桥梁沉降观测方案.docx

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桥梁沉降观测方案

1工程概况

本工程为新建铁路天津至秦皇岛客运专线起自天津站，沿途经天津滨海新区、宁河县，唐山市丰润区、滦县，秦皇岛市卢龙县、抚宁县、北戴河，引入秦皇岛站，正线全长257.5Km。

本标段起点里程为DK233+150，终点里程为DK302+923，正线长度40.258km。

主要工程包括路基、桥涵、轨道（不含高速系统铺轨）、秦山地区相关工程、房屋建筑（不含站房）及给排水、其他运营生产设备及建筑物（不含雨棚）、大临及过渡工程。

对北戴河站、秦皇岛站、龙家营站、柳村南站Ⅰ、Ⅲ场，龙山线路所、山海关站进行改建。

2适用范围

本方案适用于津秦客运专线工程中铁六局所承揽的施工范围内的沉降变形观测实施。

3编辑依据

1.《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》（铁建设[2006]189号）；

2．《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）；

3．《建筑沉降变形测量规》（JGJ/T8-2007）；

4．《铁路客运专线竣工验收暂行办法》（铁建设[2007]183号）；

5．《客运专线无砟轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）；

6．《工程测量规范》（GB50026－2007）；

7．《津秦客专线下工程沉降评估变形观测》（2007.07）

4沉降观测施工准备工作

4.1组织机构及人员配置

项目部成立沉降变形观测领导组负责本区段沉降变形观测的总体督导检查和疑难问题的处理、协调工作。

沉降观测负责人：

组长：

副组长：

各分部分别成立沉降变形观测小组

项目部二分部观测小组成员如下：

负责人：

组员：

项目部三分部观测小组成员如下：

负责人：

组员：

4.2仪器配备

4.2.1、沉降观测配备测量仪器如下表

项目二分部沉降观测仪器配备表

测量器具名称

型号

制造厂

检定日期

有效期

电子水准仪

DNA03

Leica

2009年2月20日

2010年2月19日

电子水准仪

DNA03

Leica

2009年2月20日

2010年2月19日

项目三分部沉降观测仪器配备表

仪器

数量

型号

备注

徕卡电子水准仪

4台

DNA03

经鉴定合格，有效期内。

铟瓦尺

4套

2米、3米

经鉴定合格，有效期内。

尺垫

4套

2.5公斤加重

产品合格，有效期内。

温湿度计

1个

CTH-608

产品合格，有效期内。

梁体徐变观测仪器配备表

仪器

数量

型号

备注

天宝电子水准仪

2台

DiNi12

DiNi03

两梁场各一台。

铟瓦尺

2套

2米、3米

经鉴定合格，有效期内。

温湿度计

1个

CTH-608

产品合格，有效期内。

徕卡DNA03、天宝DiNi03、DiNi12电子水准仪测量精度偶然中误差均达到±0.3mm/km。

4.2.2仪器的检校

4.2.2.1铟瓦尺的检校

将全站仪架设于铟瓦尺前面十米左右整平，将铟瓦尺整平；用全站仪十字丝的竖丝与铟瓦尺的底部的一侧相切，逐渐移到上部，看是否还与铟瓦尺相切。

如果不相切，指挥扶尺人员微动尺子直到相切，调整水准气泡居中；将尺子转过90度重复上述步骤。

重复上述步骤直至满足要求为止。

4.2.2.2、水准仪i角的检验

在平坦地面上选A、B两点，相距60-100米在两点上打入木桩或用尺垫代替，先将水准仪置于AB中间测出A、B两点高差h1=a1-b1,然后将仪器置于A、B任意点附近，再次测A、B两点高差h2=a2-b2。

若︱h1-h2︱/s×206265﹤15，则说明条件满足。

原理：

4.3沉降变形监测网

4.3.1监测网的建立及测量

垂直位移监测网的精度按二等水准测量精度控制。

高程采用施工高程控制系统。

垂直位移监测网与施工高程控制网基准一致；全线二等水准贯通后，将垂直位移监测网与二等水准基点联测，将垂直位移监测网高程基准归划到二等水准基点上。

4.3.2监测网的复测

本工区沉降变形监测网每半年复测一次。

复测时按照上一期测量路线观测，遵照国家二等水准测量精度。

每期监测网的复测必须联测基准点，整网严密平差。

根据复测成果决定是否修正工作基点的高程。

4.3.3内业处理及分析

复测外业工作完成后，对数据进行数据平差。

根据成果编写《沉降变形观测网复测报告》，内容包括复测观测日期、本次复测计算高程值、与上一期高程差值、与首期高程差值、差异异常情况分析、相邻基准点的沉降变形关系分析、基准点稳定性分析、区域沉降分析等。

