中铁四局合蚌客运专线HBZQ-2项目部
杜家岗特大桥桥墩沉降
观测方案
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中铁四局合蚌客运专线HBZQ-2项目部
2009年11月15号
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中铁四局集团合蚌高铁二标段项目经理部二分部 桥梁沉降变形观测方案
目 录
第一章 总 则
一、任务范围及主要工作内容 .................................... 3 二、工作依据 .................................................. 3 三、工程简介 .................................................. 3 3.1.2主要技术标准 ............................................ 4 3.2. 施工条件 ................................................. 4 3.2.1交通运输条件 ............................................ 4 四、施工单位工作程序： ........................................ 5 第二章 通用要求
一、沉降变形测量等级及精度要求 ................................ 6 二、沉降变形监测网主要技术要求及建网方式 ...................... 6 三、沉降观测测量点的布置要求 .................................. 8 四、沉降变形监测测量工作基本要求 .............................. 8 五、沉降变形监测观测具体要求 .................................. 9 第三章 专业要求
一、桥梁工程 ................................................. 10
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第一章 总 则
按照京福高速铁路要求，做好施工期间的桥梁沉降观测，通过对桥梁工程的沉降观测资料进行分析，预测工后沉降，提出加速桥梁沉降的措施，确定无碴轨道的铺设时间，评估桥梁工后沉降控制效果，确保无碴轨道结构的安全，特制定本实施细则。
一、任务范围及主要工作内容
1、任务范围：
a、沉降观测范围： DK63+586.6～DK74+045.285范围内所有桥梁承台及墩身，设臵沉降观测断面，进行施工动态观测作为推求工后沉降量和确定放臵预压时间的依据。
b、沉降观测断面设臵原则：每个观测断面，在承台左右大小里程设臵临时沉降点，待墩身施工完毕后在墩身顶处设臵沉降观测点。 2、工作内容：
桥梁工程沉降观测,杜家岗特大桥全长10458.685m
二、工作依据
1、《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建[2006]158号）； 2、《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》； 3、《国家一、二等水准测量规范》（GB12879－91）； 4、《工程测量规范》（GB0026－93）；
5、《客运专线无碴轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）； 6、京福高速铁路工程设计文件；
7、《京福高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施方案》。
8、《京福高速铁路合肥至蚌埠段沉降变形观测及评估实施细则》技术交底。
三、工程简介
3.1．1 工程概况
本桥位于安徽省合肥市长丰县水家湖镇和下塘唐镇境内，北起水家湖镇夏湖村，南止下唐镇陶湖乡北侧。起止点里程DK63+586.6～DK84+503.99（本部负责DK63+586.6～DK74+045.285段基础及下部结构施工）。线路两侧以农田为主，局部分步有林地、屋舍，有乡村土路通往合水路，与合水公路相伴，距合水公路100～2000m，交通便利。
桥跨布臵（9-32m+1-24m+44-32m+2-24m+26-32m+1-24m+50-32m+1-24m+340-32m+ 1-24m+6-32m+1-24m+86-32m+1-24m+4-32m）简支箱梁+(60+100+60)m连续梁+（41-32m+ 1-24m+6-32m）简支箱梁，简支箱梁采用通桥（2008）2322A图设计，,连续梁采用通桥（2008）
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2368A-V，其中直线梁二期横载范围：100～120KN/m，曲线梁二期横载范围：120～140KN/m。
桥墩采用双线圆端形桥墩，桥墩两侧设臵吊篮，桥台采用双线矩形空心台，全桥墩台基础采用钻孔灌注桩。桩基直径均为1.0m、1.25m、2.0m。 3.1.2主要技术标准
铁路等级：客运专线； 正线数目：双线； 线间距：5m；
设计速度：300km/h，预留350km/m； 轨道结构：CRTSⅡ型板式无砟轨道； 设计活载：ZK活载。 3.1.3 施工条件 （1）地层岩性及特征
经勘探揭示，结合区域地质资料对比分析，本场地自地表一下45mm范围内地基土按其土按其成因、时代及物理学性质的差异可划分为第四系全新统、上更新统冲积黏土、粉质粘土及垩系下统泥质砂岩， 3.1.6 地震动参数
本场地土属中硬土，场地类别为Ⅱ类场地。 3.2. 施工条件 3.2.1交通运输条件
（1）既有铁路
本工程既有淮南线东侧修建，既有铁路为本线的材料运输提供了极为便利的条件。 （2）公路
本工程靠近合水公路，而且在桥梁与合水路之间有许多村间机耕道路可利用作为施工便道，为本工程的材料运输提供了方便
3.3.1 气象特征
本管区属暖温带半湿润季节气候，为我国南北气候的过度地带，气候温和，四季分明。 3.3.2 地质特性
本桥地质情况地表往下依次为：粉质粘土、角砾土、全风化岩、强风化千枚岩、弱风化千枚岩。
3.3.3工程特点
速度目标值高：设计时速350km/h、初期运营速度300km/h；工程采用了高标准的
