1、劉家峽黃河特大橋貓道主纜調(diào)控專項方案PAGE 中交第一公路工程局有限公司 中國交通建設(shè) 臨夏折橋至蘭州達川二級公路ZD2合同段貓道及主纜調(diào)控專項方案中交第一公路工程局臨夏折橋至蘭州達川二級公路ZD2合同段二零一一年十二月一、工程概況劉家峽黃河特大橋?qū)儆谂R夏折橋至蘭州達川二級公路的重點工程，跨越劉家峽水庫，河面寬度約500m。橋梁全長797m，主橋為單跨重力式懸索橋，邊跨設(shè)置形式是：西邊跨148米，無吊索；東邊跨113m，無吊索?？鐝讲贾脼椋?48536113。主纜中心距為15.6m。橋梁位于R=10700m的豎曲線上，主橋以中點為變坡點，采用雙向2.5%縱坡，橋中心橋面標高1790.041m。

2、橋梁平面位于直線上，與河道中心線正交。橋面為雙向2%橫坡。 主纜共2根，采用對稱布置，成橋狀態(tài)下主跨跨度536m。主橋主纜成橋線型采用二次拋物線，中跨垂跨比為1/11。主跨主纜計算跨徑為536m，西岸邊跨主纜計算跨徑為148m，東岸邊跨主纜計算跨徑為113m。本橋單跨桁架懸索橋，標準吊索間距為8m,端部吊索距橋塔中心線12m，布置為平行豎直吊索。二施工準備 序號儀器名稱精度指標備注 1Lei leicaGPS12305mm+1ppm控制網(wǎng)測量 2天寶S8（測量機器人）1mm+1ppm/3.0秒3Leicatcr8022, 2mm+1ppm/3.0秒1.測量儀器2測量人員劉家峽大橋施工測量人員姓

3、名 職位 備注陳高成測量負責(zé)人 負責(zé)劉家峽大橋東西岸測量工作陳俊杰測量員負責(zé)劉家峽大橋東岸測量工作蘇曉亮中級測量工負責(zé)劉家峽大橋東岸測量工作王世亮測量員負責(zé)劉家峽大橋西岸測量工作吳彥偉測量員負責(zé)劉家峽大橋西岸測量工作公司測量隊公司測量劉家峽大橋施工控制網(wǎng)復(fù)測3測量控制網(wǎng)3.1儀器選用控制網(wǎng)的建設(shè)采用了標稱精度為5mm+1ppm的3臺大地測量型雙頻GPS接受機，均為徠卡Leica GPS1230接收機，安置天線采用三角架和對中精度小于1mm的光學(xué)對中器。作業(yè)前對GPS接收機和光學(xué)對中器進行了檢驗校正，全部儀器檢驗合格。3.2觀測技術(shù)要求觀測前，精心進行時段設(shè)計，避開少于4顆衛(wèi)星的時間窗口，選擇最

4、佳時段，按公路四等GPS 控制網(wǎng)的技術(shù)要求進行測設(shè)，測量的具體觀測技術(shù)要求如下：采用GPS靜態(tài)相對定位模式進行測量，觀測時段長度為60分鐘；衛(wèi)星高度角：15；有效衛(wèi)星總數(shù)：4顆；時段中任一衛(wèi)星有效觀測時間：20分鐘；觀測時段數(shù)：1；數(shù)據(jù)采樣間隔：15秒；PDOP或GDOP：8。觀測前，統(tǒng)一在GPS接收機上配置參數(shù)，使參與作業(yè)的全部GPS接收機配置的參數(shù)相同。作業(yè)時天線嚴格置平對中，對中誤差小于1mm；每個時段觀測前，后各量天線高一次，兩次較差值小于2mm，取均值作為最后結(jié)果。 3.3 GPS控制網(wǎng)基線數(shù)據(jù)處理基線處理采用廣播星歷，計算機軟件為Leica公司的商用軟件Leica Geo Offi

