跨海大桥海上施工测量方案.doc

海上施工测量方案
1. 施工测量坐标系统
施工测量坐标系统：平面坐标系统采用####跨海大桥统一的独立的施工平面坐标系（54工程65m高程坐标系），高程采用1985年国家高程系统。施工测量过程中应按照大桥测控中心提供的坐标转换公式，将各设计图纸中的1954年北京坐标系的坐标转换至######大桥54工程65高程坐标系坐标。
2. 首级控制网、首级加密网的复测及一、二级加密网建立施测
为保证各工序施工放样的精度符合设计、规范及本工程的特殊规定，保证工程质量，施工过程中必须接受大桥测控中心和监理工程师的监督和指导，严格遵守大桥测控中心颁发的《####大桥GPS施工测量实行规程》进行控制和放样。
2.1 首级控制网、首级加密网的复测
全桥平面和高程控制网是杭州湾跨海大桥施工测量和结构放样的依据，是保证全桥施工测量的核心部分。控制网分首级网、首级加密网和一、二级加密网四个等级。首级网由业主委托浙江省一测院布测和复测，首级加密网由####跨海大桥工程测控中心布测和定期、不定期复测。
全桥首级平面和高程控制网由22个点组成，首级网施测按《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2023）中的B级GPS网测量精度进行控制，高程按Ⅰ等或Ⅱ等水准联测，其平面精度为：相对中误差≤1/202300；其高程精度为：每公里全中误差≤±2mm。
我部进场后将立即按业主提供的首级施工控制网及加密网复测方案，配置测量专业人员及测量仪器设备，对首级施工控制网及加密网进行复测。随着工程不断地进展，在以后的施工中定期对首级施工控制网和加密网中所有或部分网点进行复测，两次复测时间不超过一年，复测精度原则上同原测精度。
复测时外业观测严格按静态作业模式操作。事先编制GPS卫星可见性预报表，依据预报表制定观测计划，选择PDOP值小且在时段内稳定、卫星方位分布合理、卫星数多的时间段进行观测，如实作好GPS外业观测手簿的记录，观测结束后，及时进行观测数据解决、质量分析以及GPS控制网严密平差计算，计算出网中各点1954年北京坐标系坐标和大桥施工独立坐标系的坐标。
岸上水准点复测规定采用精密水准仪几何水准方法，按照国家二等水准规范规定进行。海中 平台上水准点的复测采用GPS来进行，同时用大桥测控中心提供的拟合参数进行校核。
若首级施工控制网、加密网复测成果不符或局限性，则进行补测，复测成果上报监理工程师以及测控中心，经核查批准后，方可进行一、二级加密控制网点的建立及施测。
2.2 一、二级加密控制网建立及施测
根据施工阶段、施工部位、施工精度规定及时进行一、二级施工控制网加密。控制网加密必须符合《####大桥GPS施工测量规程》和三、四等水准有关规定进行。其高程精度为：每公里全中误差≤±6mm（三等）、≤±10（四等）；平面施测精度为：最弱相邻点点位中误差应小于±10mm。
承台以上上部结构放样时，精度规定相对较高，需要即时在已竣工的承台、墩上设立一、二级加密控制点，以便全站仪三维坐标法等常规方法来进行放样定位。
根据大桥施工主体测量控制需要，合理布设一、二级加密控制网点，拟定计划、方案、措施，采用GPS卫星定位静态测量，按《公路全球定位系统（GPS）测量规范》（JTJ/T066-98）中的一级GPS控制网相关规定进行，起算点为最近的首级或加首级加密控制点。同时采用全站仪，按《工程测量规范》的重要技术规定进行校测。测设完毕后，采用国家科学技术鉴定认证的测量平差计算软件进行严密平差计算，并进行全项精度评估，编写技术总结。测设成果报监理工程师审核，测控中心审批，批准后方可用于施工放样定位。
