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1、韶关市五里亭武江大桥施工组织设计方案表1 施工组织设计文字说明1.0 工程概况韶关市五里亭武江大桥工程位于韶关市境内，地处武江下游，良村公路口。大桥向东通往韶关市帽子峰，起点桩号为K1+475，经东引桥、主桥、西引桥通往韶关市开发区，终点桩号为K2+000，全长525m，其中主桥长190m。桥面双向四车道，两侧引桥为30m宽部分预应力砼连续箱梁；主桥为32m宽预应力砼连续箱梁，其中120m长主孔为钢管砼拱连续箱梁组合桥型。1.1 工程结构五里亭武江大桥桥长525m，其中主桥三跨(35+120+35)m共长190m；东引桥六跨(415+220)m共长100m，西引桥十一跨(1020+15)m共长
2、215m；两岸桥台为10m长扩大基础空心桥台。引桥桥面宽为30m，主桥桥面加宽至32m。主桥为35m+120m+35m三跨连续箱梁，上部构造为三向预应力混凝土连续箱梁，120m主孔为无凤撑钢管砼拱和连续梁相组合的无推力系杆拱、梁结构。主拱为无凤撑的两片单独钢管砼拱，每片由四条(2100cm+280cm)钢管砼拱成梅花型布置，通过70cm钢管砼系杆与连续梁相连并在系杆中施加预应力；主桥横断面为采用顶推法施工的两幅13m宽单箱单室箱型梁，分14段顶推，顶推到位后现浇两幅中间6m宽43cm厚桥面板，梁高2.62m。下部结构主墩为400cm单排双柱式墩、无承台、无系梁结构，2500cm/350cm/3
3、00cm大直径变截面钻孔灌注桩基础；副墩为矩形盖梁、三柱式墩、无系梁、3250cm/200cm/180cm变截面钻孔灌注桩基础。东西引桥为(415+220)m(东)；(1020+15)m(西)连续箱梁。上部构造为单箱六室连续箱梁，箱梁纵横向设置预应力，采用大直径7mm平行钢丝群锚预应力体系。下部构造为单排三柱式墩、无承台、无系梁结构，3200cm/150cm/120cm变截面钻孔灌注桩基础。1.2 设计技术指标本工程按平原微丘区一级公路设计。计算行车速度：80km/h；行车道：双向四车道，223.75m=15m；桥梁设计荷载：汽超20，挂120，人群荷载3.5KN/m2；设计洪水频率：1/10
4、0；设计最高通航水位：黄基57.76m；通航标准：VI级航道，通航净高大于5m，净宽225m；地震烈度：VI度。1.3 施工条件及工程特点1.3.1 施工条件1.3.1.1 地形、地质及气候、水文地形：本工程位于韶关市，武江直通北江，武江下游河口宽阔、水流平缓、河床纵横起伏较小。东西两岸基本对称，西岸由洼地组成的广阔河漫滩阶地，东岸为窄小阶地与残余剥蚀低山相接。地质：本桥所在地区位于粤北山字型构造，褶曲构造比较发育，断裂构造次之。地质特征属第四纪堆积物，河床覆盖层自上而下有人工填土层、粉砂层、中细砂层、轻质粘土层、鹅卵石层、含砾或碎石粘土层、粘土层。桥址基岩为第四纪堆积物所覆盖，埋深不一。基岩
5、层属晚泥盆世天子岭组灰岩。河床及西岸岩性以薄层灰岩夹中厚层灰岩为主，东岸以中厚层灰岩为主。西岸引桥溶洞比较发育，河床次之，溶洞深浅、大小、层数不一，为全填充溶洞。地下水位在4.55.6m之间。该区地壳运动已相对稳定，无强烈地震发生，为VI度设防区。气候：本工程所处位置属亚热带气候，气候温和，年平均气温为21.8；雨量充足，年平均降雨量为1724.6毫米，主要降水量在59月份。水文：桥址属粤北三角洲平原河流区，武江水系属北江上游的源头地段，具有流量大、汛期长、洪峰高等特点。地表水、大气降水是地下水主要来源，水流平缓，水质对混凝土无侵蚀性。武江水道宽约170米，水深35米，目前暂不通航。1.3.1