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基础沉降控制设计和严格本桥梁体徐变控制标准，确保线路满足高速运行需要的高平顺性要求。
3.2.2 桥梁沉降观测人员及仪器配臵
根据我管段的工程特点及沉降变形观测任务，划分为三段，第一段DK63+586.6-DK66+834.62，第二段DK66+834.62- DK69+835.02，第三段DK69+835.02- DK74+021.42，共分为二个沉降观测小组，每个小组配臵3人，沉降变形观测设备按二台套配备，详见下表：
监测设备表 序仪器名称 号 1 电子水准仪 型 号 DINI03 数量 2台 主要技术指标 每公里中误差：±0.3mm，配臵铟钢尺
沉降观测组人员表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 姓名 常庆春 叶 夏 于海洋 王化东 陆 暐 刘帅帅 赵家宝 常仁培 职务 沉降观测技术负责人 沉降观测队长 一作业小组沉降组长 二作业小组沉降组长 一作业组沉降组测量员 一作业组沉降组测量员 二作业组沉降组测量员 二作业组沉降组测量员 技术等级 总工程师 测量工程师 测量工程师 测量工程师 测量中级工 测量中级工 测量中级工 测量中级工 四、施工单位工作程序：
1、编制沉降变形观测实施细则，报监理单位批准后实施。
2、经监理按附表1核查同意后，根据批准的沉降变形观测实施细则，按照设计文件要求，配专业人员进行观测。
3、严格按沉降变形观测实施细则，以及有关规定进行观测和记录，确保记录数据真实、可靠。每次的观测记录必须经监理进行签认。
4、每个单位（单项）工程沉降变形观测完成后，7天内提交评估申请（附沉降变形观测报告），经监理签认后，报指挥部及设计单位。
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第二章 通用要求
我管段线下工程沉降变形观测工作以桥梁的垂直位移观测为主，设计无水平位移监测。
一、沉降变形测量等级及精度要求
京福线沉降变形测量等级及精度要求按下表规定执行：
表1.1.1 测量等级及精度要求
沉降变形 测量等级 二等 三等 垂直位移测量 相邻沉降变形点沉降变形点的高的高差中误差程中误差（mm） （mm） ±0.5 ±1.0 ±0.3 ±0.5 水平位移观测 沉降变形点点位中误差（mm） ±3.0 ±6.0 二、沉降变形监测网主要技术要求及建网方式
1、垂直位移监测网主要技术要求
相邻基往返较差、每站高准点高附合或环检测已测高使用仪器、观测方法及等级 差中误差中误线闭合差差较差（mm） 要求 差（mm） 差（mm） （mm） DS05型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量二等 0.5 0.13 技术暂行规定》一等水2F 3R 准测量的技术要求施测。 DS05型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量三等 1.0 0.3 技术暂行规定》二等水4F 6R 准测量的技术要求施测。 注：F – 附合线路或环线长度，km R - 检测已测测段长度，km
2、垂直位移监测网建网方式
线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（国家二等水准测量）施测，根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网布设方法分为三级：
1）基准点。要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，同大地测量点的比较，要求具
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有更高的稳定性。基准点使用全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点。本单位工程（DK63+586～DK74+045）杜家岗特大桥进行沉降观测的基准点分别为 GCPI023，GCPI024，GCPI025，GCPI026，GCPI027， GCPII059, GCPII060, GCPII061，GCPII062, GCPII063, GCPII064，GCPII065, GCPII066，GCPII067, GCPII068, GCPII069。
2）工作点。要求这些点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点，工作点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设臵工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。
3）沉降变形点。直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设臵牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。沉降变形点按路基、桥涵等专业要求进行布点。
监测网由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。为了验证监测网点的稳定性，应对其进行定期检测。定期复测按每半年进行一次，并结合精测网复测进行。
3 、 水平位移监测网建网方式：
按独立建网考虑，根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。
4 、 水平位移监测网主要技术要求
水平位移监测按三等规定执行。
表1.1.2 水平位移监测网技术要求
等级 相邻基准点的点测角中最弱边相对平均边长（m） 位中误差（mm） 误差（\"） 中误差 ＜300 ±0.7 ≤1/250000 作业要求 按国家一等平面控制测量要求观测 一等 ±1.5 按国家二等平面控＜150 ±1.0 ≤1/120000 制测量要求观测 按国家二等平面控＜300 ±1.0 ≤1/120000 制测量要求观测 二等 ±3.0 按国家三等平面控＜150 ±1.8 ≤1/70000 制测量要求观测 按国家三等平面控＜350 ±1.8 ≤1/70000 制测量要求观测 三等 ±6.0 按国家四等平面控＜200 ±2.5 ≤1/40000 制测量要求观测 按国家四等平面控四等 ±12.0 ＜400 ±2.5 ≤1/40000 制测量要求观测 按独立建网考虑，根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。
