《杭州湾大桥测量.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《杭州湾大桥测量.doc（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、杭州湾大桥测量杭州湾气象复杂多变，台风、龙卷风、雷暴及突发性小范围灾害性天气时有发生。杭州湾自然条件有以下特点： (1)海域宽阔，台风多、潮差大、流速急，具有典型的海洋性气候特征，有效工作日少； (2)软土层厚、持力层深，给海上基础设计和施工带来一系列问题； (3)南岸滩涂长，施工条件复杂，采用常规设计方案和施工方法很难满足工期要求； (4)环境的腐蚀作用严重； (5)南滩涂多个区域浅层气富集，危及施工安全。 这些都导致测量工作的困难桥梁工程控制测量现代空间信息技术特别是卫星定位测量技术的突破性发展已经为工程控制测量增添了新的活力，使工程控制测量手段产生了巨大变革。一是传统的三角测量、三边测量
2、、边角测量、导线测量等测量手段已经被卫星定位测量所替代，二是GPS差分基准站网，面向专业应用部门和公众提供高精度的GPS定位服务，这将使基于GPS的测绘技术进入全方位应用阶段。GPS技术在桥梁测量中的应用潜力巨大，前景广阔。除美国GPS卫星系统外，俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和我国的北斗定位系统都将逐渐投入应用。可以预计，在未来相当长一段时间内，卫星定位测量技术将成为高精度、实时、三维定位的主要手段。应用卫星定位系统、全站仪及数字水准仪快速建立高精度三维工程控制网，将继续成为未来桥梁工程控制测量的基本方法。桥梁工程建设地形测绘地形测绘包括2种情形，一是工程规划、勘察设计阶段的测
3、绘，另一则为工程竣工后的测绘。两者在技术手段上没有明显区别，通常都是应用数字测图技术测绘数字线划图(DLG)，并根据需要采集生成数字高程模型(DEM)。 当前野外数据采集的一个趋势是多传感器技术的集成应用。现已出现了一些基于全站仪、卫星定位系统、数码相机等多种传感器的内、外业一体化数据采集与制图系 统，对于大型桥梁工程，还可以利用航摄影像、高分辨率卫星遥感影像或使用轻型飞机摄取影像。使用数字摄影测量或遥感图像处理系统生成大比例尺DLG，DOM，DEM及三维景观模型，为工程勘察设计及竣工建档提供高质量、多形式的空间基础信息支持。利用激光扫描测绘系统可以方便地获取工程建设场区的数字地面模型(DTM
4、)或数字表面模型(DSM)也是桥梁工程建设地形测绘的手段之一。桥梁工程放样与变形监测随着大型桥梁工程建设的不断增加，当前迫切需要发展快速、准确、经济、有效的空间放样测设技术。基于智能化全站仪、激光、遥测、遥控和通讯等技术的集成式精密空间放样测设技术将具有良好的应用前景。除放样测设外，大型桥梁工程在施工过程中及竣工时对其空间形态进行实时或准实时的精确检测和完整记录越来越受到重视，市场需求不断增加。除智能化全站仪外，数字近景摄影测量和地面激光扫描等技术具有良好的应用潜力，但可操作性和作业效率均有待改善。在 变形监测方面，应该进一步研究开发大型桥梁动态与静态变形监测的自动化技术和方法。变形测量无论在
5、理论研究还是实践上都取得了实质性的成果，但技术手段和 作业方式上仍然期待有新的突破。同时，应积极发展检测、监测数据的实时处理、智能化分析与可视化表现等技术，以适应形态检测与变形监测对成果获取的及时性 和成果质量保障等方面的需要。一测量问题1GPS测量这些导致了测量的时候，水面对光的反射，水汽的大量蒸发，使测量时光的折射误差较大，而且由于环境的恶劣及其多变的因素导致按照正常的测量方法不会有较多的有效测量时间，这样有可能导致工期的延长。为了加大有效测量时间，可采用GPS进行观测，GPS观测可全天候进行，从而使观测的有效时间和理运用，为了能够让沉桩定位提供精确的数据,将GPS定位的现场数据发送到授权
6、的计算机上,能够精确再现打桩定位现场,极大地提高了工作效率。杭州湾跨海大桥连续运行GPS测量服务系统的主要功能是为桥梁下部基础的桩基、墩台施工放样提供RTK定位服务；为海上打桩船上的GPS定位系统提供RTK定位服务，解决海上沉桩定位的困难。则：连续运行GPS工程参考站应选择在地基坚实稳定、安全僻静并有利于测量标志长期保存和观测的地方。 站点位置各视线高度角15以上应无阻挡物 避开雷击区，同时采取有效的防雷设备 采取必要的安全措施，如防盗、防人为或动物破环，防自然灾害等 预留通讯电缆接口，提供和数据处理与监控中心实现有线数据通讯的条件 连续运行GPS工程参考站采取有人看管，无人值守，全自动运行方
7、式，所有站点均由中心监控和运行 地质构造不稳定地点，多路径效应严重的地点，地形隐蔽不便观测的地点不应设站为保证连续运行GPS参考站的章程运行，除选址时应考虑满足GPS观测的要求外，必要的观测条件如通信，电力，观察室等也是连续运行的必要条件。2仪器架设杭州湾大桥工程规模大，海上工程量大，导致测量作业变的繁多，从而导致误差的控制较难，仪器的架设地点不易寻找，不过可以在海上临时建设固定平台，平台的位置与间距按照测量需求进行，这些平台不光是进行测量观测，也可以作为其他工作的临时停靠点，由于杭州湾大桥是一个世界级大桥工程，建造时还没有一个完善的测量规范进行运用，测量时对误差限差的设置不定。3布网为满足海
