1、斜拉桥索塔测量方案设计 一、 概述永宁黄河公路大桥全长3743.37m,共十八联、由东、西引桥、副桥和主桥组成。主桥跨为110+260+110m钻石型双塔双索面斜拉桥。主塔为钻石型钢筋混凝土结构，塔柱为单箱单室预应力钢筋混凝土箱形结构。斜拉索采用扇形密索布置，梁上索距6m、塔顶8根斜拉索紧向索距2.5m，其下索距均2.2m。承台顶高程为1105.211m，塔顶高程为1207.361m，由1.5m高塔座、18.5m高下塔柱、下横梁、82.15m高上塔柱和上横梁组成，总塔高102.15m。其中41#、42#墩为主塔墩，40#、43#墩为过渡墩，主梁采用预应力钢筋混凝土双边箱四室结构。1.1索塔施工
2、测量主要技术指标塔柱底允许偏差： 10mm。 塔柱倾斜度允许偏差：1/3000且不大于30mm。塔柱外轮廓尺寸允许偏差：20mm。塔顶高程允许偏差：20mm。斜拉索锚具轴线允许偏差：5mm；拉索锚固点高程允许偏差：10mm。1.2施工测量主要应用标准公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）。工程测量规范（GB50026-2007）。公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004)。国家三、四等水准测量规范（GB/T12898-2009）。国家一、二等水准测量规范 (GBT12897-2006)。全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T18314-2009)。二、 施工控制网的
3、建立2.1施工控制网的等级设计院对本工程移交了10个平面控制点和10个高程控制点，等级均为国家二等。平面控制点为西安80坐标系、中央子午线106度00分、投影面高程950米，高程为85国家高程系统。2.2施工控制网的复测及加密平面控制网复测及主桥平面控制网加密采用GPS静态测量方式按二等精度要求进行测设，采用4台天宝SPS780型GPS接收机（标称精度为5mm+1ppm）进行作业，采用边连接方式，按静态相对定位模式观测。其观测时间为90分钟左右，采样间隔为15秒，截止高度角为15度，最少卫星数为5颗。天线高测前、测后两次测定。采用科傻软件进行平差计算。高程控制网复测及加密按国家二等精度要求进行
4、测设，采用徕卡DNA03电子水平仪（标称精度：0.3mm）进行往返观测。采用导线平差2.0软件进行平差计算。2.3主桥施工控制网的布设根据现场情况，在黄河上下游各布设2个控制点，按四边形布设，相邻点位互相通视，保证在施工测量时全站仪能够后视2个控制点。平面及高程控制点均为国家二等。控制网示意图如下：三、索塔施工测量索塔施工测量重点是保证塔柱、横梁各部分结构的倾斜度，外形几何尺寸，平面位置、高程，以及一些内部预埋件的空间位置。其主要工作内容有：劲性骨架定位，钢筋定位，模板定位，预埋件安装定位以及塔柱、横梁各节段形体竣工测量等。3.1放样数据准备根据施工设计图纸以及主塔施工节段划分，编制数据处理程
5、序，计算不同施工节段塔柱断面的四个角点坐标和高程。对于斜倒角角点，则计算两线段交点的坐标。计算成果需经2人以上复核后才能使用，确保数据准确无误。3.2索塔平面位置的控制（1）平面位置控制方法采用徕卡TCL1201（标称精度1秒）全站仪三维坐标法。具体操作为：仪器精确对中、整平后，输入测站点三维坐标，然后输入后视点三维坐标，利用仪器自动照准、锁定棱镜功能，进行后视定向，再利用相邻控制点进行复核，确认设站及控制点无误后输入待测点三维坐标，自动照准待测点棱镜，利用全站仪内部软件自动计算数据，测定待测的三维坐标。（2）影响测点精度因素主要有对中、目标偏心、目标照准、大气折光影响等。因此在测量放样时要注
