1、毕业设计高铁大桥工程沉降观测方案总则1、为规范新建合肥至福州铁路信江特大桥工程的沉降变形观测、无砟轨道铺设条件的评估工作，制定本细则。2、无砟轨道铺设条件评估应综合考虑信江特大桥桩基、承台、墩身、梁部沉降变形关系，制定沉降观测设计方案。3、沉降变形观测数据必须采用先进、成熟、科学的检测手段取得，且必须真实可靠，全面反映工程实际状况。4、沉降变形观测、评估过程是确定铺设无砟轨道的关键时间节点和关键工序的主要依据之一，必需加强“零观测”（即初始值）的过程控制。一、适用范围本方案适用于新建合肥至福州铁路信江特大桥工程施工过程中的沉降变形观测及评估。未包括的内容，应按相关现行铁路设计规范、规定执行或另
2、行研究确定。二、工作依据1.客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006158号）；2、高速铁路设计规范(TB10621-2009)3.客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定（铁建设2006189号）；4国家一、二等水准测量规范（GB128972006）；5建筑沉降变形测量规程（JGJ/T8-2007）；6铁路客运专线竣工验收暂行办法（铁建设2007183号）；7客运专线无砟轨道铁路施工技术指南（TZ216-2007）；8工程测量规范（GB002693）；99.新建合肥至福州铁路工程设计文件；10.铁道部有关规定。三、工程概况新建合肥至福州铁路信江特大桥工程位于上饶市灵溪镇，主要为上
3、跨上饶国际物流中心、上饶货场、上饶既有车站、站前二路、G320国道、信江及其他低洼处而设。起讫里程为DK469+156.09DK472+905.45，中心里程DK471+030.77全长3749.36m,于DK472+392.73DK472+633.2处跨越信江，河流与线路大里程夹角为58。 主要技术指标1铁路等级：客运专线2正线数目：双线3.正线线间距：5.0m4速度目标值：350km/h5.设计竖向荷载：“ZK活载”6轨道类型：CRTS I型双块式无碴轨道第一章 组织管理新建合肥至福州铁路信江特大桥工程沉降变形观测及其评估工作，是一项系统工程，需要参建各方各负其责、密切配合，确保观测数据及
4、评估结果的真实、可靠。 严格按有关规范、设计文件及建设单位要求做好各项工程施工过程的沉降变形观测，对观测数据的真实性负责。1沉降变形监测网的建立及其保护工作。2各种监测设备、仪器、管线的购置与埋设，及其观测设施的保护工作。3配置专业人员，按规定监测项目和频率进行全过程监测和记录，并按规定格式和内容提交观测数据，确保其真实性、可靠性和全面性。4观测数据库的数据录入工作。5参与沉降变形观测及评估方案的制定工作。6参与和配合建设单位或评估单位组织的沉降变形观测评估工作。工作程序1根据工程概况编制沉降变形观测作业指导书，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作业指导书
5、，按照设计文件要求，选派专业队伍和人员进行设备布设和观测。 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专业人员进行签认。4每月提供观测原始记录文件给评估单位，按标段、项目分部、测量队、水准仪的顺序管理。5、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，报建设指挥部及设计单位，由指挥部通知评估单位进行评估。第二章 测量要求新建合肥至福州铁路信江特大桥工程沉降变形观测工作以桩基、承台、墩身、连续梁等建（构）筑物的垂直位移观测为主，水平位移监测根据桥梁工点具体要求确定。变形监测应建立独立
6、的变形监测网，覆盖范围一般不宜小于4公里，基准点选择应优先考虑利用CPI、CPII和水准基点。一沉降变形测量等级及精度要求本桥沉降变形测量等级及精度要求按下表规定执行：沉降变形测量等级垂直位移测量水平位移观测沉降变形点的高程中误差（mm）相邻沉降变形点的高程中误差（mm）沉降变形点点位中误差（mm）三等1.00.56.0二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（1）垂直位移监测网主要技术要求垂直位移监测网主要技术要求按下表执行：等级相邻基准点高差中误差（mm）每站高差中误差（mm）往返较差、附合或环线闭合差（mm）检测已测高差较差（mm）使用仪器、观测方法及要求三等1.00.30
7、.60.8DS05或DS1型仪器，按客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定二等水准测量的技术要求施测。（2）垂直位移监测网建网方式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，要求具有更高的稳定性，其平面控制点一般应设有强制归心装载。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；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，同基准点一样，其平面控制点应设有强制归心装置。
8、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置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，不但要求设置牢固，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。沉降变形点按桥涵专业布点要求进行。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。本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测
