虎門(mén)二橋施工控制網(wǎng)建立與高程放樣方法

嚴(yán)慧君 張飛

【摘 要】論文簡(jiǎn)要介紹了虎門(mén)二橋施工控制網(wǎng)布設(shè)原則及施工放樣方法，總結(jié)了測(cè)量要點(diǎn)與注意事項(xiàng)，為參與橋梁建設(shè)的測(cè)量人員，提供了切實(shí)可行的理論指導(dǎo)與施工經(jīng)驗(yàn)。

【Abstract】This paper briefly introduces the layout principles and construction layout methods of construction control network of the second bridge of Humen， and summarizes the main points of measurement and points for attention，and provides practical theoretical guidance and construction experience for the surveyors who take part in the bridge construction.

【關(guān)鍵詞】虎門(mén)二橋； 施工控制網(wǎng)； 施工放樣方法

【Keywords】 the second bridge of Humen； construction control network； construction layout method

【中圖分類號(hào)】P231.5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）03-0164-02

1 項(xiàng)目概況

虎門(mén)二橋工程是廣東省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中連接廣州和東莞的重要東西向通道，橋位上游距珠江黃埔大橋約20km，下游距虎門(mén)大橋約10km。本項(xiàng)目工程總長(zhǎng)度12.891km，采用八車道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度100公里/小時(shí)，全線均為橋梁，全線有兩座跨江特大橋梁，主跨分別為1200m、1688m，共設(shè)置東涌、騮東、海鷗島和沙田四處互通立交。

2 虎門(mén)二橋建設(shè)方案

橋型布置：主跨1688m雙塔雙跨吊懸索橋，橋跨布置為658+1688+518（主纜IP點(diǎn)距離）。

虎門(mén)二橋主纜索股架設(shè)，鋼箱梁吊裝施工合龍，目前已經(jīng)完工，計(jì)劃于2019年5月建成通車。

3 平面控制網(wǎng)建立方法

廣東虎門(mén)二橋控制網(wǎng)測(cè)量的目的是為大橋設(shè)計(jì)、施工和營(yíng)運(yùn)期間監(jiān)測(cè)等提供所需的高精度空間、平面及高程控制測(cè)量基準(zhǔn)，為整個(gè)大橋建設(shè)提供準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)測(cè)量控制成果?？刂凭W(wǎng)由大橋首級(jí)控制網(wǎng)和接線控制網(wǎng)組成，首級(jí)控制網(wǎng)主要為過(guò)江通道工程提供可靠的測(cè)量基礎(chǔ)資料，接線控制網(wǎng)為大橋全線工程施工控制測(cè)量服務(wù)，本項(xiàng)目控制網(wǎng)于2010年完成建網(wǎng)及全部測(cè)量工作。

3.1 連續(xù)運(yùn)行GNSS參考站系統(tǒng)簡(jiǎn)介

連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）可以定義為一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN）技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶，自動(dòng)提供經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的不同類型的GPS觀測(cè)值（載波相位，偽距）、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及其他有關(guān)GPS服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)與傳統(tǒng)的GPS作業(yè)相比，連續(xù)運(yùn)行參考站具有作用范圍廣、精度高、野外單機(jī)作業(yè)等眾多優(yōu)點(diǎn)[1]。

3.2 HMEQ-GNSS參考站系統(tǒng)建設(shè)

HMEQ-GNSS系統(tǒng)是為滿足工程建設(shè)期間施工測(cè)量的需求，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)RTK方式向整個(gè)大橋施工區(qū)域提供24小時(shí)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測(cè)量服務(wù)；同時(shí)為滿足控制網(wǎng)測(cè)量、施工、監(jiān)理等單位對(duì)精密定位的需求，向大橋各參建方提供參考站原始觀測(cè)數(shù)據(jù)在內(nèi)的事后精密定位服務(wù)；通過(guò)連續(xù)運(yùn)行GNSS參考站系統(tǒng)，對(duì)大橋各參建方GNSS定位測(cè)量進(jìn)行監(jiān)控和管理。另外，在大橋建成運(yùn)營(yíng)期間，可以在該系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立大橋變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保障大橋的健康安全運(yùn)行。

3.3 虎門(mén)二橋首級(jí)平面控制網(wǎng)

首級(jí)控制網(wǎng)由12個(gè)首級(jí)網(wǎng)點(diǎn)、GNSS站點(diǎn)組成，首級(jí)平面控制網(wǎng)按優(yōu)于公路二等GPS網(wǎng)實(shí)施，執(zhí)行的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

3.4 虎門(mén)二橋接線平面控制網(wǎng)

接線控制網(wǎng)由18個(gè)點(diǎn)組成，接線網(wǎng)平面控制按優(yōu)于公路三等GPS網(wǎng)實(shí)施，接線控制網(wǎng)GPS觀測(cè)執(zhí)行的技術(shù)指標(biāo)分別見(jiàn)表2。

4 高程控制網(wǎng)建立方法

高程控制網(wǎng)于2010年完成建網(wǎng)及全部測(cè)量工作，本項(xiàng)目高程控制網(wǎng)由首級(jí)控制網(wǎng)、接線控制網(wǎng)組成。首級(jí)控制網(wǎng)和接線控制網(wǎng)測(cè)量采用常規(guī)水準(zhǔn)測(cè)量與跨河水準(zhǔn)相結(jié)合的形式進(jìn)行，其中已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)及檢測(cè)按國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行，首級(jí)控制網(wǎng)和接線控制網(wǎng)均按國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行，跨河部分采用“經(jīng)緯儀傾角法”按國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求進(jìn)行施測(cè)。