6、.2 三通一平及地方材料本桥所处位置离火车站不远，临近106国道，有前进路、沿江大道、帽峰路等通往桥位处，交通网四通八达，十分便利。铁路、公路运输发达，无需修筑专用进场施工便道，人员、机具即可通过火车或汽车进场施工，只须在桥位处简单填筑施工便道即可。地势平坦，地面较平整，东岸大部分是已硬化地，但离城区较近，建筑物密集，空地较少，车辆人员来往较多，施工干扰大；西岸为耕种地，须压实地面和填筑施工平台。沿线施工及生活用水、用电量充足，引入方便。武江沿岸砂、石料场多，运距短，货源、质量均能满足本工程的需要。附近还有大型砼搅拌场。1.3.2 工程特点1技术先进：本工程技术先进，有许多创新之处。(1)主桥
7、采用拱梁组合桥型：主孔为无凤撑120m跨钢管砼拱连续梁桥是国内目前同类桥梁中跨径最大的。(2)顶推法工艺修建钢管砼拱：先顶推法施工190m连续箱梁，再在已完成箱梁上架设主孔120m钢管砼系杆拱系，可在桥面上搭设支架，不须常规缆索等吊装设备，施工设备简单、工业化程度高、主梁整体性好。(3)逐孔移动支架现浇施工：引桥采用移动式贝雷支架分段现浇连续箱梁，实现了工业化流水作业施工，效率高，有利于保证构件质量。(4)下部结构采用单排桩柱、无承台、无盖梁结构：除两个副墩设有盖梁外，全桥其余墩均取消承台、盖梁，主墩为双柱墩，其它均为三柱墩，结构外型简洁，受力明确，桥下空间大。在190m宽江面上仅有4条400
8、cm独立墩柱，视野开阔，阻水面积小、泄洪效果好，该造型为国内首创。(5)主墩采用大直径变截面桩基础：通过增加桩基础施工用钢护筒的巨大刚度来取消桩间横系梁（承台），这是本桥变截面桩特殊所在。主墩500cm/350cm/300cm变截面桩桩径最大处达500cm、单桩最大轴向力达55000KN均为广东省之冠。地质探测中运用先进电磁波“CT”探测方法探测地下溶洞情况。(6)引进大直径7mm平行钢丝群锚预应力体系：在东西引桥中采用，与常规5mm钢丝相比，价格降低10%，单束索力增大80%，方便了施工，节约了资源。2桥型美观在190m宽的武江江面上，五里亭大桥无凤撑120m钢管砼拱连续梁桥体系，两条梅花型
9、钢管砼拱如彩虹般矗立在桥面上30m处，气势雄伟，双肋间取消全部支撑，行车视野开阔；桥面下仅4400cm独柱支撑，简洁明快，桥下空间巨大；主桥线形布置在R=4751m的竖曲线上，两岸引桥成直线按2%的纵坡与主桥连接，线形流畅圆顺；整座桥梁与武江及其两岸的景观非常协调一致，它的建成将成为一个标志性建筑，成为粤北古城韶关市的一道亮丽的风景。3施工难度大本工程桩基础采用变截面桩，西引桥和主桥桩基础遇有溶洞。主桥桩基施工500cm钢护筒重达4.3t/m，施工过程中单条钢护筒最重达65t（按17m计算），单节重39t（按9m一节计算），起吊、沉放、施打需要大型的起重设备和振动设备，施工要求高、难度大；施工
10、中须多次沉放钢护筒，工艺多且复杂；地下有溶洞，不可见因素多，施工过程难以精确控制；支承桩的施工须保证桩底沉渣为0；达到上述要求的施工难度很大。钢管砼拱施工过程须严格控制拱体三维空间坐标精度，砼浇筑须保证密实饱满，钢材外露部分要严格进行除锈防腐工作，施工过程能否精确控制将成为本工程能否成功的关键。1.4 本企业简介中港四航局第一工程公司前身为交通部四航局第一工程公司，是具有五十多年历史的国有大型建筑施工企业、国家一级一类公路桥梁施工企业，1997年通过ISO9002质量体系认证。公司技术力量雄厚，施工设备先进，管理严密、科学，在社会上享有较高的知名度和良好的信誉。近期承担了鹤洞大桥、华南大桥、肇