9、，定期复测按每半年进行一次，并结合精测网复测进行，按施工期4年考虑，计复测8次，每次观测水准路线长度往返按932km。对于技术特别复杂、垂直位移监测沉降变形测量等级要求二等及以上的重要桥隧工点，应独立建网，并按照国家一等水准测量的技术要求进行施测或进行特殊测量设计。2水平位移监测网（1）水平位移监测网主要技术要求水平位移监测网主要技术要求按下表执行：等级相邻基准点的点位中误差（mm）平均边长（m）测角中误差（”）最弱边相对中误差作业要求一等1.53000.71/250000按国家一等平面控制测量要求观测1501.01/120000按国家二等平面控制测量要求观测二等3.03001.01/1200
10、00按国家二等平面控制测量要求观测1501.81/70000按国家三等平面控制测量要求观测三等6.03501.81/70000按国家三等平面控制测量要求观测2002.51/40000按国家四等平面控制测量要求观测四等12.04002.51/40000按国家四等平面控制测量要求观测（2）水平位移监测网建网方式水平位移监测网一般按独立建网考虑，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网坐标的相互转换。三沉降变形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。其布设按下列要求：1每个独立的监测网应
11、设置不少于3个稳固可靠的基准点。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置。2工作基点应选在比较稳定的位置。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置。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资校核。2每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正，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
12、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，前后视观测最好用同一水平尺，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。 （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
13、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DS05或DS1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，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15。仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，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/T 12897-2006）有关要求执行。观测时，视线长度50m，前后视距差1.0 m（光学），1.5 m（电子）；
14、前后视距累积差3.0m（光学），6.0 m（电子）；视线高度0.3m（光学），0.5m（电子）；测站限差：两次读数差0.4mm，两次所测高差之差0.6 mm，检测间歇点高差之差1.0 mm；观测读数和记录的数字取位：使用DS05或DS1级仪器，读记至0.05mm或0.1mm；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：奇数站为后前前后偶数站为前后后前（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
15、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。7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。8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
16、。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。9对于宽度较宽的河、湖水中的沉降测量，按照国家一、二等水准测量规范（GB/T 12897-2006）跨河水准测量要求进行观测。10数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，主水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的软件进行。六沉降变形监测平行检测工作根据客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南，在施工单位线下工程沉降变形监测工作的基础上，还要委托咨询单位或专业队伍全过程对沉降变形进行平行观测，平行观测的数量，一般地段应不少于其沉降变形监测