一、二级加密控制网布设后，应定期、不定期复测，复测时间最长不超过三个月，并将一、二级加密控制网复测成果上报监理工程师以及测控中心。
3. 重要施工测量方法
本标段施工重要内容涉及有南航道桥基础工程、墩身、索塔、钢箱梁吊装和斜拉索安装，根据不同的施工施工阶段和施工内容采用不同的测量方法，以满足大桥测量精度的规定。
考虑施工测量作业条件限制，承台以下基础施工测量放样定位，重要采用全球卫星定位系统（GPS）这种先进测量定位技术进行施工控制。控制点的GPS拟合高程参数采用测控中心统一提供的拟合高程参数，应用公路GPS一级精度测设大地高，推算1985年国家高程。承台以上上部结构平面控制必须以首级网、首级加密网为依据，加密一级网作施工放样控制点。高程控制待海中优先墩竣工，跨海三等水准联测后，根据三等水准结果作为高程控制依据。承台以上上部结构施工测量放样定位，根据在承台或附近出水结构物上加密的一级网控制点，重要采用全站仪三维坐标法进行施工控制（全站仪测角精度1秒以上，测距精度2+2ppm以上）。主塔高程控制拟采用全站仪三角高程法结合NA2精密水准仪几何水准法，保证满足规范及设计的精度规定。钢箱梁安装施工测量重要采用精密水准仪几何水准法和全站仪极坐标法。
3.1 钢护筒定位及钻孔桩定位测量
1） 钢护筒定位测量
钢护筒定位的质量直接影响钻孔桩的成桩质量。钢护筒定位采用定位船固定钢护筒配以安顿在起重船上的振动锤加以沉放。一方面设流动站于定位船上用来固定钢护筒的定位导向架中心测量，实时指挥定位船准确就位，使定位架中心准拟定位于桩位设计中心上（GPS-RTK在整周模糊度可以固定的情况下，定位精度达成厘米级，可以满足钢护筒沉放定位规定），而后用架在先期施工的施工平台上的两台经纬仪校核，接着用起重船吊钢护筒进入导向架，用经纬仪检查并控制垂直度后，再用振动锤振动钢护筒沉放至设计标高。高程用水准仪控制，水准点设在先期施工的平台上，由静态测量拟合求出其85高程。整个沉施过程中一直用经纬仪监控护筒位置和垂直度，保证成桩质量。护筒沉放完毕后立即与先期形成的平台联结形成整体，增长钢护筒的稳定性。
2）钢护筒中心偏差测量
测定钢护筒中心偏差直接在护筒顶口放出其设计纵横轴线，做好标记（以便钻机初定位用），用弦线和钢尺量出钢护筒顶口偏位。
3）钢护筒垂直度及顶标高测定
钢护筒垂直度采用锤球法结合经纬仪竖丝法测定。
在钻孔平台上选一稳固点用GPS作静态测量，用测控中心提供的拟合参数求出其85高程（用加权平均值法校核）作为钻孔平台高程控制基准点，采用NA2精密水准仪测量每一个钢护筒顶标高，并用油漆标记，定期校核每个钢护筒的顶标高。
4）钻机就位、终孔标高及成孔垂直度检测
① 钻机就位
根据放样的钻孔桩中心纵横轴线初步就位钻机，然后实测钻机转盘中心，调整转盘中心至设计钻孔中心，采用NA2精密水准仪控制钻机平台平整度，在钻孔过程中实时监控转盘中心位置及平整度。
② 终孔标高测定
终孔标高通过钻杆长度测得，通过检查过的钢丝测绳测量校核（钢绳标记刻度）。
③ 钻孔桩成孔垂直度检测
钻孔桩成孔垂直度检测采用超声孔径测壁仪。
5）钻孔桩钢筋笼就位测量
以钢护筒顶标高及中心纵横轴线为基准精确就位钢筋笼。
6）自制测深锤及钢丝测绳检查
钻孔桩混凝土灌注测深采用测深锤法。测绳采用有刻度标记的钢丝测绳并检查。