6、意：仪器按周期进行检定，在安置仪器时检查四个方向的点位对中、水准器整平是否一致；经常校正棱镜对中杆水准器；必须使用仪器自动照准功能；选择好测量时间，尽量避开风力大于3级和中午时段。3.3 索塔高程基准传递主塔高程基准传递方法采用全站仪三角高程和水准仪钢尺量距法，两种方法相互校核。（1）全站仪三角高程具体操作为：将全站仪安置在已知高程控制点上，在待测点安置觇标或棱镜对中杆，测定两点之间高差，再将全站仪置于待测点上测定两点之间高差，（往、返测均为四测回且要求在较短的时间内完成，仪器高、觇标高精确量至毫米），取往、返测观测的平均值作为待测点与已知高程点之高差，从而得出待定测点高程。（2）水准仪钢尺量
7、距法具体操作为：采用两台水准仪、两把水准尺（两把水准尺分别竖立于已知高程点和待测点上）、一把检定钢尺。首先将检定钢尺悬挂在固定架上（钢尺零点朝上保持竖直且紧贴塔柱壁），下挂一个与钢尺检定时拉力相等的重锤（同时测量检定钢尺边的温度），通过上、下水准仪的水准尺读数及钢尺读数计算已知高程点与待测点的高差，计算出待测点高程。为检测高程基准传递成果，可变换三次检定钢尺高度，取平均值作为最后成果。3.4劲性骨架定位塔柱劲性骨架是由角钢等加工制作，用于定位钢筋、支撑模板。其定位精度要求不高，其平面位置不影响塔柱混凝土保护层厚度即可，塔柱劲性骨架分节段加工制作，分段长度与主筋长度基本一致。第一节劲性骨架底口定
8、位可通过在承台或塔座上放出的墩纵横轴线来定位。各节顶口定位，在无较大风力影响情况下，现场施工人员自行采用重锤球法定位劲性骨架，以靠尺法定位劲性骨架作校核。如果受风力影响，锤球摆动幅度较大，根据现场实际情况的需要，则测量人员采用全站仪三维坐标法定位劲性骨架。3.5塔柱模板及钢筋定位放样塔柱模板现场放样就是将单个塔柱四个棱角点（棱角点为圆弧形的，则放样出两切线的交点），供支立模板用。（1）塔柱第一节模板底口放样：当塔座施工完毕后，用水平仪按设计标高将第一节模板底与塔座接触面抄平；用全站仪在塔座顶面上放出第一节模板底口四个角点的设计位置，施工人员用墨线示出设计底口。（2）各节模板顶口放样：首先在模板
9、角点对应位置处的劲性骨架外缘临时焊的水平角钢，角钢高出该节模板顶口约10cm，再根据仰角情况选择适当的索塔施工控制网点，用全站仪三维坐标法在角钢上放出该节模板顶口四个角点的设计位置。（3）钢筋定位及调整根据模板底口的墨线边框和设计混凝土保护层的厚度，尺量定位。3.6塔柱模板检查校正塔柱模板平面位置检查校正测量方法，如下图所示：塔柱模板检查示意图塔柱模板为定型模板，采用全站仪三维坐标法对塔柱模板4个角点进行放样，如果某个角点不能直按测定在塔柱模板上，可根据已测定的点按照相对几何关系，使用钢尺按边长交会测定。根据放样的角点定出塔柱的理论轴线，与模板的实际轴线进行比较，检查模板顶实测高程与设计高程，
10、如果模板轴线、高程与设计值差超出规范允许范围，模板需要调整，重复上述工作，直至将模板调整到设计位置。塔柱模板检查只对外模板顶口的平面位置和高程进行检查，施工人员根据已定位好外模板位置进行内模板的定位。3.7塔柱预埋件安装定位根据塔柱预埋件的精度要求，分别采用全站仪三维坐标法与轴线法放样，全站仪三维坐标法针对精度要求较高的预埋件，轴线法针对精度要求不高的预埋件。3.8钢锚箱安装定位（1）预埋钢锚梁底座按图纸设计位置精确测量定位，浇筑混凝土后，再次对预埋底座平面位置、高程以及平整度等进行测量确定，并进行钢锚梁轴线和边线的放样。（2）钢锚梁安装定位关键是控制中心轴线、高程及平整度，使北主塔中心线与钢
11、锚梁结构中心轴线重合，钢锚梁平面位置及高程符合设计及规范要求。第一节钢锚梁的安装精度直接影响整个钢锚梁的几何线型，要求该节段钢锚梁表面倾斜度偏差1/4000，轴线的平面位置偏差5mm。第一节钢锚梁段用塔吊吊至基座上，先安装定位螺栓，再进行微调，使钢锚梁中心线与预埋底座中心线重合，最后复测钢锚梁平面位置、高程及倾斜度。第二节以及以后各节钢锚梁安装时，先用匹配的冲钉精确定位，再进行复测，将误差控制在设计及规范允许范围。3.9索导管定位校核（1）为了定位方便、直观并保证索导管的安装精度，在索道管长度范围内设置以下两层定位架：第一层定位架顶面控制在索道管的锚垫板下口约50cm处，采用在劲型骨架上焊接型
