西樵大桥塔柱测量方案

佛山市南庄至西樵山根公路工程路基桥涵施工

【西樵大桥斜拉桥】

西

樵

大

桥

塔

柱

测

量

施

工

方

案

编制：

审核：

审定：

中交二航局佛山市南庄至西樵山根公路工程路基桥涵施工项目经理部

二〇一零年十月

目录

第一章概述 (1)

1.1、工程概况 (1)

1.2、编制范围及依据 (2)

第二章人员、仪器配备及控制点资料 (4)

2.1、主要人员配备 (4)

2.2、主要测量设备配备 (4)

2.3、测量控制点资料 (5)

第三章承台、塔座施工测量 (6)

3.1、钢吊箱定位 (6)

3.2、承台、塔座施工测量 (7)

第四章塔柱施工测量 (9)

4.1、劲性骨架的测量定位 (9)

4.2、塔柱模板测量 (9)

4.3、塔柱竣工检查 (9)

4.4、索导管定位测量 (9)

第五章仪器的维护保养及施工安全注意事项 (12)

一、测量仪器的维护和保养 (12)

二、仪器使用注意事项 (12)

三、施工安全注意事项 (12)

第一章概述

1.1、工程概况

西樵大桥斜拉桥采用独塔双索面钢箱梁斜拉桥形式，塔墩固结、主梁半漂浮结构体系，跨径组合为120＋125=245m。

为了方便进行爬模施工，加快施工进度，上塔柱采用等截面形式。上塔柱为单室箱型截面，尺寸为3.0m*6.25m，顺桥向壁厚为0.6m，有一段变厚至1.0m；横桥向壁厚为0.6m；下塔柱采用变截面单室箱型截面，截面尺寸从3.0m×6.25m 变化至4.0m×7.5m（塔底），壁厚从0.6*0.6m变化到1.5*1.8m。下塔柱采取在承台上搭设脚手架、翻模施工。为保证塔底反力能够均匀传递到主塔承台上，在塔底设置厚度为2m的塔座。

主塔上横梁为钢桁架结构，宽34m，高5.8m，通过钢箱形成平、纵联结的空间桁架结构。主塔下横梁采用箱型砼截面，截面尺寸为4.0m（高）×5.5m（宽），顶底板厚0.5m，腹板厚0.5～0.65m。主塔与横梁相交处采用空心砼结构。

本桥主梁采用整体流线形扁平钢箱梁，顶板设2%横坡，底板水平。单幅钢箱梁内设5道纵腹板，形成单箱六室断面。标准节段长度取9m，梁上索距取9m，最大节段重量约380吨。

主桥采用高强镀锌钢丝索和冷铸锚，平行双索面布置。塔上索距 4.8m，梁上索距9.0m，共设22对44根斜拉索，水平倾角约28°。

1.2、编制范围及依据

1.2.1、本专项方案依据有关设计文件和图纸、有关合同文件、有关施工技术规范及安全技术规范、现场实际施工条件等资料编制而成。主要依据以下资料：（1）项目招标文件及工程承包合同文件，佛山市质量监督站相关文件；

（2）工程相关施工图纸及图集；

（3）气象、水文资料；

（5）《公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)》

（6）《公路工程施工质量验收评定标准（JTGF801-2004）》

（7）《工程测量规范（GB 50026-2007）》

（8）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2009；

（9）《中、短程光电测距规范》GB/T16818-2008；

（10）《国家三角测量规范》GB/T17942-2000；

（11）已审批的《西樵大桥总体施工组织设计》、《佛山市交通工程双标管理办法》等；

1.2.2 、塔柱施工测量的主要技术要求

第二章人员、仪器配备及控制点资料2.1、主要人员配备

表2-1 测量人员分工表

2.2、主要测量设备配备

表2-2测量仪器一览表

仪器配置以项目部生产需要随时增加。

2.3、测量控制点资料

佛山市南庄至西樵山根公路工程控制网复测成果

引桥、主桥控制网复测方案、复测成果经专家评审满足要求，设计数据可用于现下工程施工使用。

第三章承台、塔座施工测量

3.1、钢吊箱定位

3.1.1、测量控制基准点布设

采用西樵大桥加密控制点J2、J3、J4和I23为基准点。

3.1.2、监控点布设

为满足定位及监测要求，在钢吊箱外边沿布设14个固定监控点（如图1），监测点采用徕卡反射片，布设如图2。

图2

3.1.3、钢吊箱下放定位

钢吊箱下放过程中的监测控制

在钢吊箱下放的过程中，整个过程需要进行监测调节。主要是对钢吊箱的的顶部的标高进行控制，进而计算倾斜度，防止下放过程中行程不一致造成钢吊箱受力不均。钢吊箱下放过程测量控制步骤：