8、中施工测量控制的需要，在海中每隔1.8km左右首先安排一批桥墩基础施工（称优先墩），利用21个优先墩承台上布设的GPS控制点和布设在B平台上的海上参考点，形成海上加密网。大桥施工平面控制网的测量精度桥梁平面控制网设计应进行精度估算，以确保施测后能满足桥轴线和桥来那个墩台中心定位的精度要求。本桥以国家GPS测量规范B级网的精度施测大桥GPS首级控制网，从而满足大桥测量控制多方面的要求；各级加密网的进度以桥墩放样相对于最近控制点的容许误差小于2cm来考虑，得出各级加密网最弱相邻点位中误差应 10mm的结论，因此决定用公路GPS测量规范一级网的精度施测4独立坐标系杭州湾大桥为跨海大桥，由于跨海两地的
9、坐标系有着差异WGS-84坐标系、1954年北京坐标系在测量时有许多变，导致测量时候的困难，这是可采用独立坐标系统进行观测，在对独立坐标系和WGS-84坐标系、1954年北京坐标系之间的联系就行系统的分析，从而出现一个比较适合杭州湾大桥测量的坐标系。二、其他观测要求：根据杭州网跨海大桥的实际情况，减少投影变形和减少因坐标系转换带来的GPS观测值精度损失，依据公路全球定位系统（GPS）测量规范建立起了54工程65m高程坐标系。大桥在65m坐标系下的定位固定桥梁的起点或终点，让起，终点的原方位保持不变，让施工面上的长度与设计长度相等，杭州网大桥的具体做法是：（1）用控制点的54坐标系实地放样桥梁起
10、点BP与终点EP（2）在实地用控制点的65m坐标测量已放样到实地的BP和EP点的65m坐标值（3）固定终点EP，计算EP至BP在65m坐标系下的方位角（4）利用设计的桥梁平面控制点参数，计算出终点至个交点到起点间的距离和交角，保持这些角度元素和距离元素不变的情况下，推算出65m坐标系下大桥平面控制点参数，包括重新推算出BP的65m坐标值（5）利用新的大桥平面线控制点参数和各各远点里程及桥墩间的跨度推算各桥墩中心的65m坐标系的坐标坐标系与工程65m坐标系的坐标转换关系在设计图上除了墩台，桩基的位置，还有其他结构去的位置都是用 54坐标标注，这些坐标必须将其装换成65m高程坐标系下才能进行放样。
11、因此必须导出设计图坐标装换至独立坐标系坐标的转换公式，以方便施工放样。这个公式可以用由平面坐标的平移、旋转并用起、终点两种坐标的差值来导出三角高程法配合GPS拟合法进行跨海高程复合贯通虽然单跨GPS拟合高程差和三角高差之比满足三等水准精度要求，但是GPS拟合高程差还有一定的残留误差，在附和高程线路中形成一定的积累，致使线路中间段的高程精度较差，因此不嫩全部用GPS拟合高差代替三角高程测量高差。但是单纯的三角高程测量，由于海中的观测条件极其恶劣，整个贯通过程可能会拖延三四个月，严重影响海中施工进程，为此可以采用复合跨海贯通的方法，即部分跨用三角高程，部分跨用GPS拟合高程，这样既避免了系统误差的
12、积累，又嫩满足施工进度的需要。鉴于杭州湾跨海大桥的高程贯通测量的进度无法满足桥墩施工对贯通高程的要求，可暂时采用复合高程贯通测量的方法，求得高程控制点的近似贯通高程，暂时满足桥墩施工进度对贯通高程的要求，等全桥高程全部采用跨海三角高程测量贯通后在修正其高程。复合贯通测量的实施及应用条件.用GPS拟合高程差代替三角高程差的边数不宜大于贯通总边数的二分之一.不宜过多连续用GPS拟合高程差代替三角高程差.用GPS拟合高程差代替三角高程差的边应是GPS直接观测的首级加密网的边，其边长不应大于3.6km.已完成的所用三角高程测量边，所测高差与相应GPS拟合高差之较差应小于三等水准限差的要求.由南北两岸向
13、海中尽可能远地单程传递高差，这些海中新的高程公共点应参与GPS高程拟合参数的计算，海中独立独立公共边应参与GPS高程拟合参数的计算，GPS拟合高程差代替三角高程差的边其GPS拟合高程差是用这些新参数计算的。全桥高程贯通测量全桥高程贯通测量应采用相当三等水准测量精度的高潮测量方法，从最近高程控制点引测至各墩顶。杭州湾跨海大桥是全桥贯通测量，是采取的由各标段内部先行进行各墩的高潮贯通，然后由测控中心进行全桥贯通平差计算，方法是采用免仪、镜高的精密三角高程测量法或者精密水准测量法将地面控制点或桥台上控制点的高程引测到相应墩顶，作为上部结构施工的高潮控制，然后在墩顶上采用精密水准测量或高精度三角测量进行联测，最后达到全桥结构物高程贯通的目的。小结 在杭州湾跨海大桥连续运行GPS工程参考站的支持下，桥位区内任何一点RTK的平面和高程实时定位精度得到了很大的提高，确保了大桥海中基础的施工放样精度。 杭州湾跨海大桥采用的独立施工坐标系54工程65m高程坐标系最大限度地限制了投影变形，又不损失GPS的观测精度。 大桥高精度GPS高程拟合法在跨海大桥施工中的应用是新技术，为国内外跨海大桥工程海中高程控制测量解决了一个难题，并提供了一种便捷高效的海中高程测量控制的方法。