4.3.4异常情况上报

每次复测分析后发现有沉降不均或异常的情况应作出正式分析说明材料及时上报有关部门。

4.4变形监测点的设置

线下工程沉降监测点采用分级布网逐级控制的原则。

分为基准点、工作基点和沉降变形观测点，其布设的距离如下：

4.4.1基准点。

布设在沉降变形区以外的稳定区域，高程基准点采用铁三院所交的CPI控制点和CPII控制点及深埋点。

4.4.2工作基点。

布设在稳定区域，以基准点位基础进一步加密至满足要求的二等水准点。

一般情况下200m左右设置一个加密基点。

基点选择稳定、不易损坏的地方，并埋深1m，顶部加盖防护控制点采用一次性浇注素混凝土，混凝土浇注深度不小于1.2米，控制点桩头统一采用不锈钢桩头，埋石规格见下图。

4.4.3变形观测点。

按津秦桥通—23设置观测标。

4.4.3.1预制简支梁每30孔梁需在一孔梁上设置梁体徐变观测标6个；观测标分别设置在支点、跨中的腹板上方成对布设。

连续梁在支座和跨中布设徐变观测标，并在支座和跨中之间每隔15—20m等间隔加密设置，顺桥向可根据跨度，轨道板结构适当调整位置，待施工轨道部分时转移致不影响轨道施工的位置。

4.4.3.2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。

承台观测标分为观测标-1、观测标-2，承台标-1设置于底层承台左侧小里程角上；观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。

4.4.3.3墩身观测标当墩台高大于14m时分为观测标-1、观测标-2，墩身标-1设置于墩身左侧；观测标-2设置于墩身右侧。

桥墩标一般设置在墩底高出地面或水面0.5m左右；当墩台高在4—14m时设置一个观测标，当墩身较矮，墩身观测标不满足垂直立尺条件时，桥墩观测标可根据情况选择特制短尺或将观测标设置在承台加台对应位置，尽可能不采取顶帽设点立倒尺读数的方法。

通常情况下桥墩上观测标的具体设置位置见下图：

墩身高大于14米观测标示意图

4.4.3.4涵洞观测标涵洞边墙两侧设置沉降观测点，测点数量8个。

可根据实际调整观测标的位置。

4.4.3.5路基观测标的埋设需按津秦客专施路通—05

4.4.4观测标构造

4.4.4.1梁体及承台沉降变形观测标

观测标采用φ20mm的不锈钢棒，钢棒露出外面部分需要磨圆处理。

见下图所示：

4.3.4.2墩身沉降变形观测标

见下图所示：

5观测方法及精度要求

5.1墩台身沉降观测

桥梁下部工程观测中水准网的观测按照国家二等水准施测、采附合水准路线。

严禁采用支水准路线或者中视法，水准线路经过的工作基点或者基准点数量不得少于两个。

如图为桥梁墩台和梁部沉降观测水准线路示意图。

5.2简支梁徐变观测

简支梁梁部水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，如下图所示。

其中测点1、2、3、4构成第一个闭合环，3、4、5、6构成第二个闭合环。

5.3连续梁徐变观测

其徐变观测点位布置如下图：

5.4涵洞沉降观测

为便于沉降观测可在涵洞附近设置工作基点，如使用电子水准仪有困难可采用光学水准仪+钢板尺，但光学水准仪的精度（高程中误差）必须在每公里1mm以上。

5.6路基沉降观测

路基沉降观测时应注意各观测桩的编号，每个观测桩只有一个编号，并且沉降板埋设后其一米范围内不应碾压机碾压振动，其周围土应人工夯实。

路基地段沉降观测技术要求

5.6.1沉降观测内容

（1）观测断面及点的设置原则

1）沉降变形观测断面应根据不同的地基条件，不同的结构部位等具体情况设置；测点的设置位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。

2）路基上观测断面设置，顺线路方向每50m设置观测断面1处；每个路桥过渡段设置2个观测断面，分别设置于距离桥台5m及20m处；每个路堤与横向结构物过渡段中部设置1个观测断面。

3）对于路堤高度H≥1.0m时，观测断面设置剖面沉降管、观测桩及沉降板，设置挡土墙地段应在于线路两侧墙顶中部各设置沉降观测标1处；路堤高度H＜1.0m时可不设置剖面沉降管和观测桩，但应于钢筋混凝土板两侧距边缘20cm处各设沉降观测标1处，并设置沉降板。