a、钢吊箱整体调平，使各处标高一致，并记录标高数据；

b、千斤顶顶升至钢吊箱脱离搁置牛腿，进行牛腿割除前测量钢吊箱顶部标高，并记录数据；

c、待搁置牛腿割除后，千斤顶反向操作，钢吊杆自锁，测量记录一次下放后的标高；

d、千斤顶顶升10cm后，钢吊箱第二次下放，下放后测量并记录顶部标高；

e、重复顶升下放，每次下放后钢吊箱顶部各处标高进行一次测量，保证下放行程一致，直至钢吊箱下放完毕。

下放到位后的水平定位测量

钢吊箱下放到位后，根据设置的水平位移控制点，进行坐标的复合。根据测量的要求，对6个监控点进行测量。下放到位测量完毕误差不满足要求立即向上汇报数据，进行调整钢吊箱姿态。调整完毕后，最终测坐标提供满足规范要求的偏差数据值。

3.2、承台、塔座施工测量

1、在钢吊箱下放到位，且平面位置调整到满足承台施工要求后，灌注钢吊箱封底砼至设计高程。待封底砼达到一定强度，将钢吊箱内水抽干，在封底砼上凿毛至承台底设计标高。在钢吊箱上放样出承台纵横轴线，并将纵横轴线用垂球投测到封底砼上，用红油漆做出标志，作为立模的基准。同时用水准仪法按四等水准要求测设承台底标高线，作为立模与绑扎钢筋高度的依据。

2、待承台混凝土浇注完毕模板拆除后及时进行竣工测量，检查承台的平面位置和顶面高程。并用极坐标法多测回测设出塔座的纵横轴线，按四等水准要求测放高程控制线，作为塔座施工时的位置与高程控制。

3、承台施工完成后，依据承台竣工测量所测放的塔座纵横轴线和高程控制线，

调整塔座模板的底部位置和高程，使其达到设计位置。模板顶部平面位置的调整可用垂球或全站仪进行，按四等水准要求测量塔座模板顶部高程。模板内部尺寸允许偏差±20mm、轴线偏位不大于10mm、模板标高允许偏差±10mm。

垂球法：先用垂球将承台上的纵横轴线垂直投影至塔座模板顶面，根据斜率和高度，计算模板顶到纵横十字线的距离，再用小钢尺量出模板顶到纵横轴线的尺寸进行检查。

全站仪法：先在塔座模板顶部轴线的四个方向上用红油漆做出标示点，直接用全站仪测出四个方向上标记点的坐标，即可得到塔座的轴线偏位。

4、待塔座混凝土浇注完毕模板拆除后，及时进行塔座竣工测量。采用极坐标法测设塔座中心，然后在中心置镜测放塔座的纵横轴线。检查塔座结构尺寸、轴线偏差；按四等水准要求测量塔座顶面高程，同时布设平面及高程观测点作为形变和沉降观测使用。塔座尺寸允许偏差±20mm、顶面高程允许偏差±10mm、轴线偏位不大于10mm。

6、承台、塔座施工完毕后，应及时联测相邻墩台中心跨距、轴线偏位和高程。

第四章塔柱施工测量

4.1、劲性骨架的测量定位

1、在安装塔柱底节劲性骨架前，根据设计图纸计算出不同标高面上劲性骨架各角点的坐标。在塔座顶面预埋钢板上放样出各角点标高和位置，作为底节劲性骨架安装的依据。

2、劲性骨架的平面位置随着标高的变化而变化，安装定位时应先测出每个骨架角点的标高，再根据设计斜率和倾斜方向计算各角点的平面位置。依据计算坐标调整骨架的平面位置。因为在调整的过程中骨架的标高和位置都会发生变化，所以在平面位置调整好后应复测标高，直至骨架的平面位置与其所处标高相对应并符合要求为止。