3.2 承台、塔座、墩身施工测量
承台、塔座、墩身施工放样的目的是保证承台、塔座、墩身细部结构的几何形状、垂直度、平面位置、高程满足规范及设计规定。
1）钢吊箱施工测量
① 钢护筒、钢管桩中心坐标、倾斜度及倾斜方向测定
钢护筒解除约束之后，进行钢护筒中心坐标、倾斜度及倾斜方向精确测量，钢护筒倾斜度及倾斜方向测定采用重锤球法,并用经纬仪竖丝法校核。推算钢吊箱设计底高程处钢护筒中心坐标。
根据测量精度，拟定钢吊箱底板预留孔中心坐标及预留孔尺寸。
② 钢吊箱底板预留孔开孔放样
一方面在钢吊箱底板上建立平面相对坐标系，然后建立几条平行于桥轴线的副轴线和几条平行于墩轴线的副轴线，副轴线交点就是各钢护筒设计中心。
采用经纬仪定线结合钢尺量距，在钢吊箱底板上放样各钢护筒中心,根据钢护筒外半径划线开孔考虑扩孔半径）。
③ 钢吊箱安装定位控制测量
以钢吊箱纵横轴线为基准，设立对称测点，对称中心法算出钢吊箱中心坐标，及时掌握钢吊箱偏位情况，并按差异沉降法推算钢吊箱倾斜度，以锤球法校核。
2）承台施工测量
① 封底混凝土浇筑施工测量
承台封底混凝土浇筑施工测量用测深锤进行，其关键是控制封底混凝土顶面高程，力求封底混凝土顶面平整。
② 钢吊箱上新增二级加密控制点及桩位偏差测定
为保证承台施工的精度和结构尺寸，方便承台施工测量，在钢吊箱上新增二级加密控制点（经常校核二级加密控制点）。桩位偏差测定完毕编制竣工资料。
③ 承台细部结构放样
在钢吊箱上标示承台轴线，并将轴线标示于钢吊箱内壁。采用NA2精密水准仪将高程基准自钢吊箱顶面引测至内壁不同标高处。
在承台上预埋沉降、位移观测标志，规定观测标志按永久性观测点设立。
3）塔座施工测量
在承台上放样墩中心线、桥轴线，校验塔座轴线及特性点，控制塔座垂直度。
4）墩身施工测量
为保证墩身测量精度，依据加密的一级网点，采用全站仪和水准仪按常规测量方法进行墩身施工测量，采用激光铅直仪测量控制墩身的垂直度，三角高程法测量各墩身的高程，保证工程质量。
墩身竣工后，进行三等水准精度高程贯通测量和相称于三等导线测量精度的平面位置的贯通测量，并测出各墩身、横梁竣工位置和标高，报监理工程师和测控中心，经审批后，方可进行支座垫石施工及支座安装定位。采用精密水准仪几何水准法控制支座顶高程，严格控制支座纵横向轴线及扭转。
3.3 主塔施工测量
主塔施工测量技术方案结合施工现场情况和施工工艺来编制，测量重点是保证塔柱、横梁、钢锚箱、索导管等各部分结构的倾斜率、垂直度、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。主塔施工前，应在南、北边墩布设一级施工控制网点，以保证主塔的施工。
1）主塔中心点测设及控制
设立于承台、塔座、横梁以及塔顶的塔中心点，采用GPS卫星定位静态测量测设，以全站仪三维坐标法校核。
2）高程基准传递
高程基准传递方法以全站仪EDM三角高程对向观测及水准仪钢尺量距法。
3）塔柱施工测量
塔柱施工放样的目的是保证塔柱以及细部结构的几何形状、垂直度、平面位置、高程满足规范及设计规定。塔柱施工一方面进行劲性骨架定位，然后进行塔柱钢筋主筋边框架线放样，最后进行塔柱截面轴线点、角点放样及塔柱模板检查定位与预埋件安装定位，各种定位及放样以全站仪三维坐标法为主（测站布设于南、北边墩。测站仰角大，则配弯管目镜）。
① 轴线点、角点坐标计算
根据施工设计图纸以及主塔施工节段划分，建立数学模型，编制数据解决程序，计算主塔截面轴线点、角点三维坐标，计算成果编制成汇总资料，报监理工程师以及测控中心审批。