12、钢，型钢顶面安装12mm厚钢板；第二层定位架在索道管底口上约50cm处，由角钢加工成的桁架构成，利用桁架将两侧塔肢内的劲性骨架连接，然后在桁架上铺设钢板。各索道管放样数据计算是根据各索道管锚固点的设计坐标、夹角及锚固点分别到计算点的水平投影长度计算出高程点平面设计坐标。现场放样时，根据引测的高程基准找出第一、二层定位架平面。找出后，在索塔处于平衡位置的时间段内，在两层定位架平面上用全站仪三维坐标法，将全站仪架设在控制点上，分别放样出索道管的中心位置和索道管在该两层定位架平面上水平投影（椭圆）的长、短轴，供开孔用。在定位架上开孔时，要求孔径比设计值只大2mm，以便索道管精确定位。索道管安装并固定
13、后，再用全站仪三维坐标法检查索道管顶、底口中心坐标及高程。（2）由于日照的关系，索塔会有一定量的变形。为了控制好测量精度，我们将选用一天内温度较为稳定的时间段进行索塔模板及索道管定位。具体时间拟采用如果是夏天施工温度过高时应日出至早上9点，下午4点至天黑，阴雨天可进行全天测量，若是冬季施工可全白天时间施工。选此时间段主要为了避免温度过高带来的影响。（主要是根据具体情况对待）。四、主塔变形监随着荷载增加，混凝土弹性压缩及收缩徐变，主塔可能产生位移，故在施工过程中监测主塔的相对及绝对沉降和水平位移，以能确切反映主塔实际变形程度或变形趋势，确保塔顶高程的正确并分析主塔的稳定性。4.1垂直位移变形测量
14、监测（1）垂直位移变形测量监测精度为三等，基准点利用主桥控制点。观测点设立设在承台顶面的塔座纵横轴线上，每个塔座处各布设2个沉降点。将沉降观测分为绝对沉降观测和相对沉降观测。对于绝对沉降观测，按照三等监测精度基准网和水准观测主要技术要求，按往返观测法按闭合水准路线布设，如果受现场条件限制可采用三角高程中间觇牌法测量。相对沉降观测是对承台上4个沉降点进行观测，按二等水准精度进行，现场很容易作到。 （2）承台混凝土浇筑完成且混凝土达到一定强度后，进行首次变形测量观测。（3）变形测量观测周期划分8次（如有设计要求，根据设计划分）：下横梁施工前、后；0#块施工前、后分别进行一次变形测量，按上塔柱高度划
15、分进行二次变形测量。主塔竣工后进行一次垂直位移变形测量。4.2水平位移变形测量监测（1）水平位移变形测量监测精度为三等，采用极坐标法进行观测水平角和距离。基准点应采用带有强制归心装置的观测墩，与主桥控制网进行一次布网。变形监测点设直在下横梁顶面，左、右各埋设安置反光镜或觇牌的强制对中装置，在观测过程中水平角观测4测回，距离观测3测回。（2）下横梁混凝土浇筑完成且混凝土达到一定强度后，进行首次变形测量观测。（3）变形测量观测周期划分5次（如有设计要求，根据设计划分）：下0#块施工前、后分别进行一次变形测量，按上塔柱高度划分进行二次变形测量。主塔竣工后进行一次水平位移变形测量。五、主塔竣工测量竣工
16、测量作为施工测量工作的一项重要内容，它不仅能准确反映混凝土浇筑后各结构部位定位点的变形情况，为下一步施工提供参考依据，同时也是作为编写竣工资料的依据。竣工测量测设方法采用全站仪三维坐标法（特殊部位竣工测量采用检定钢尺间接测量）。塔座竣工测量主要工作内容为：塔座轴线偏差及断面尺寸测量；塔座轴线点及特征角点坐标测量；塔座底、顶面高程测量。塔柱、横梁竣工测量主要内容包括：测定下塔柱、下横梁、上塔柱、上横梁的平面位置与高程（每浇筑一节塔柱砼，进行竣工测量）。主塔竣工测量数据务必确保：各结构部位均满足设计及规范要求。六、索塔施工测量安全防护施工现场，测量人员须戴安全帽、穿救生衣，高空作业系安全带，自觉遵守公司的安全管理制度；索塔施工为立体交叉作业，塔上测量人员还应起协调作用，以保证测量人员及仪器安全。在阳光下以及雨天，测量仪器、设备应配备测量专用伞。严格按照操作规程作业，做好仪器、设备的保养、检校工作，并按周期对测量仪器进行检定。