4.2、塔柱模板测量

劲性骨架安装完毕后，在塔座上放出塔柱底标高及四个角点的位置，作为塔柱模板底口的立模依据。塔柱模板检查主要是对模板顶的四个角点进行三维坐标测量，待四个角点调整好后，相邻角点间绷弦线检查模板线型是否顺直。检查模板时，先测出模板顶四个角点的高程，根据实测高程计算出四个角点在实测高程处的设计平面坐标，然后对四个角点的平面位置进行检查和调整。外模检查合格后，以外模为基准对内模进行检查和调整，使其结构尺寸满足设计规范要求。

在计算实测高程处的设计平面坐标的时候，要考虑塔柱预偏量以及预偏方向，保持塔柱的线性。

4.3、塔柱竣工检查

塔柱的竣工检查，先根据实测混凝土顶面标高，计算与之相对应的平面位置坐标，并放样出纵横轴线，以轴线量至各部位尺寸及壁厚。

4.4、索导管定位测量

索导管精密定位是斜拉桥塔柱施工中一项测量精度要求很高、测量难度极大的作业。索导管的位置及其角度均应准确控制，锚垫板与索导管必须互相垂直，并符合图纸要求。索导管的定位精度包括两个方面：一是锚固点空间位置的三维允许偏差±5mm；二是索导管轴线与斜拉索轴线的允许角度偏差＜5′。根据两方面的要求和斜拉索的结构受力特性，索导管的定位应优先保证其轴线精度，其次才是锚固点位置的三维精度。索导管轴线与斜拉索轴线的相对偏差主要处决于索

导管两端口中心的相对定位精度。

1、索导管的定位原理及方法 1.1确定索导管轴线的空间直线方程

依据设计图纸给出的索导管参数，计算每一个索导管轴线上锚固点和索导管中心出塔点的坐标，计算索导管轴线与X 轴的夹角α；与Y 轴的夹角β；与Z 轴的夹角γ。由此可归纳出索导管轴线的空间直线方程L ：

D

COS Z Z COS COS X X =-=

=

-γ

β

α0

0Y -Y

X 0、Y 0 、Z 0 是索导管锚固点的坐标；D 是两实际测量点的空间距离；X 、Y 、Z 是索导管轴线上D 距离处的理论计算坐标。

1.2索导管三维定位的步骤

（a ）将索导管基本就位后采用圆套管标志件标出锚垫扳中心（实际锚固点坐标的位置）和管口中心（不要求精确在索导管中轴线出塔点）。

（b ）由控制点上的全站仪直接测量索导管实际锚固点坐标和管口中轴线上的坐标（用盘左盘右平均值为最终测量值），并计算两中心的空间距离。

（c ）将锚垫扳中心调整到设计位置。

（d ）用锚垫扳中心的实测坐标（调整到设计位置的）、索导管轴线的空间方向角和两中心的空间距离计算管口中心的设计坐标。

0*X COS D X +=α 0Y *Y +=βCOS D 0

*Z COS D Z +=γ

（e ）将管口中心调整到设计位置，计算索导管轴线角度的偏差。 （f ）复测锚垫扳中心并做调整，

（g ）重复（c ）～（f ）的作业步骤，直到满足定位的限差要求。 2、索导管竣工测量

待索导管处的砼达到强度后，应及时对索导管位置进行竣工测量，检查其位置是否符合规范要求。竣工时的测量方法与定位时的测量方法一致。

3、索导管定位过程中要注意的几个问题

3.1在进行索导管定位时由于索塔砼受到日照、砼内部温度不均、风力等因

素影响，上塔柱位置发生随机的变化。在进行索导管高精度定位时，要选择合适的测量时间，通常在没有日照、没有3级以上大风、并且空气温度及索塔温度变化不大的时段里进行索导管高精度定位。因此一般情况下宜选择在夜里8点到第二天早上5点进行测量定位作业，以减弱索塔变形对索导管定位精度的影响。