5、ce7.0和南方GPSadj軟件，基線解算時進行控制點兼容性、控制網(wǎng)網(wǎng)形測試、重復(fù)基線、同步環(huán)和異步環(huán)閉合差檢驗，檢驗標準如下：同步環(huán)閉合差滿足： 由若干條獨立邊組成的閉合環(huán)，其閉合差均滿足: 重復(fù)觀測的基線長度較差均滿足： 上面各式中 相應(yīng)等級規(guī)定的精度，按環(huán)平均邊長或基線邊長由下式計算： n閉合環(huán)邊數(shù)；其具體的測量的精度指標滿足下表1-1的要求：表1-1 GPS測量的精度指標級別一等二等三等四等a(mm)5555b(mm/km)1112基線處理成果均滿足上述質(zhì)量檢驗標準，可以參與后續(xù)網(wǎng)平差計算。3.4 GPS控制網(wǎng)平差技術(shù)要求加密平面控制網(wǎng)分別采用設(shè)計單位提供的2個GPS點進行兩次約束平差

6、，第一次約束平差采用GPS12-2、GPS12。同時檢核設(shè)計院提供控制點GPS12-3。第二次約束平差采用GPS12-3和GPS12，同時檢核GPS12-2。網(wǎng)平差軟件采用南方測繪的GPS處理軟件進行平差。表1-2 平面控制網(wǎng)測設(shè)精度要求控制網(wǎng)級別基線邊方向中誤差最弱邊相對中誤差公路四等21/350003.5平面控制網(wǎng)示意圖折達2標GPS控制網(wǎng)示意圖劉家峽大橋貓道索及主纜調(diào)控方案中交第一公路工程局有限公司三貓道索的調(diào)控調(diào)控的目的貓道作為懸索橋上部構(gòu)造施工最重要的高空工作通道和臨時作業(yè)場地，線型平行于主纜線型布置。在整個上部施工期間，貓道作為索股牽引、索股調(diào)整、主纜緊固、索夾及吊索安裝、鋼桁架梁

7、吊裝、主纜纏絲防護等施工的作業(yè)平臺,它的整個體系的完好性將直接影響上部構(gòu)造施工各個主要分項工序的質(zhì)量和進度。所以在測量方面,我們要控制好其線形及垂直度，劉家峽大橋貓道共有6根承重索，第一根承重索作為基準索進行調(diào)控，我們標段對貓道的線形調(diào)控采取以下方法：2.調(diào)整方法首先測量索塔、散索鞍支墩位置，確定各跨跨徑，計算貓道承重索標高。采用間接三角高程法觀測調(diào)整貓道承重索的標高，調(diào)整需考慮溫度對貓道垂度的影響。利用塔頂門架處的卷揚機及散索鞍處的千斤頂對貓道承重繩垂度進行調(diào)整，此項工作反復(fù)進行，直至貓道承重繩垂度滿足要求為此。根據(jù)承重索跨中點的平面坐標（X,Y，H）與建站控制點的坐標（X0,Y0,H0）計

8、算出控制點與跨中點連線的方位角及平距： 垂度測量示意圖將儀器建在GPS12-3，以J-1為后視，計算出GPS12-3到J-1的方位角，然后再計算GPS12-3到貓道基準索跨中位置的方位角，那么三點間的夾角=|-|，儀器照準J-1且置零，撥轉(zhuǎn)儀器至，水平制動，完成貓道基準索跨中位置水平方向的調(diào)控，那么后面來完成貓道基準索豎直的調(diào)控，假設(shè)貓道基準索跨中位置的高程為H,GPS12-3控制點的高程為H1，,GPS12-3到貓道基準索跨中位置的水平距離為D1,儀器高為i，棱鏡高為i0，那么可以計算所需要撥的角度0：H= H1+i+D1*tan0= 0= arctan(H-H1-i)/D1) （i為儀器高