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5、 水平位移监测网主要技术要求，水平位移监测按三等规定执行。
表1.1.3 水平位移监测网技术要求
等级 相邻基准点的点测角中最弱边相对平均边长（m） 位中误差（mm） 误差（\"） 中误差 ＜300 一等 ±1.5 ＜150 ＜300 二等 ±3.0 ＜150 ＜350 三等 ±6.0 ＜200 四等 ±12.0 ＜400 ±2.5 ±2.5 ≤1/40000 ≤1/40000 ±1.8 ±1.8 ≤1/70000 ≤1/70000 ±1.0 ≤1/120000 ±1.0 ≤1/120000 ±0.7 ≤1/250000 作业要求 按国家一等平面控制测量要求观测 按国家二等平面控制测量要求观测 按国家二等平面控制测量要求观测 按国家三等平面控制测量要求观测 按国家三等平面控制测量要求观测 按国家四等平面控制测量要求观测 按国家四等平面控制测量要求观测 三、沉降观测测量点的布置要求
沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点。其布设应按下列要求： 1、每个独立的监测网应设臵不少于3个稳固可靠的基准站。基准点应选设在沉降变形影响范围以外便于长期保存的稳定位臵。
2、工作基点应选在比较稳定的位臵。对观测条件较好或观测项目较少的项目，可不设立工作基点，在基准点上直接测量沉降变形观测点。
3、沉降变形观测点应设立在沉降变形体上能反映沉降变形特征的位臵。
四、沉降变形监测测量工作基本要求
1、水准基点使用时应作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以较核。
2、每次观测前，对所使用的仪器和设备进行检验校正，并保留检验记录。 3、每次沉降变形观测时应符合：
（1）严格按水准测量规范的要求施测。首次观测每个往返测均进行两次读数。 （2）参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。
（3）为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，必须按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。
（4）观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。
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（5）成像清晰、稳定时再读数。
（6）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。
（7）对工作基点的稳定性要定期检核，在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。
（8）数据计算方法和计算用工作基点一致。
五、沉降变形监测观测具体要求
1、水准网的观测按照国家二等水准施测，采用单路线往返观测。每次观测均形成闭合检验条件。
2、水准仪使用天宝DINI03型仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15”。仪器各种设臵正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设臵，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。
3、外业测量一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）有关要求执行。观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.5m(电子)；前后视距累积差≤6.0m（电子）；视线高度≥0.5m（电子）；测站限差：两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0mm；观测读数和记录的数字取位：使用数字水准仪读记至0.01mm。
4、观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行：
（1）往测：偶数站为后-前-前-后 奇数站为前-后-后-前 （2）返测：奇数站为前-后-后-前 偶数站为后-前-前-后
5、每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。
6、观测前20min，将仪器臵于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于数字式水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%，观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。
7、观测过程为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安臵在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。
8、数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，主水准路线要进行
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严密平差，选用经鉴定合格的软件进行。
第三章 专业要求 一、桥梁工程
（一）桥梁沉降变形观测
1、桥梁沉降变形控制标准 （1）、桥梁墩台
对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：
墩台均匀沉降量，对于无碴桥面桥梁≤20mm。
静定结构相邻墩台沉降量之差，对于无碴桥面桥梁≤5mm。 2、一般规定
（1）、无碴轨道铺设前，应对桥梁沉降、沉降变形作系统的评估，确认桥墩基础沉降、梁体沉降变形等符合设计要求。
（2）、通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、设计计算方法，并根据沉降资料的分析预测总沉降和工后沉降量，进而确定桥梁工后沉降是否满足铺设无碴轨道要求。
