朔黄铁路南运河特大桥平面控制测量

32
m L / L = 1/ 48 378 式中 m L —— 桥轴线 ( 两台间 ) 长度中误差 ; L
D
铁道标准设计
m = ± ± 式中 f [ f 2/ n ] / N = [ ( f 21/ n 1) + ( f
2 2
2000 年 9 月第 20 卷第 9 期
—— 桥轴线长度 , mm; —— 墩中心点位放样限差 , 一般为 10 mm 。
图 1 南运河特大桥平面施工控制网布置示意图
3 控制网等级、 精度的确定 根据 现行铁道行业 标准《 新建铁路工 程测量规 范》 ( T B10101- 99) 第 6. 6. 1 条的 规定 , 钢筋 混凝土简支梁
轴线测量的精度估算公式为 : mL = ±
D
/
2 ×
N = ± 73. 8 mm
则桥轴线长度相对中误差 为 :
f s1 / 导线环 Ⅲ f
3
∑L = ∑L = ∑L = ∑L =
1/ 132 925
3容
= - 8. 4 ″ f
= ± 13. 2″
f s3 / 导线环 Ⅳ f
4
1/ 130 590
4容
= + 1. 1 ″ f
= ± 12. 2″
f s4 / 导线环 Ⅴ f
5
1/ 111 097
5容
= + 2. 6 ″ f
朔黄铁路南运河特大桥平面控制测量—— 李祥平
31
朔黄铁路南运河特大桥平面控制测量
中铁四局二处 李祥平 摘 要 通过使用全站仪测量 设备, 采用导 线网进行铁路曲线 特大桥平面控制测 量方案的设计和
实践 , 解释铁路曲线特 大桥平面控制测量 的一般特点 , 证明方法 是成功的 , 对类似 的工程平面 控制测量 具有借鉴意义。 关键词 控制测量 方案设计 特大桥 随着 测距手 段的 改进 和测距 精度 的提高 , 施 工单 位大 多配 备了高 精度 的全 站仪 , 导线 控制测 量越 来越 广泛地 应用到工程平 面控制测 量。它与三角网 控制测 量相比 有许多优点 : 首先 , 控制网 的布点较 灵活、 自 由, 而三角网 要考虑图形 长度与通视 情况 ; 其次 , 在 实施同 等精 度的 测量下 可节 省外 业观测 时间 , 更主 要的 是导 线网最 适宜于线状工 程。本文介绍 的朔黄铁路 南运河 特大桥的平面控制网即采用了导线网。 1 工程概况 该桥位 于河北省 沧州市境内 , 为铁 路单线桥梁 , 全 长 3 571. 27 m , 共 109 跨 , 其中 103 孔 32 m 预应力混凝 土梁。 1 孔 64 m 栓焊下承式钢 桁梁 , 4 孔 24 m 预应力 混凝土梁 , 1 孔 24 m 超低高度预应力混凝土梁。 全桥位 于 直线、R = 1 200 m 两 个反 向 曲线 及 i = 4‰、 6 ‰、 3 ‰ , 0, - 4‰、 - 3. 5‰的坡道上。桥梁的基础大部分为 预 应力 空心 管打 入桩 , 其 中有 6 个 墩基 础 为直 径 100 cm 的钻孔桩。两桥 台均为耳 墙式 , 墩 身为圆端形 板式 墩。该桥跨越南运河、 104 国道、 京沪 铁路。河床基本干 枯 , 桥址地势较平坦 , 树木散落周围 , 为铁路曲线旱桥。 2 施工平面控制网的布设 铁 路勘测 设计 时对 特大桥、 隧 道等 工程 一般 不布 测平面 控制网 , 现 场只交接 铁路的线路 中线控制 桩点 , 这些 控制桩点 的横向点 位精度 小于 2 cm, 控制 桩点间 距离相 对中误差为 1/ 3 000, 经施工 单位复测 达到以上 精度后 , 可进 行路基、 小桥、 涵洞的定位 放样 , 而本桥属 铁 路曲线 特大 桥 , 不 能直 接由 线路中 线控 制桩点 直接 进 行墩台 的定 位放样 , 必 须布 设高精 度的 施工平 面控 制网。 考 虑到桥 梁的 线形 特征 , 以及 所使 用的 日本 尼康 DT M - 530 型全站仪 的适用特 点 , 若采 用三角网 , 桥轴 线 较长 , 且桥 址沿 线房屋 树林 较多 , 三角 点不 易布 设 ; 采用导 线网进行平面 控制 , 则布点自由、 容易 避开房屋 和树木阻挡视线。 布 网沿桥 轴线 两侧 布点 , 桥轴 线西 桥台 与路 基相 连 的直线 上各 选取两 中线 控制 桩 , 布 设成 5 个相 连的 导线环 , 导线平均边长 400 m , 网形见图 1 。
1
= + 2. 3″ ,而f f + f
2 x 2 y
1容
= ±2m
n = ± 11. 2 ″ ,
f S1 = ± f s/
= ± 0. 0 88
