南昌新八一大橋變形監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立

1、南昌新八一大橋變形監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立陳巍巍 王挺（江西省煤田地質(zhì)局測(cè)繪大隊(duì) 江西南昌 330001）摘 要 南昌新八一大橋?yàn)殡p塔斜拉橋，是南昌主城區(qū)內(nèi)連接贛江南北兩岸的主要通道之一。本文論述了該橋主塔基礎(chǔ)、塔柱和橋面變形監(jiān)測(cè)的精度設(shè)計(jì)、作業(yè)方法及變形監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立。關(guān)鍵詞 變形監(jiān)測(cè)；基準(zhǔn)點(diǎn)；觀測(cè)點(diǎn)；塔柱一、 工程概況南昌新八一大橋位于南昌市區(qū)中心地帶，南昌舊八一大橋上游約50米處，于1997年9月29日建成，是跨越贛江的一座特大橋梁，大橋由主橋，南、北引橋三部份組成，總長(zhǎng)1040米。橋面寬度主孔全寬28米,副孔寬26米，主橋主孔采用雙獨(dú)塔跨度2×160米斜拉橋,主塔采用H型,塔高

2、103米,拉索采用交叉錨固方式;斜拉索采用雙索面、扇型密索布置。為了保障南昌市八一大橋運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全，為大橋采取維修處理措施和養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)，每年定期對(duì)大橋進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)的目的是為了了解八一大橋在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中變形值的大小是否在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。變形監(jiān)測(cè)的時(shí)間選在冬季的最低氣溫附近，即每年的二月份。除塔柱的水平位移監(jiān)測(cè)在白天進(jìn)行外，大橋橋面的水平位移和垂直位移監(jiān)測(cè)則安排在夜間中斷交通后進(jìn)行。 觀測(cè)精度：水平位移觀測(cè)精度10mm 垂直位移觀測(cè)精度5 mm二、 變形監(jiān)測(cè)的實(shí)施 1、基準(zhǔn)點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)經(jīng)過(guò)實(shí)地踏勘，垂直位移觀測(cè)點(diǎn)沿大橋橋面人行道內(nèi)側(cè)道緣石布設(shè)，每2根斜拉桿及每個(gè)橋墩處各布設(shè)1個(gè)，共

3、74個(gè)，分別在大橋兩側(cè)（南北向）對(duì)稱布置，他們的沉降量能全面反映出大橋橋面的沉降特點(diǎn)。同時(shí)在74個(gè)點(diǎn)中有目的性的選擇30個(gè)點(diǎn)進(jìn)行水平位移觀測(cè)來(lái)監(jiān)測(cè)大橋橋面的水平位移。在大橋昌北橋頭合適的位置選擇三個(gè)固定點(diǎn)作為大橋水平位移和垂直位移基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇以通視條件良好，穩(wěn)定和易保存為條件，標(biāo)石是采用80X80X100CM的混凝土澆鑄，中間鑲嵌不銹鋼標(biāo)志。 觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志示意圖 基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)之記2、基準(zhǔn)點(diǎn)的觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇的目的是為大橋橋面的水平位移與垂直位移提供已知數(shù)據(jù)，便于日后計(jì)算出橋面變形的絕對(duì)值。為了保證基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)的可靠性，在每次變形觀測(cè)前，都要對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)平面位置和高程進(jìn)行觀測(cè)來(lái)檢查其穩(wěn)定性。水平位移

4、按國(guó)家二等導(dǎo)線測(cè)量規(guī)范實(shí)施，垂直位移按二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范執(zhí)行。另外：從第二次變形監(jiān)測(cè)開始，都應(yīng)對(duì)三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行平面位置和高程進(jìn)行檢測(cè)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的平面和高程系均為獨(dú)立的。3、水平位移的監(jiān)測(cè)橋面水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共30個(gè),采用尼康1級(jí)全站儀進(jìn)行二等閉合導(dǎo)線施測(cè)。具體技術(shù)要求參考國(guó)家三角測(cè)量和精密導(dǎo)線測(cè)量規(guī)范。為了減弱對(duì)中誤差對(duì)測(cè)角量距的影響，在導(dǎo)線測(cè)量中采用三聯(lián)腳架法。為了確保變形監(jiān)測(cè)達(dá)到設(shè)計(jì)方案的精度要求，在觀測(cè)實(shí)施前對(duì)導(dǎo)線最弱點(diǎn)進(jìn)行了精度估算。 導(dǎo)線最弱點(diǎn)精度估算公式：另：若測(cè)角精度放寬至2秒級(jí)，則精度變成為±8.3mm 。公式說(shuō)明：n 為測(cè)站數(shù)，S為導(dǎo)線長(zhǎng)度，按兩倍大橋長(zhǎng)度考慮。(公式來(lái)源

5、參見：P195數(shù)字測(cè)圖原理與方法潘正風(fēng)、楊正堯等編 武漢大學(xué)出版社 2004年8月)由于大橋變形監(jiān)測(cè)的特殊性，即僅在橋面一端存在獨(dú)立已知數(shù)據(jù)的情況下，為了提高變形監(jiān)測(cè)成果的精度，變形監(jiān)測(cè)分兩個(gè)步驟進(jìn)行：（1）在橋頭一定位置處，利用基準(zhǔn)點(diǎn)A1，B1，先精確測(cè)定引橋上一過(guò)渡點(diǎn)TP1（測(cè)角四個(gè)測(cè)回，對(duì)向測(cè)邊四個(gè)測(cè)回），與A1、B1同時(shí)構(gòu)成后續(xù)計(jì)算的起算點(diǎn)。然后在橋面一定位置設(shè)置主要控制點(diǎn)TP2，TP3，TP4。用TP1 TP4及大橋南面平面位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成監(jiān)測(cè)主網(wǎng)，在其精度滿足要求的前提下，用得到的TP2，TP3，TP4的坐標(biāo)值，兼作橋北面變形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)。（2）為了提高觀測(cè)內(nèi)部附合精度，以TP2，T