（2）观测点的设置方法

1）剖面沉降管在桩顶混凝土板或加筋垫层施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密实后开槽埋设，开槽宽度20～30cm，开槽深度至混凝土板顶或碎石垫层顶面，槽底回填0.2m厚的中粗砂，再于槽内敷设沉降管（沉降管及管接头内穿入用于拉动测头的铟钢丝绳），其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。

沉降管埋设位置挡土墙应预留孔洞。

沉降管敷设完成后，在两头设置0.5m×0.5m×0.95mC15素混凝土保护墩。

并于一侧管口处设置观测桩，观测桩采用C15素混凝土灌注，断面采用0.5m×0.5m×1.0m。

2）沉降板于预压土施工前设置，预压土卸载时随预压土一起撤除。

沉降板由底板、测杆和保护套管组成。

底板采用50cm×50cm×3cmC15混凝土预制或采用50cm×50cm×0.5cm钢板，测杆采用φ40mm钢管，与底板垂直固定，其端部应与混凝土板内的钢筋网或钢板焊接上。

保护管采用塑料套管，套管尺寸以能套住测杆为宜。

随着填土的增高，测杆和套管逐节接高，每节长不超过50cm。

接高后测杆顶面应略高于套管上口，套管顶用顶帽封住管口，避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度，测杆顶高出碾压面高度不大于50cm。

5.6.2沉降观测方法

（1）横剖面沉降观测方法

每次观测首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测标顶面高程以确定管口高程，通过预置于横剖面管内的铟钢丝绳拉动传感器。

（2）沉降板观测方法

1）沉降板观测时应该在测杆头上套一个专用的测量帽。

测量帽下部以刚好套入测杆为宜，测量帽上部以中心为一半球型的测点。

2）在沉降板测杆接高时应该同时测量接高前后的测杆高程，接高测杆和测量高程的时间相隔以不超过3小时为宜。

4．沉降观测测量精度

高程测量按Ⅱ等水准要求测量，横剖面沉降测试仪最小读数不得大于0.1mm。

5．沉降观测要求

（1）为了观测到各部位的总沉降，从路基填土开始，沉降观测也随即进行。

（2）沉降设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的填筑施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。

观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行，不能影响路基填筑质量的均匀性。

5.7测量精度及作业要求

5.7.1监测网、沉降观测精度等级要求

沉降观测网包括加密点及沉降观测均按国家二等水准要求观测，主要技术指标如下：

1）按暂行规定二等水准测量的技术要求施测

仪器：

DSZ05DS05DS1等同等级仪器，作业过程中，水准仪、水准尺按《国家一、二等水准规范》（GB/T12897-2006）要求，进行外业检测，并每年送国家法定专业计量鉴定1次；

2）各项限差见下表

等级

仪器类型

视线长度

前后视距差

任一测站上前后

视距差累积

视线高度

（下丝读数）

二

DSZ05DS05

≤60

≤1.0m

≤3.0m

≥0.3m

DS1

≤50

单位mm

等级

每千米水准测量偶然

中误差

相邻基准点高差中误差

每站高差

中误差

测段较差、附合或环线闭合差

检测已测

高差较差

二

1.0

1.0

0.3

4√L

6√L

5.7.2具体施测方法及保证精度要求

在整个测量过程中实行“五固定”即固定水准基点、工作基点、固定人员、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线与方法。

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≤1m（电子）；前后视距累积差≤3.0m（电子）；视线高度≥0.3m（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。

观测时，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：

往测：

奇数站为后—前—前—后

偶数站为前—后—后—前

返测：

奇数站为前—后—后—前

偶数站为后—前—前—后

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。

观测前30min，将仪器置于露天阴影处，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。

自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。

在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。

除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。

观测过程中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置在容易震动的地方，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。

观测时避免阳光直射，保证成像清晰、稳定时在读数。

并且同时记录梁体荷载状态、环境温度及天气日照情况。

当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测。

桥涵基础沉降和梁体徐变变形的观测精度为±1mm，读数取位至0.1mm。

6观测数据处理与上报

6.1观测数据处理

1、通过外业精度指标检核合格后，利用专业平差软件进行平差计算，通过历次高程变化，计算出本次沉降量与累计沉降量；本次沉降量=Hn-1-Hn,累计沉降量=H1-Hn,（Hn为本次观测高程，Hn-1为本次之前的观测高程，H1为第一次观测值或基准值），隆起为“-”,下沉为“+”；