9、）計算出0之后，撥豎直角至0，那么既完成貓道基準索跨中位置的調(diào)控，然后利用同樣的方法分別對貓道基準索兩個1/4處的調(diào)控，貓道承重索的相對垂度控制在3cm以內(nèi)。3. 測站點布置及選擇根據(jù)控制網(wǎng)布設(shè)情況，可選用J-1和GPS12-3測量貓道垂度，選用GPS12-2和ZD2-2復(fù)測貓道垂度，以保證貓道垂度的精確控制4 貓道架設(shè)完畢數(shù)據(jù)收集貓道架設(shè)完成、牽引系統(tǒng)形成、主纜架設(shè)前，對塔錨位置進行全面的測量，包括塔錨的軸線、平面位置、高程及跨徑。四 主纜的調(diào)控41調(diào)控的目的主纜線形的監(jiān)控是通過相應(yīng)工況下主纜在各跨中點絕對垂度控制來實現(xiàn)的。而主纜的線形調(diào)整精度主要受基準索股的線形調(diào)整精度控制，因為其它索股（

10、一般索股）是根據(jù)基準索股的線形進行相對控制的，因此基準索股垂度調(diào)控決定了主纜以至全橋的施工精度。4.2基準索股絕對垂度測量的方法 基準索股垂度測量采用全站儀對向三角高程法。4.3進一步提高基準索股垂度精度的方法為了提高測量精度，常規(guī)的方法是基準索股垂度測量前，在測區(qū)進行大量對向三角高程測量，反算測區(qū)大氣折光系數(shù)K值，而此反算的K值為測區(qū)平均K值。因為大橋橫跨劉家峽水庫，K值的方向性就更加明顯，受氣象及環(huán)境影響，同方向的K值在不同時段也存在較大差異。因此，高精度的三角高程測量采用測區(qū)平均K值修正是不合理的。為了進一步提高基準索股垂度的測量精度，在每次垂度觀測前，先進行觀測方向的單向三角高程測量，

11、反算出此方向的K值，在后面的觀測中對觀測數(shù)據(jù)進行兩差改正。4.4大氣折光系數(shù)K的計算例如在控制點A觀測某主跨跨中垂度，首先選取與此觀測方向基本一致的從A點到控制點B的方向進行單向三角高程法測量，再利用單向三角高差公式 反推出此方向的K值： 式中：為測站點A到觀測點B的高差； 為測站點A到觀測點B的水平距離； 為測站點到觀測點的豎直角； 為測站點A的儀器高，為觀測點B的目標高。計算時，采用跨水庫水準測量成果。將推算出的K值設(shè)輸入全站儀，再進行單向三角高程法測量B點，所得B點高程與跨水庫水準測量成果的B點高程比較，若差異較?。ò?mm控制）則可采用此K值進行基準索股的垂度測量。4.5基準索股絕對垂

12、度監(jiān)控測量的精度分析 精度公式應(yīng)用單向三角高程測量時，計算測站點A到觀測點B的高差的公式為：式中：為測站點A到觀測點B的水平距離； 為測站點到觀測點的豎直角； 為測站點A的儀器高，為觀測點B的目標高； 為測站點A到目標點B的兩差（地球彎曲差和大氣折射差）改正（式中R為地球的曲率半徑R=6370000m）。將上式全微分并轉(zhuǎn)化為成中誤差關(guān)系式，得：式中：為距離測量的中誤差； 為豎直角測量的中誤差； 、分別為儀器高和目標高測量的中誤差； 為兩差改正的中誤差。 主跨跨中垂度測量精度當(dāng)基準索測量的控制點為GPS12-3時，此時=305m，基準索的跨中位置的高程為1797.396，約為0.4129，采用標稱精度為1mm+1ppm的天寶S8全站儀施測，則有，；當(dāng)采用小鋼尺丈量儀器高和目標高時，；折光系數(shù)K的中誤差一般為0.030.05，取0.05則可算得。把以上各值帶入上式，算得：取2倍的中誤差為極限誤差，則基準索垂度測量的誤差區(qū)間為（+6.6mm,-6.6mm），該精度能滿足且遠高于設(shè)計的索股垂度架設(shè)的精度要求。