准测量。具体要求见表中的规定。
在工作基点测量中由于线路较长，每天只能分段测量，为了避免外界温度的影响，在每天同一时段进行观测，提高测量精度。
7、观测数据的处理
观测数据计算采用清华三维测量控制网平差系统Nasew 3.0。进行严密平差。我们对西瓜地特大桥水准基点网及55#墩（07年5月24日至07年10月6日）的观测数据进行了严密平差。外业数据采集后，计算合格后进行严密平差计算，在满足精度的情况下，可以认为数据可靠。处理结果如表中所示，可以看出我们的测量方法是能够满足要求的。
8、沉降变形评估参考文件
8-1、行业规范及标准
(1) 《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》(下称《评估技术指南》)，铁建设[2006]158号，铁道部，中国，2006
(2) 《客运专线无蹅轨道铁路设计指南》 ，铁建设函[2005]754号， 铁道部，中国， 2005
(3) 《新建时速度 300～350 公里客运专线铁路设计暂行规定》(上、下)，铁建设[2007]47号，铁道部，中国，2007
(4) 《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》，铁建设[2006]189号，铁道部，中国，2006
8-2、 武广公司文件
(1) 《武广客运专线沉降变形观测系统实施细则》 ，武广工[2007]119 号，2007 年 9 月
(2) 《武广铁路客运专线沉降变形观测分析评估实施方案》 ，武广工[2007]218 号，2007 年 11月
(3) 《武广铁路客运专线沉降观测数据录入与管理细则》 ，武广工[2007]272号，2007年12 月
9、提供评估报告的资料
根据西瓜地特大桥和乐城街大桥6月份的评估资进行讲解。
（1）、施工单位沉降变形评估申请表
（2）、区段沉降变形观测评估资料
（3）、沉降观测录入表
（4）、桥梁徐变录入表
（5）、沉降徐变趋势图（利用软件自动生成）
（6）、附件
10、无砟轨道施工前沉降变形评估
武广客运专线沉降变形评估，根据各标段实际情况，分段进行评估，每段不小于4公里。首先由施工单位提交沉降变形评估申请表及评估资料，监理单位提交平行观测评估资料。评估单位根据提交的资料进行评估分析，并批复评估报告。
内容：
（1）、从制度上保证
建立专门的沉降变形观测领导小组和观测小组，明确各自职责，分工负责，各尽其责，加强沉降变形技术标准和实施操作的培训。
（2）、观测点埋设保证
对所有桥梁沉降变形观测点，进行详细的书面技术交底，并现场指导，确保埋设的正确和标准。（3）、制定观测点保护措施；
制定切实可行的保护措施和制度，现场进行标识和防护。
（4）、观测精度上保证；
按要求定期对仪器进行鉴定，保证观测数据的可靠性。按要求定期对水准点和工作基点进行复核，严格按照测量技术等级要求进行，并且要求测量闭合。
（5）、数据整理及录入保证。
测量过程中实行“人员、仪器、测量方式”三固定。认真建立“零”观测理念。保证数据整理的规范性和数据识别的统一性，沉降观测中，包括上升和下沉，向下为“正”，向上为“负”。梁体徐变上拱，向上为“正”，向下为“负”。有沉降变形观测过程中注意记录荷载的变化，以便帮助分析结构变形变化和数据异常点情况。在沉降变形观测过程中，及时绘制沉降曲线，及时分析验证，并作记录，及时报送监理核对签字。
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