2、将沉降量按要求建立电子表格；具体样式见附表。

3、特别注意备注栏关于观测阶段、工况的填写准确、真实，如堆载预压开始、路基填筑完成、架梁后第一次观测等标志性施工节点。

4、加强巡视检查和安全防护，保证监测点进行正常，确保观测资料连续；

5、加强工作基准点的校核及校核密度，发现工作基准点自身发生变形时，应及时分析原因，及时采取合理的方式进行数据处理，保持数据的连续性、过程的真实性；

6、变形突变、异常时，及时组织复测，并报主管技术总工审核，必要时报送建设单位、设计、监理和评估单位。

每次观测的原始数据由局各施测单位整理，分为电子格式和打印格式（监理签认）两种格式文件按时间顺序统一存放。

需要提供的文件有：

1）电子水准仪原始观测数据

2）工作基点描述文件。

3）沉降量手薄文件。

4）平差计算文件、平差成果文件。

上列文件中电子文件按要求每个月提交一次，其中沉降量手簿文件还需要提供签署的纸介质文件，每3月提交一次。

6.2成果输出文件

1）数据处理完成后需要填写桥梁承台沉降观测记录表、桥梁墩（台）沉降观测记录表、桥梁梁部徐变观测数据录入表。

上述电子文件形式每月提交一次，纸介质形式文件每年提交一次。

2）数据传输要求有电子文件和纸介质文件。

规定电子表格采用EXCEL格式，图形文件采用CAD格式，报告采用WORD格式，纸介质文件要求相关单位签署盖章。

6.3文件管理与命名规则

点号编排及成果表要求

为了统一和规范沉降观测数据，简洁并便于数据入库，数据汇总表统一按附表1-4（表格附后）填写，主要要求如下：

1）用Excel电子表格填写数据和报送数据,文件夹名为：

标段号+局指（项目部）编号+日期（月、日），如JQ-5标中铁六局7月1日数据名为“JQ-5060701；单位（局指）编号可取中文名简称；具体注意以下几点：

①观测时间“列”的内容如2009年1月1日填写成“2009-01-01”，必须为“日期”格式，不能填成“文本”或“常规”等其它格式；

②程序在读取表格信息时，是按单元格地址分别提取的，所以表头部分每项内容必须独立填写在样表各自规定的单元格内，不能将一行内的内容填写在同一单元格内；

③每个工作簿（文件）中可以多张Excel工作表（如sheet1、sheet2…）、但每张Excel表中只能有1个数据表格；每张表格只能有一个表头，电子文件内数据不分页（即电子文件表格序号无“-1，-2……”），后续数据按日期在表后追加；

④报送数据时，原则要求以划分好的评估单元为单位，一个单元一个文件，文件名为“单元号（审核后统一发布）”+“日期（日期占4位，如5月1日填写为0501）”，如；单元区段太长、点太多，可根据评估顺序或里程，将一个单元分成几个文件，文件则命名为“单元号”+“日期”+“-1、-2…”；

2）原则上一个监测断面一张数据表，电子表格只需1个表头，纸制文件满一页后打印，每张表需1个表头；

3）数据单位为mm，取小数点后1位，即精确到0.1mm；

4）同一标段内，应保证测点点号的唯一性，其编排规定如下：

⑴路基类

点名编排考虑由断面设计序号、类别、在断面中的部位等因素组成，标准断面点号为：

“前缀”+“断面设计序号”+部位+序号：

本类型前缀为“LJ”；

断面设计序号4位，不足4位在数字前用“0”补齐；

部位：

左侧为“Z”、右侧为“Y”，基床顶面为“D”，基底为“J”，

序号从左至右（由天津至秦皇岛方向左手为左、右手为右）按由小到大顺序编排

如某断面的序号为“1#”的断面测点编号如下：

点号从左至右，共4个沉降点，由小到大编排为：

左路肩LJ0001Z1、中间基床顶面沉降板（沉降桩）LJ0001D2、中间基底沉降板LJ0001J3、右路肩LJ0001Y4；

某断面中与以上标准断面点数不一致时，监测点的序号一般要求与标准断面对应编排，缺少的监测点的序号可以为空；

如1#断面，仅在左右路肩和基床顶面布置3点，点号分别为：

左路肩LJ0001Z1、基床顶面LJ0001D2、右路肩LJ0001Y4；也可以从左至右按顺序编排为L1J0001Z1、LJ0001D2、LJ0001Y3；

剖面沉降管测点在本断面其它测点序号编排完毕后，按从左侧至右侧顺序接着编排序号，将表示“部位”意义（如左、“Z”；右、“Y”）的字母均改为“P”（剖面），如以上断面其它测点已编为LJ0001Z1、LJ0001D2、LJ0001Y3后，该断面若有剖面沉降管，其测点编号为LJ0001P4、LJ0001P5…；