11、庆大桥、广和大桥、顺德五沙大桥、容奇大桥、德胜大桥、广州市内环路A2.3、A2.7、A2.8标段等施工。本公司水上施工设备在华南地区占有相对的优势。在肇庆大桥、广和大桥均成功完成了溶洞区大直径变截面钻孔灌注桩的施工，拥有一批经验丰富的技术人员和熟练工人以及一整套行之有效的溶洞处理方法，已经配备了成套大型施工设备。技术总结论文肇庆大桥溶洞区大直径桩的施工荣获1999年中港集团科技进步三等奖，该项目QC小组荣获1999年度“交通部优秀QC小组”称号，该项目班组荣获1999年度“全国水运系统安全优秀班组”称号。在肇庆大桥，我公司在广东省首次采用移动式贝雷支架施工现浇箱梁，所有移动支架均由我公司自行设
12、计施工，所施工的20m连续箱梁质量优良，尤其是外观质量得到了各方好评。该项目技术论文移动式支架连续箱梁逐孔现浇施工技术荣获1999年度中港集团科学技术进步三等奖。本公司一贯坚持“严格管理，质量第一，信守合同，顾客满意”的方针和“干一个工程，树一块丰碑”的宗旨，为业主提供最佳服务和产品。2.0 施工总体安排和各分项工程的施工顺序2.1 施工总工期本工程施工总工期为20个月，其中施工准备和竣工整理各约1个月，基础及结构工程施工18个月。计划于2000年11月18日开工，工期计算从2000年12月1日起，下文所有时间安排均从12月1日开始排起。（具体见表7施工总体计划表和其后的施工网络计划）2.2
13、施工总体安排为加强施工管理，确保工程质量和施工进度，我公司计划成立五里亭武江大桥项目部，项目部下设：行政、综合、工程合约部、物资部、船机部、计财部、质检/质保部等部门，施工分二个工区（引桥工区、主桥工区）。引桥工区长335m，桩号K1+475K1+585段和K1+775K2+000段；主桥工区长190m，从K1+585 K1+775。各工区组建相对专业的作业队伍，同时组织施工，分工合作，项目部统一协调指挥。本工程难点和关键是溶洞区桩基础施工和主桥顶推箱梁和钢管砼拱的施工，须做好主桥的施工组织，编制好主桥施工计划，把设备、人员的重点放在主桥施工上。根据本工程工程特点及工程量大小，安排由6个相对独
14、立的专业作业队伍组成2个工区，项目部统一协调指挥。各工区分布如下图所示：引桥(东岸)主桥引桥(西岸)K1+475K1+585K1+775K2+000组织机构见下页组织机构图。工程施工总体流程图见后页。各工区的施工范围和作业划分见施工作业计划表。组织机构图中港四航局一公司项目经理项目总工程师项目副经理行政部质检部质保部计划/财务部综合办公室工程合约部船机部物资部试验室主桥工区引桥工区说明：施工组织机构中施工现场分为主桥、引桥二个工区，各工区分别负责K1+585K1+775、（K1+485K1+585，K1+775K2+000）范围内结构工程各项目的施工。各工区根据各分项工程的特点组建专业的作业队
15、，全桥共设7个作业队，具体见施工作业计划表和各分项工程施工作业安排表。组织机构图中：上层领导下层，下层对上层负责。工程施工总体流程图桥面系施工吊杆钢管砼浇筑临时墩拆除竣工验收施工准备工作东引桥梁施工钻桩平台填筑桩基础施工墩柱、桥台施工移动支架安装箱梁外模安装主桥施工现浇A块箱梁砼预应力张拉施 工 总 体 流 程 图西引桥施工钻桩平台填筑栈桥、钻桩平台搭设现浇B块箱梁砼预应力张拉支架前移桩基础施工墩柱、桥台施工移动支架安装现浇A块箱梁砼预应力张拉现浇B块箱梁砼预应力张拉支架前移桩基础施工墩柱、盖梁施工现浇梁段砼预应力张拉顶推设备安装箱梁顶推外横隔梁、桥面板现浇预应力张拉导梁制作安装钢管砼拱支架搭