6、P3等做為監(jiān)測(cè)南15，北8北15的基準(zhǔn)點(diǎn)；以A01，TP1，TP2，TP3做為監(jiān)測(cè)北1北7的基準(zhǔn)點(diǎn)。經(jīng)測(cè)量后，點(diǎn)位中誤差最大的點(diǎn)為南1，為0.77cm, 最小的點(diǎn)為北8，為0.22cm 4、垂直位移的監(jiān)測(cè)大橋橋面的人行道兩側(cè)共布設(shè)74個(gè)垂直位移觀測(cè)點(diǎn)，采用徠卡DNA03型電子水準(zhǔn)儀（精度為±0.3mm/KM）進(jìn)行二等閉合水準(zhǔn)路線進(jìn)行觀測(cè)。在觀測(cè)前對(duì)水準(zhǔn)儀I角進(jìn)行了檢查，觀測(cè)順序?yàn)楹?前-前-后，采用三固定方式（固定人、固定儀器、固定路線）進(jìn)行測(cè)量，閉合差不超過(guò)±4 （L 為水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度（Km）。垂直變形監(jiān)測(cè)分兩個(gè)過(guò)程，先對(duì)設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)系進(jìn)行觀測(cè)，并對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行平差處理，符

7、合要求后，作為大橋垂直位移監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)和隨后的永久參照系。在此基礎(chǔ)上，為了保證變形監(jiān)測(cè)精度，減少測(cè)站累積誤差的影響，觀測(cè)時(shí)采用增加視距長(zhǎng)度從而減少測(cè)站數(shù)的方法，即以A1為橋面垂直位移觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，與橋面上埋設(shè)的大多數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成環(huán)進(jìn)行變形觀測(cè)，閉合差為0.9mm,并將它們的觀測(cè)成果進(jìn)行平差統(tǒng)一處理；在各點(diǎn)高程中誤差滿足要求的前提下，利用這些網(wǎng)點(diǎn)的成果對(duì)距它們最近的網(wǎng)外變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，按“后前前后”觀測(cè)程序進(jìn)行觀測(cè)，并嚴(yán)格遵照二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范（保證視距差等相關(guān)限差），進(jìn)而得到所有變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)成果。經(jīng)測(cè)量后，高差中誤差最大的為0.44cm，最小的為0.32cm。5、大橋塔柱水平位移的監(jiān)測(cè)5.1、監(jiān)測(cè)

8、點(diǎn)的布設(shè)和監(jiān)測(cè)方法大橋兩邊各兩個(gè)塔柱，共四個(gè)塔柱。每個(gè)塔柱設(shè)兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，一個(gè)設(shè)立在塔柱一個(gè)頂角點(diǎn)，一個(gè)設(shè)立在同一豎直面與大橋橋面大致水平的塔柱底部處。主要目的通過(guò)觀測(cè)不但可以掌握塔柱位移量，而且還可以了解塔柱傾斜量。觀測(cè)方法：在大橋上、下岸合適位置各設(shè)兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，采用前方交會(huì)，用DJ1型儀器采用全圓方向觀測(cè)法測(cè)4個(gè)測(cè)回，位移值測(cè)定中誤差不超過(guò)2mm 。塔柱平面位移變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)及示意圖采用公式： 可求出觀測(cè)點(diǎn)平面坐標(biāo)，位移量 傾斜度 （ H為塔高）。 塔柱平面位移基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位圖5.2、塔柱頂上變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置說(shuō)明 由于進(jìn)行塔柱頂上監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)位置描述時(shí)，僅能通過(guò)望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)中的情景進(jìn)行說(shuō)明。但下一次進(jìn)行觀

9、測(cè)時(shí)，與本次方向觀測(cè)值結(jié)合起來(lái)，是容易照準(zhǔn)同一方向目標(biāo)的。塔柱頂上變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)位置關(guān)系及簡(jiǎn)要描述5.3、 塔柱底部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置說(shuō)明 塔柱底部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用長(zhǎng)為25cm不銹鋼鋼釘鑲嵌在與大橋橋面大致水平的塔柱底部處的立面上。鋼釘頂面刻有“十“字，并在鋼釘周圍用紅油漆標(biāo)注，便于交會(huì)觀測(cè)時(shí)尋找目標(biāo)。 塔柱底部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)志說(shuō)明6、觀測(cè)時(shí)間安排 考慮到八一大橋的交通及變形監(jiān)測(cè)的技術(shù)需要，提請(qǐng)市政府批準(zhǔn)，于2007年2月2日至2月6日對(duì)八一大橋?qū)嵭薪煌ü苤?，時(shí)間為晚上12：005：00，橋面部分的觀測(cè)則在此時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，歷時(shí)5天。塔柱位移監(jiān)測(cè)安排在白天進(jìn)行。 以后的監(jiān)測(cè)則每年觀測(cè)一次，考慮到氣溫、氣壓等因素的影響，每次觀測(cè)的時(shí)間則盡量在相同的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行。三、結(jié)束語(yǔ) 本次南昌新八一大橋變形監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立，是根據(jù)業(yè)主的精度要求，采用常規(guī)的、低成本、高效率的作業(yè)手段，利用精密導(dǎo)線測(cè)量、精密水準(zhǔn)測(cè)量和前方交會(huì)的方法來(lái)獲取大橋變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。