∑L =
1/ 218 010
式中 m —— 设计所需的测角中误差 , ( ″ ); n —— 导线环内角的个数 ; f x —— 导线环边表纵坐标方向不符值 ; f y —— 导线环边表横坐标方向不符值 ;
= ± 10. 0″
f s5 /
1/ 822 831
测角 , 量边均满足规范要求。 导线环导线网测角中误差 m 为 :
∑L —— 导线环边表总和。
所以f < f
容
, 导线环 边长相对 中误差小于 四等
控制网桥轴或 相对中误差 1/ 50 000, 故测 角、 量 边精度 满足要求。 同理 : 导线环 Ⅱ f
2
= + 2. 1 ″ f
2容
= ± 10. 0″
出 , 造成复测转向 角与定测 转向角不符 的主要原 因是 : 原 定的测 量精 度低于 施工 平面控 制测 量精 度引起 的。 这 是设 计 时未 对桥 做 控制 测 量 , 所 以 , 为了 使 设 计准 确 , 对桥 梁在 设计阶 段就 应先 做平面 控制 网是消 除此 类 问题关 键 , 这样可 使施 工单 位在复 测原 有平面 控制 网 的基础 上 , 在网建 位及 精度 达到规 范要 求时即 可据 此 进行施 工放 样 , 并 且不 存在 现场线 路的 中线调 整问 题 , 若遇到改线地 段地质变 化、 地形 地貌变化 还会引起 设计变更 , 这对设计及施工均不利。 ( 来稿日期 2000- 05- 22)
《 新建铁路工程测量规范》 第 6. 6. 4 条规定 , 桥轴线 相对中误差为 1/ 50 000 时 , 则 应采用四等网 , 测角中误 差为 ± 2. 5 ″ , 基线相对 中误差为 1/ 100 000 。 4 测量及平差计算 本 桥控 制网 施工 中采 用的 全 站仪 测角 精 度为 ± 2″ , 测距标准精度 ± ( 2 + 2 × 10 - 6 D ) ( 注 : D 为实测距 离 ) , 施工前 已由国家地 震局第一地 形监测中心 核定合 格。 由于本网 采用四等精 度 , 按规范要求 , 水平 角观测 的测回数为六 测回 , 边长采用 往返观测各 两测回 , 导线 边经气象 ( 温 度、 气压 ) 改正 , 加、 乘常数 改正并归 算到 墩 顶 高 程 面 上。根 据 《 新 建 铁 路 工 程 测 量 规 程》表 4. 4. 6, 其 导线 环角度 闭合 差经 实测 与理 论上 相比 较 , ( 见图 1) 导线环 I 其角度闭合差为 f
/ n2 ) + …… ( f 2 5 / n 5 ) ] / 5 =
± 1. 7″ —— 导线 环的角度闭合差 , ( ″ ); n —— 导线 环的内角个数 ; N —— 导线 环的个数。 根据“ 测规” 4. 2. 9 条规定 , 四等导线 测量测角中误 差为 ± 2. 5″ , 故水平角精度满足要求。 平差后 测距相对中 误差小于 1/ 100 000, 满足四等 测角精度。 5 曲线偏角的调整 铁 路曲线 桥当 复测 转向角 与定 测转 向角 不符 时 , 应采 用复测 转向 角重新 计算 曲线要 素。 当 复测的 转向 角与 定测转 向角 总值较 大且 转向角 较小 时 , 宜使 线路 恢复到原定的转向角值 , 以免桥位移动过大。 本 桥位于 2 条曲线上 , JD284 和 JD285 曲线。 布设一 平面控制 网时 , 以 里程方向的直 线 ( 即 JD 284 曲线的切 线 方向 ) 为 起 始 方 向 , 保 证 起 点 处 路、桥 的 顺 接 , 在 JD285 曲线与路相接的直线上也布设两个控制 点 , 经控 制测量平差 计算后 , 此两点 方位角与设 计值会有 差异 , 经计算 , 此方位角的 总值 = - 28 ″ , 这样桥 的终点处 与路就不能顺接 , 必须按照规范予以正确处理。 因为本桥 JD 285 曲线转 向角较小 , 且复测转向角与 定测转 向角相差 较大 , 故宜使 线 路恢复 到原定 测转向 角值 , 以免桥位移动及理论推算下一个曲线 JD286 曲线 的 曲 线 偏 角 发 生 改 变 , 由 原 来 定 的 41 ° 38 ′ 40″变 为 41° 39′ 20 ″ , 经重新计算 JD286 的曲线要素 , 并 现场定出 曲 线 5 大要 素桩 ( ZH 、 HY 、 Q Z、 YH 、 HZ ) 来控制 JD 286 曲线路基 , 这样使得本桥与路基顺接。 6 分析与体会 由 上述 平 面控 制 测量 及 曲 线偏 角 的变 化 可 以看