17、工作总量10%，对于地质复杂、沉降变化大以及过渡段等区段，平行观测的数量不应少于20%，以确保线下工程沉降变形监测工作质量满足无砟轨道评估技术要求。第三章 桥梁工程沉降观测专业要求（一）一般规定1.无砟轨道铺设前，应对桥涵沉降变形作系统的评估，确认桥涵基础沉降、梁体变形等符合技术标准要求。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砟轨道要求。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
18、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，应及时查明原因，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）墩台沉降变形观测1观测断面布置对于柱桩或明挖基础，可隔墩设置承台、墩身观测标；对于摩擦桩基础，每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。2承台观测标设置两个观测标，观测标-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。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。3墩身观测标（1）观测点数量每墩不少于2处，位于墩身两侧； （2） 桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1
19、.0m左右。当墩身较矮立尺困难时，桥墩观测标位置可降低或设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。桥墩上观测标的具体设置位置见“承台与墩身观测标设置图”。承台墩身沉降观测标设置图4桥台观测标原则上应设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。具体设置位置见“桥台观测标埋设位置示意图”桥台观测标埋设位置示意图（三）梁体变形观测1现浇梁观测现浇梁应逐孔设置观测标。对移动模架施工的梁，对前6孔进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。验证达到设计要求后，可每10孔选择1孔设置观测标。当实测弹性上拱
20、度大于设计值时，对前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。2观测点布置（1）简支梁的一孔梁设置观测标6个，分别位于两侧支点及跨中；连续梁上的观测标，根据不同跨度，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置，3跨以上连续梁中跨布置点相同，详见附图。梁部测点横向布置示意图连续梁梁部测点纵向布置示意图（2）钢结构桥梁梁部不存在徐变，为了观测变形，每孔设置6个观测标，分别在支点及跨中设置。（3） 对大跨度桥梁等特殊结构应由设计单位单独制定变形观测方案，施工单位按照设计方案进行观测。（五）观测水准路线1桥梁墩台桥梁墩台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，沉降观测点位布设于墩台两侧，水
21、准路线观测示意图如图6.1.8所示：桥梁墩台沉降观测水准路线示意图2梁体徐变桥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，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如图6.1.7所示，其中测点1，2，3，4构成第一个闭合环，测点3，4，5，6构成第二个闭合环。所有观测线路在形成闭合环以前必须置镜两次以上，以保证不会形成相关闭合环。桥梁梁部徐变观测水准路线示意图（六）观测元件与埋设技术要求1承台观测标沉降观测桩：选择20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线，埋置深度不小于0.1m，高出埋设表面3mm，表面做好防锈处理。完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。承台观测标设置2墩身观测标采用14mm不
22、锈钢螺栓。见下图所示： 墩身观测标设置3桥台观测标、梁体观测标、涵洞观测可参考上图设置。（七）观测精度与观测频次1观测精度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0.01mm。2观测频次（1）墩台基础沉降观测一般根据下表中要求的时间间隔进行。墩台基础沉降观测频次表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1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1次上部结构施工中全程荷载变化前后各1次或1次/
23、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1次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/周无砟轨道铺设完成后24个月03个月1次/月工后沉降长期观测412个月1次/3个月1324个月1次/6个月注：1、观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。2、架桥机（运梁车）通过后观测：通过后第1天1次，隔3天1次，以后按上表正常进行。（2）梁体徐变变形观测自梁体预应力张拉开始至无砟轨道铺设前，应系统观测梁体的竖向变形。预应力张拉前为变形起始点，变形观测的阶段及频次要满足下表要求。梁体徐变