4.1 常規(guī)水準(zhǔn)測(cè)量

一等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)路線，起于東莞市虎門(mén)港區(qū)港珠澳大橋一等水準(zhǔn)點(diǎn)S039，止于首級(jí)控制網(wǎng)水準(zhǔn)基點(diǎn)BM06；海鷗島大沙水道和坭洲水道以4處二等跨河水準(zhǔn)組成二等水準(zhǔn)環(huán)線；東涌鎮(zhèn)沙公堡段一等水準(zhǔn)檢測(cè)路線起于首級(jí)控制網(wǎng)水準(zhǔn)基點(diǎn)BM02，止于港珠澳大橋一等水準(zhǔn)點(diǎn)S034。

觀測(cè)時(shí)，首先由東莞市虎門(mén)港區(qū)港珠澳大橋一等水準(zhǔn)點(diǎn)S039引測(cè)到首級(jí)控制網(wǎng)水準(zhǔn)基點(diǎn)BM06，檢測(cè)BM06的穩(wěn)定情況，按國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量的要求施測(cè)；然后將測(cè)區(qū)內(nèi)的大橋首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)12點(diǎn)、首級(jí)控制網(wǎng)水準(zhǔn)基點(diǎn)5點(diǎn)、接線控制網(wǎng)18點(diǎn)以及大沙水道、海鷗島、坭洲水道4處二等跨河水準(zhǔn)組成1個(gè)大的水準(zhǔn)環(huán)線，以西岸沙公堡組成1個(gè)水準(zhǔn)環(huán)線，海鷗島構(gòu)成1個(gè)水準(zhǔn)環(huán)線，東岸虎門(mén)港組成1個(gè)水準(zhǔn)環(huán)線，4處跨河水準(zhǔn)組成兩個(gè)水準(zhǔn)環(huán)線，共6個(gè)水準(zhǔn)環(huán)線，BM06作為高程控制網(wǎng)的起算點(diǎn)，按二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求施測(cè)。

4.2 跨河水準(zhǔn)測(cè)量

因受地理?xiàng)l件的限制，橋位區(qū)兩岸三地控制網(wǎng)之間聯(lián)測(cè)跨越珠江水域。因此，對(duì)跨河水準(zhǔn)測(cè)量做了專項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)，根據(jù)場(chǎng)地條件、跨河距離采用經(jīng)緯儀傾角法進(jìn)行觀測(cè)，跨河場(chǎng)地均按平行四邊形圖形布設(shè)。

5 橋梁施工高程放樣方法

高程放樣和平面放樣一樣，也是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作，為此需要根據(jù)工程的進(jìn)度，及時(shí)將高程基準(zhǔn)傳遞到適宜的位置，以方便放樣工作的進(jìn)行。高程放樣的主要方法有：水準(zhǔn)儀法放樣、三角高程法放樣，在某些特殊情況，還可利用鋼尺或全站儀進(jìn)行高程的傳遞工作。

5.1 水準(zhǔn)儀法放樣

在橋梁工程施工測(cè)量中，常常要同時(shí)用一個(gè)視線高測(cè)設(shè)出若干個(gè)具有同一設(shè)計(jì)標(biāo)高的點(diǎn)，例如橋梁樁基開(kāi)挖中的基底標(biāo)高，橋面標(biāo)高等，此時(shí)要校正水準(zhǔn)儀的i角，使i角盡可能得小，還要限制前后視距離差不宜過(guò)大。

當(dāng)待放點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差很大時(shí)，可以用懸掛鋼尺代替水準(zhǔn)尺，以放樣設(shè)計(jì)高程。

5.2 全站儀無(wú)儀器高作業(yè)法放樣

對(duì)一些高低起伏較大的工程放樣，用水準(zhǔn)儀放樣就比較困難，這時(shí)可用全站儀無(wú)儀器高作業(yè)法直接放樣高程。

5.3 全站儀天頂法傳遞高程

全站儀是目前施工放樣中最常用的測(cè)量?jī)x器，它的最大特點(diǎn)是可以直接放樣出所需要的點(diǎn)位。另外，許多全站儀都有高精度的測(cè)距系統(tǒng)，能方便、快捷地測(cè)量出兩點(diǎn)之間的距離。在施工放樣時(shí)，如果將全站儀的望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天頂（頂板），測(cè)出的距離實(shí)際上就是兩點(diǎn)的高差，利用這個(gè)原理，可以實(shí)施高精度的高程傳遞。

6 經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)

①本文件簡(jiǎn)要介紹了虎門(mén)二橋概況，總結(jié)了測(cè)量控制網(wǎng)建立方法與細(xì)部坐標(biāo)放樣方法，取得了一定的成功經(jīng)驗(yàn)。本文是作者在實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，為沒(méi)有接觸過(guò)橋梁施工的測(cè)量人員及測(cè)量界的同行們，提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)與注意事項(xiàng)。②虎門(mén)二橋即將通車，比被譽(yù)為“世界第一跨”的虎門(mén)大橋向前跨越一大步，距世界第一的日本明石海峽大橋（1991m）只差303m。今后還有更多的大橋待建，對(duì)于以后的橋梁建設(shè)，如何進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)，提供了技術(shù)支持，值得參考。

【參考文獻(xiàn)】

【1】武安狀.測(cè)量師必備基礎(chǔ)知識(shí)與操作技能[M].鄭州：黃河水利出版社，2016.