② 劲性骨架定位
塔柱劲性骨架是由角钢和钢筋加工制作而成，定位精度规定不高，其平面位置不影响塔柱混凝土保护层厚度即可。
③ 塔柱主筋框架线放样
塔柱主筋框架线放样即放样竖向钢筋内边框线，其放样精度规定较高，否则钢筋会影响塔柱混凝土保护层厚度。
④ 塔柱截面角点放样
根据施工图纸事先算出每一节模板顶口的理论坐标，现场用极坐标法放样。做法如下：在每一节模板安装定位前，在劲性骨架四拐处焊上钢板（高程控制比理论模板顶口高20厘米）然后选择有利的时段进行放样，模板定位时，操作人员用拉线法配合目视法进行模板定位，等所有工序完毕后，准备浇混凝土前，用极坐法直接测出模板顶口的四角点的实际三维坐标，与理论值相比较，如发生偏差超过规范，进行调整，直到满足规范规定。
⑤ 塔柱模板检查定位
根据实测塔柱模板角点及轴线点高程，计算相应高程处塔柱角点及轴线点设计三维坐标，若实测塔柱角点及轴线点三维坐标与设计三维坐标不符，重新就位模板，调整至设计位置。塔柱壁厚检查采用检定钢尺直接丈量。
⑥ 施测时间
为减少大气、温度、风力、风向等外界条件对放样点位及塔柱模板检查定位影响，测量作业选择在气候条件较为稳定、塔柱受日照变化影响较小的时间段内进行。
4）横梁施工测量
根据设计及施工规定，设立横梁施工预拱度，在底模板上放样横梁特性点，并标示桥轴线与塔中心线。待横梁侧模支立后，同样进行横梁顶面特性点及轴线点模板检查定位，调整横梁模板至设计位置，控制横梁模板垂直度。采用NA2精密水准仪几何水准法标示横梁顶面高程控制线。
在浇筑横梁混凝土过程中，进行横梁垂直位移观测及支架变形观测。
5）钢锚箱及主塔索导管定位
主塔钢锚箱及索导管安装定位难度大、精度规定高。为保证工期和索导管安装定位质量，采用以全站仪三维坐标法安装定位主塔钢锚箱及索导管。设计数据控制中进行主塔锚固点与主梁锚固点中心线的投线复算与几何点的归算检查。钢锚箱安装关键控制轴线和高程，使主塔轴线与钢锚箱结构轴线重合，保证索导管相对于钢锚箱及主塔的水平倾角、横向偏角、偏距及中心位置对的。全站仪测量测站布设于南、北边墩，一级加密控制点经监理、测控中心复核批准。为保证测量精度，测量作业前须进行公共点测量。若索导管、钢锚箱定位控制测点实测三维坐标与设计三维坐标不符，重新就位索导管、钢锚箱，调整至设计位置。
为保证钢锚箱及索导管安装定位精度，必须锁定测站控制点、后视控制点、后视校核控制点。主塔索导管定位及竣工测量，规定全站仪三维坐标法正倒镜两测回观测。
3.4 钢箱梁安装施工测量
钢箱梁安装、挂索阶段必须对线形、主塔进行监控测量，及时掌握结构实际状态，防止施工中的误差积累，为施工控制提供决策依据，保证成桥线形和结构安全。
1）0#块钢箱梁及标准节段钢箱梁安装测量
在0#块钢箱梁吊装前，将平面及高程控制点测控到上、下游塔柱的人洞，同时将高程基准引至塔柱南北侧面，作为0#块钢箱梁安装的平面、线形控制基准。检查0#块钢箱梁的结构轴线以及断面尺寸。根据放样标示的塔中心线、桥轴线初步就位0#块钢箱梁，待0#块钢箱梁基本稳定，再采用全站仪三维坐标法结合GPS卫星定位精拟定位0#块钢箱梁，控制钢箱梁线形、轴线及横向坡度。
标准节段钢箱梁安装与0#块钢箱梁安装测量方法基本相同。
2）线形及主塔偏移测量
线形测量重要采用精密水准仪几何水准法。线形监控点布置于桥中线及桥中线两侧。测量前建立闭合水准路线网，保证控制竖直方向（即纵向）线形的准确性。测量过程中，各工序间应互相配合，不得有任何机械、人工干扰，保证测量数据的稳定性、可靠性并即时整理、分析数据，以指导下一阶段的施工。