24、观测频次梁体测量间隔表观测阶段观测周期预应力张拉期间张拉前、后各1次桥梁附属设施安装安装前、后各1次预应力张拉完成无砟轨道铺设前张拉完成后第1天张拉完成后第3天张拉完成后第5天张拉完成后13月，每7天为一测量周期无砟轨道铺设期间每天1次无砟轨道铺设完成后第03个月，每1个月为一测量周期第424个月，每3个月为一测量周期（八）沉降评估1评判标准（1）根据桥涵实际荷载情况及观测数据，应作多个阶段的回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势。首次回归分析时，观测期不应少于桥涵主体工程完工后3个月，对于岩石地基等良好地质的桥涵不应少于1个月。（2）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
25、值：墩台均匀沉降量：对于有砟桥面桥梁30mm对于无砟桥面桥梁20mm（3） 静定结构相邻墩台沉降量之差要求对于有砟桥面桥梁15mm对于无砟桥面桥梁5mm超静定结构相邻墩台沉降量之差除应满足上述规定外，尚应根据沉降差对结构产生的附加应力的影响确定。（4）框构、旅客地道及涵洞在铺设有砟轨道时其工后沉降量不应大于50mm，铺设无砟轨道时，工后沉降量不应大于15mm。（5）处于岩石地基等良好地质的桥粱，当墩台沉降值趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时，可判定沉降满足无砟轨道铺设条件。（6） 利用两次回归结果预测的最终沉降的差值不应大于8mm。两次预测的时间间隔一般不少于3个月，对于岩石地基等良好
26、地质的桥涵不应少于1个月。（7） 桥梁主体结构完工至无砟轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：S(t)/S(t=)75%式中：S(t)： 预测时的的沉降观测值；S(t=)： 预测的最终沉降值。（8） 预应力混凝土桥梁上部结构的残余徐变变形应符合以下规定：无砟桥面L50m时，梁体跨中竖向变形不应大于10mm；L50m时梁体跨中竖向变形不应大于L/5000且不大于20mm。2评估方法（1）对于一座桥不仅要进行单个墩台的沉降分析，同时也要对全桥作综合评估，控制相邻桥墩的不均匀沉降。当桥长很大时可根据地质情况和施工进度划分部分区段。（2）对于单一墩台的观测数据分以下四个阶段进行归纳、分析：架梁之前
27、、架梁后至铺设二期恒载前、铺设二期恒载后至钢轨锁定前、钢轨锁定以后。综合评估时，对于预制梁桥，分桥墩台混凝土施工后、架梁前及架梁后三阶段进行；对于原位施工的桥梁及涵洞，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分为基础施工完成桥墩完成、架梁前后、架梁后至铺设钢轨之前、铺设钢轨至钢轨锁定之前、钢轨锁定之后至正式运营之前、正式运营之后等多个阶段。（3）桥涵沉降预测采用的曲线回归法参照路基执行。第四章 数据传输流程与数据管理一、数据传输流程（一）准备阶段：1. 施工单位以标段为单位提交“观测网平面布置示意图”、 附表1 “观测断面与观测点工程属性信息表”，要求将电子文件和纸介质文件同步提交建设单位
28、和评估单位。2. 设计单位根据观测断面布设的位置，填写附表“沉降设计值表”中沉降设计值栏， 同步提供电子文件给建设单位、施工单位和评估单位。3. 设计单位提交全线地质纵断面图电子文件给建设单位和评估单位。（二）测量阶段1. 组织要求：每一阶段按照时间要求提供文件给建设单位和评估单位，具体文件格式要求详见后面内容。2. 观测数据处理文件：要求提供以下电子文件，每个月提交1次。1）电子水准仪原始观测数据：2）控制点文件3）观测手簿文件4）高差文件5）平差文件6）高差闭合差统计文件7）平差计算文件（8）平差成果文件3. 成果输出文件：要求提供以下电子文件，每个月提交1次，要求每次数据均从观测原点开始
29、至提交时间。1）桥梁承台沉降观测记录表2）桥梁墩（台）沉降观测记录表3）涵洞沉降观测记录表4）桥梁梁部徐变观测数据录入表5）测点荷载时间沉降曲线与荷载时间沉降速率图。4. 其它文件：要求提供以下电子文件：1）断链表：施工单位以标段为单位提供电子文件和纸介质文件给建设单位和评估单位；2）沉降设计值表：评估单位将观测值与设计值相差较大的观测点数据电子文件提交设计单位，设计单位提供沉降设计值表电子文件和纸介质文件给建设单位和评估单位；5. 工作基点复测报告：对定期工作基点复测以及发现异常变形后的工作基点复测情况进行详细说明。6. 特殊问题报告：对观测过程中发生的沉降值异常、测点破坏后恢复等情况应及时
30、提交报告给建设单位和评估单位。监理单位发现平行观测与施工单位观测存在较大差异时应及时提交报告给建设单位和评估单位。（三）评估阶段（1） 评估单位将区段评估报告以电子文件和纸介质文件提供建设单位。（2）评估单位提供数据库电子文件给建设单位。二、文件管理与格式要求（一）文件格式 数据传输要求有电子文件和纸介质文件。其中电子文件表格要求采用EXCEL（*.xls）格式，图形文件采用CAD(*.dwg)格式，报告采用WORD（*.doc）格式；纸介质文件要求相关单位签署盖章。（二）文件管理规定 图10.2.2文件管理示意图（1）由测量队负责处理观测数据形成文件，逐级上报给工区和标段项目部，以标段为单位汇总后按时提供建设单位和评