⑵桥涵类

①桥墩（台）类型编号为“前缀”+“桥名”+墩（台）在本桥中的编号+测点序号

前缀：

“QD”

桥名：

取桥名前2-3个汉字中每个汉字拼音的首位字母，并大写

墩（台）编号：

3位，不足3位在前用“0”补齐，如“001”

测点序号：

按设计图中的序号。

如津秦大桥1号墩，第一个测点编号为“QDJQ0011”、第二个测点编号为“QDJQ0012”

②涵洞类型点号编号为“前缀”+“六位涵洞里程”+测点序号

前缀：

“QH”

六位涵洞里程：

涵洞所在的总里程，取至整数位，不足六位时在前面用“0”补齐；如某涵洞里程为DK24+012.88，则该部分编号为“024012”；

测点序号：

设计图中编号，为1～8（每个涵洞8个点）。

（3）连续梁、简支梁简支梁

①该类型编号为“前缀”+“桥名”+本跨在本桥中的跨号+测点序号

前缀：

“QL”

桥名：

取桥名前2-3个汉字中每个汉字拼音的首位字母，并大写

跨号：

3位，不足3位在前用“0”补齐，如“001”

测点序号：

按设计图中的序号，一般为1～6。

7观测频次

7.1墩台沉降观测频次

每个墩台从承台施工时预埋观测标，墩身施工前进行初始观测，其以后根据下表中要求的时间间隔进行观测。

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

墩台基础施工完成

/

/

设置观测点，进行首次观测

墩台混凝土施工

全程

荷载变化前后各1次或1次/周

承台回填时，临时观测点取消

预制梁桥

架梁前

全程

1次/周

预制梁架设

全程

前后各一次

附属设施施工

全程

荷载变化前后各1次或1次/周

桥位施工桥梁

制梁前

全程

前后各一次

上部结构施工中

全程

荷载变化前后各1次或1次/周

附属设施施工

全程

荷载变化前后各1次或1次/周

架桥机（运梁车）通过

全程

前后各一次

至少进行2次通过前后的观测

桥梁主体工程完工～无砟轨道铺设前

≥6个月

1次/周

岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月

无砟轨道铺设期间

全程

1次/天

无砟轨道铺设完成以后

24个月

0～3个月

1次/月

工后沉降长期观测

4～12个月

1次/3个月

13～24个月

1次/6个月

7.2梁体徐变观测频次

梁体徐变变形观测需在梁体施工完成后开始布置测点，并在张拉预应力前进行首次观测，各阶段观测频次要满足下表要求。

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

梁体施工完成

／

／

设置观测点

预应力张拉期间

全程

张拉前、后各1次

测试梁体弹性变形

桥梁附属设施安装

全程

安装前、后各1次

测试梁体弹性变形

预应力张拉完成～无碴轨道铺设前

≥2个月

1次／1、3、5d，后期1次／周

无碴轨道铺设期间

全程

1次／天

无碴轨道铺设期间

24

个

月

0～3个月

1次／月

残余徐变变形（长期观测）

4～12个月

1次／3个月

13～24个月

1次／6个月

7.3涵洞沉降观测频次

涵洞顶填土沉降的观测应与路基沉降观测

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

涵洞主体施工完成

全程

荷载变化前后各1次或1次／周

设置观测点并进行观测

涵洞填土施工

全程

荷载变化前后各1次或1次／周

架桥机通过

全程

前后

至少进行2次通过前后的观测

涵洞完工～无碴轨道铺设前

≥6个月

1次／周

岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月

无碴轨道铺设期间

全程

1次／天

无碴轨道铺设期间

24

个

月

0～3个月

1次／月

工后沉降长期观测

4～12个月

1次／3个月

13～24个月

1次／6个月

7.4路基沉降观测频次

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

填筑或堆载

一般

1次／天

沉降量突变

2～3次／天

两次填筑间隔时间较长

1次／3天

堆载预压或路基施工完毕

第1个月

1次／周

第2、3个月

1次／周

3个月以后

1次／月

无碴轨道铺设期间

第1个月

1次／2周

第2、3个月

1次／月

3—12个月

1次／3个月