钢箱梁安装前，进行一次主塔偏移及扭转初始值观测。主塔偏移及扭转测量监控点设立于横梁、中塔柱及塔顶，共六个，对称布置于桥轴线两侧塔柱处。
钢箱梁安装阶段，按监控指令规定测量不同拼装工序及不同工况下钢箱梁的线形，并同时测量主塔横纵向偏移及扭转，形成规范的记录。
施工到关键工序，根据监控规定，进行全桥线形测量、主塔偏移及扭转测量。
因斜拉桥线形受温度影响很大，故线形测量应在气候条件较为稳定、日照变化影响较小、气温平稳的时间段内进行。
3）桥轴线监控
贯通各墩中心，将桥轴线方向线投影到横梁及墩的南、北侧面，实现桥轴线监控（必要时设立副桥轴线），桥轴线监控采用穿线法或经纬仪测小角法。
4）钢箱梁上索道管校验
钢箱梁上索道管校验采用全站仪三维坐标法。
3.5 合拢及桥面系施工测量
合拢段钢箱梁安装，应根据制造、施工及温度影响等实际情况，测量合拢段尺寸，同时精确测量线形、端口标高、上下游外腹板处标高、桥轴线偏移以及主塔偏移。测量合拢口间距，绘制温度间距曲线，以便准确掌握温度与合拢口间距关系，然后根据测量资料认真分析研究，设计确认合拢段最佳长度。
3.6 索塔变形测量与数据解决
施工过程中，应监测索塔的相对及绝对位移，以能及时准确反映索塔实际变形限度或变形趋势，保证塔顶高程的对的，并分析索塔的稳定性，为整个施工的决策提供依据，以达成指导施工的目的。
根据我部测量仪器及技术条件，对索塔进行《工程测量规范》三等变形测量。
1）三等变形测量的精度规定
沉降观测：观测点测站高差中误差≤1.50mm；位移观测：观测点坐标中误差≤10.0mm。
2）变形观测点布设
索塔变形观测点布设在横梁、中塔柱及塔顶（埋设变形观测棱镜，采用360°棱镜），变形观测棱镜共六个，对称布置于桥轴线两侧塔柱处。变形观测点既是垂直位移观测点，又是水平位移观测点。
3）变形测量观测方法
拟采用徕卡TCA1800全站仪极坐标法（徕卡TCA1800全站仪具有精度高、自动照准、自动跟踪功能），并结合GPS卫星定位静态测量法。
4）索塔变形观测
测定索塔由于温差、风力、风向等因素引起的偏移及其变形摆动规律。
① 施工期间索塔变形观测
索塔施工期间应埋设索塔变形测量监控标志，监测索塔变形，作为主塔施工参考。
② 索塔竣工变形观测
在钢箱梁安装施工前，进行24小时全天侯索塔变形观测，并同时记录观测时间、温度以及观测时的风力、风向，每小时观测一次，以第一次观测成果为基准值，每次观测值与基准值比较，得出索塔日照变形横纵向偏移值，从而掌握索塔在日照、温差、风力、风向等外界条件变化影响下的摆动变形规律。
5）索塔变形测量内业计算及成果整理
索塔变形测量外业观测工作结束后，及时整理和检查外业观测手簿。绘制索塔在主塔施工及钢箱梁安装过程中的变形曲线图，为下道工序施工提供可靠的参考依据。
4． 竣工测量
竣工测量是施工测量工作的一项重要内容，是评估和衡量全项施工质量的重要指标，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，为下一步施工提供可靠的参考依据，同时也是编制竣工资料的原始依据。竣工测量重要内容涉及结构物的特性角点及轴线点三维坐标，结构物的断面尺寸、轴线、垂直度。竣工测量测设方法采用GPS卫星定位法结合全站仪三维坐标法。根据测量成果编制竣工测量资料，并整理、分类归档。