（3）、根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提出改进措施，以保证桥梁工程的安全；同时积累实体桥梁工程的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。
（4）、观测期内，基础沉降实测值超过设计值20%及以上时，及时查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。
（二）、桥梁沉降观测技术要求 1、沉降观测内容
（1）桥梁墩台沉降变形观测 2、观测点布臵
为了满足沉降变形观测的需要，需要在桥墩及承台上设臵观测标。简支梁的一孔梁上设臵观测标6个；承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。观测标具体埋设原则如下：
（1）现浇梁逐孔设臵观测标。移动模架施工的梁，对前三孔进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。每孔梁设臵观测标6个，分别设臵在支点、跨中。 （2）合肥至蚌埠段每个桥墩均设臵承台观测标、墩身观测标。
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（3）承台观测标分为观测标-1、观测标-2，承台标-1设臵于底层承台左侧小里程角上；观测标-2设臵于底层承台右侧大里程角上。 （4）桥墩观测标的埋设
合肥至蚌埠段桥墩观测标的埋设：观测点应设在墩身上，数量每墩不少于2处。 （5）桥墩标设臵在墩底高出地面或水位1.0m左右；当墩身较矮梁底距离地面净空较低不足4.0m时，桥墩观测标设臵在对应墩身埋标位臵的顶帽上埋设。特殊情况按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位臵。桥墩上观测标的具体设臵
位：臵见右图
（6）桥台、连接台观测标的埋设
观测点原则上设臵在台顶（台帽及背墙顶），数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向），连接台设臵4处。
3、观测元件埋设说明 （1）墩身沉降变形观测标
采用φ14mm不锈钢螺栓。见下图所示：
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带螺纹的套管钢 板40×40×2螺 栓墩身面
注：墩身模板立模后先将带螺纹的套管预埋，套管口用胶纸密封，防止混凝土流入。墩身砼施工完毕拆模后，再将螺栓拧入套管。
4、观测方法、精度与要求 （1）观测方法
下部结构的沉降变形观测按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。
（2）观测测量精度及频次 ①观测精度
桥梁沉降观测水准测量的精度为±1.0mm，读数取位至0.01mm。 ②观测频次 （3）墩台沉降观测
每个墩台从承台施工后，就要开始进行沉降首次观测，以后根据下表中要求的时间间隔进行观测。
墩台沉降观测频次
观测频次 观测阶段 观测期限 墩台基础施工完成 墩台混凝土施工 预制梁
备注 观测周期 / 荷载变化前后各1次或1全程 次/周 全程 全程 1次/周 前后各1次 承台回填时，临时观测点取消 架梁的除荷载变化观测外，每15设臵观测点，进行首次观测 / 架梁前 预制梁架设 12
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桥 荷载变化前后各1次或1附属设施施工 全程 次/周 制梁前 桥位施上部结构施工中 工桥梁 附属设施施工 架桥机（运梁车）通过 桥梁主体工程完工～≥6个月 无碴轨道铺设前 无砟轨道铺设期间 全程 0～3个月 24无砟轨道铺设完成后 个4～12个1次/3个月 月 1次/6个月 月 1次/天 1次/月 1次/周 全程 前后各1次 荷载变化前后各1次或1全程 次/周 荷载变化前后各1次或1全程 次/周 全程 前后各1次 天应有一组观测 至少进行2次通过前后的观测 岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月 工后沉降长期观测 月 13～24个注:观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度天气日照情况。 (4)、元件保护要求
①由各工区沉降组长负责元器件的埋设、测量和保护工作。 ②元件埋设时根据现场情况进行编号。 5、资料整理要求
测量单位按照观测时间要求，及时进行沉降观测。观测数据按照统一格式填写，所有测试数据真实准确，不得造假；记录清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，填写统一表格。以书面及EXCEL电子表格两种形式同时报送有关单位。
观测数据按照统一格式（详见附件）填写，每月将采集的数据进行整理，其格式详见附件。
观测数据要求结合施工过程，详细记录各个施工节点前后的观测数据。如架梁时间、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间。 6、桥梁沉降观测桩统计
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21二分部项目部桥梁沉降观测桩统计
桥名 桥梁中心里程 承台 杜家岗特大桥 DK68+494.32 640 （三）其他 墩台 640 小计 1280 1.观测期间对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞、人为因素的破坏等，观测标位臵做醒目标志等措施以保证观测仪标的长期功能及安全要求。
2.沉降观测应按规定时间和频次要求严格执行，并定期复测避免沉降异常。 3.观测数据中应将各加载阶段标识清楚，避免数据分析时造成误判，如桥墩完成、架梁、桥面恒载施工等。
4.应加强对观测标的定期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情况时应及时恢复并进行复测。
5.无砟轨道铺设前可根据具体情况如各段落铺设轨道的间隔时间相差较大或沉降非常敏感地段等适当增加观测频次，为无砟轨道铺设条件的评估提供数据支持。
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