3.2由于索导管定位不可能做到对向观测，因此用三角高程法测量三维坐标中的高程时，要尽量消除球气差对高程的影响。具体方法是在主塔墩横梁上设置一个高精度的高程控制点H 0，在进行索导管三维测量时，首先测量横梁上高程控制点的高程H ，计算△0H H h -=，再利用公式：

h

S R

k

??=

?2

2

用计算所得k ?值在全站仪里对设置的K 值进行修正。由于索导管定位时视线所通过的大气环境与后视大致相同，可以基本消除球气差对高程测量的影响。

在全站仪里采用对棱镜常数进行修正的办法修正测量距离,或者将全站仪中的大地高进行重新设置。

3.3仪器具有的一些机械误差可能会由于时间和温度的变化而变化，因此在进行上塔柱和索导管的定位前要自己调较仪器的双轴补偿纵横向指标差、垂直编码度盘指标差、水平视准差、水平轴倾斜误差等项目。

3.4三维测量的高精度要求棱镜必须正对仪器，且棱镜面应垂直于视线方向。在对上塔柱和索导管定位时，倾角较大，如果无法准确照准棱镜中心就会严重影响竖直角的观测精度，同时由于仪器测距发射管的相位不均匀性以及飞旋标效应而影响测量精度。

第五章仪器的维护保养及施工安全注意事项

一、测量仪器的维护和保养

仪器的保管由专人负责，每天现场使用完毕应带回办公室，不得放在现场工具箱内。仪器箱内应保持干燥，要防潮防水并及时更换干燥剂，仪器长期不用时，应一月左右定期取出通风防霉并通电驱潮，以保持仪器良好的工作状态。

仪器放置要整齐，不得倒置。仪器必须放置在专用支架上。

二、仪器使用注意事项

去现场前应检查仪器箱背带及提手是否牢固。

开箱后提取仪器前，要看准仪器在箱内放置的方式和位置，提取时不可握望远镜或细小部件，应握住仪器的基座部分，或双手握住望远镜支架的下部。仪器用毕，先盖上物镜罩，并擦去表面的灰尘，装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍。

在太阳光照射下观测仪器，应在仪器上方用伞遮盖，并带上遮阳罩，以免影响观测精度。在杂乱环境下测量，仪器要有专人守护。当仪器架设在光滑的表面时，要用细绳（或细铅丝）将三脚架三个脚连起来，以防滑倒。当测站之间距离较远，搬站时应将仪器卸下，装箱后，背着走。行走前要检查仪器箱是否锁好，检查安全带是否系好。当测站之间距离较近，搬站时可将仪器连同三脚架一起靠在肩上，但仪器要尽量保持直立放置。搬站之前，应检查仪器与脚架的连接是否牢固，搬运时，应把制动螺旋略微关住，使仪器在搬站过程中不致晃动。

仪器任何部分发生故障，不勉强使用，应立即检修，否则会加剧仪器的损坏程度。光学元件应保持清洁，如沾染灰沙必须用毛刷或柔软的擦镜纸擦掉，禁止用手指抚摸仪器的任何光学元件表面。

在潮湿环境中工作，作业结束，要用软布擦干仪器表面的水分及灰尘后装箱，回到办公室后立即开箱取出仪器放于干燥处，彻底晾干后再装箱内。冬天室内、室外温差较大时，仪器搬出室外或搬入室内，应隔一段时间后才能开箱。

严禁任意拆卸仪器，拆卸仪器应由专门检修人员进行。

使用前测量人员应对仪器进行检校，各项限差合格后才能使用。

测量仪器必须经计量部门计量检定，并在检定有效期内才能使用。

三、施工安全注意事项

每一名测量人员必须配有安全帽、救生衣、安全带、绝缘鞋等，在测量工作中根据作业地段不同，配带好安全防护用品，保证测量人员及测绘仪器的安全。

严格遵守项目部的各项安全规章制度，进入工地带好安全帽，水上作业穿好救生衣，高空作业戴好安全带。遇有暴雨、大风等恶劣天气时，禁止外出施工测量。