16、设导梁拆除现浇第5、6跨箱梁砼预制平台拆除现浇第12、13跨箱梁砼支架前移现浇第10、11跨箱梁砼主拱安装吊杆钢管安装主拱钢管砼浇筑吊杆预应力张拉移动支架拆卸移动支架拆卸临时墩施工预制平台搭设施工作业计划表工区施工作业队施工主要内容备注引桥工区基础施工1队0#5#、10#20#墩钻孔桩墩台施工4队0#5#、10#20#墩柱和东西桥台上部箱梁施工5队引桥移动支架施工连续箱梁负责全桥桥面系施工主桥工区基础施工2队6#9#墩、临时墩钻孔桩钢结构施工3队施工平台、栈桥、钢护筒、临时墩、预制平台含引桥桩基护筒沉放墩台施工4队6#9#墩柱、盖梁上部箱梁施工6队主桥箱梁的预制和顶推钢管砼拱施工7队钢管的卷制
17、、架设、砼施工2.3 各分项工程的施工顺序2.3.1 施工准备、临时工程接到中标通知后进场，在一个月内完成施工准备工作和临时工程建设，主要包括：承包人驻地建设、水电及通讯设备安装、场内施工便道填筑、测量控制网的复测与布设、试验室的建立、办理有关施工许可证件、施工方案编制和开工报告报批等。1承包人驻地建设承包人驻地设在西岸桥位桥边线南侧，桩号K1+800K1+950，宽50m。生活办公区、砼搅拌站、材料堆放场和钢筋加工场集中布置（具体见表4：施工总平面布置图），承包人驻地建设在一个月内完成，确保工程各职能机构正常运转。2水电及通讯设备安装本工程施工范围均属城镇市区，用水用电方便。生活用水从开发区
18、附近居民区引入自来水，施工用水从武江用抽水机抽水，并在驻地内设置蓄水池。与当地供电部门联系在西引桥驻地附近设置500KW变压站引入高压电，再配一台200KW发电机备用；在东引桥附近（引桥中心线北侧50m）设置400KW变压站引入高压电。施工用电缆、水管布置在桥位北侧施工征地范围内。电话可从附近引入，工地范围内联络采用无线电对讲机。项目部配电脑4台，固定电话2部，移动电话6部，对讲机6部，传真机一台，复印机一台。3场内施工便道填筑现有地方道路已可满足施工机械、材料等的进场，无需修建专用的进场施工便道。根据施工的需要，在桥位处大致沿南侧桥边线填筑宽8m的施工便道，东、西引桥施工便道分别与前进路、沿
19、江路相接；并通至各墩桩位处。分别从前进路、沿江路搭设钢栈桥通至7#、8#墩水上施工平台，并与施工便道接通。场内施工便道布置具体见表4：施工总平面布置图。4测量控制网的复测与布设进场15天内对设计提供的基线水准点，施工导线点等进行复测，其精度必须满足施工测量规范和设计要求；对设计提供的控制点和主要施工测量桩点加以保护，按设计图布设施工测量网点及线路桩，用油漆加以标注并设保护桩以便校准。复测资料和施工控制网经监理验收符合要求后，才能进行桥梁施工的测量放样工作。在沿线两侧附近通视条件好、不易被破坏的地方，布设施工控制基线导线点，与设计所提供的控制点形成一个三角闭合控制网，大桥两岸进行联测以确保线路顺
20、畅。施工过程中，对控制点作好保护，并经常复测其位置及标高，发现偏差及时纠正。5试验室的建立在驻地内设置试验室一个，负责常规的试验和检测，特殊的试验和检测要送至业主或监理认可的有资质的试验机构进行。试验室须报请韶关市计量局标定，并由广东省交通基本建设工程质量监督站进行技术资质审查合格并确定其试验范围后才能投入使用。测量及试验室所需仪器见表8-4。6办理有关施工许可证件进场后立即办理用水、用电、消防等报批手续。开工前将有关文件、方案报当地建设委员会建管处、城管、环卫、航道、港监等部门办理施工许可证、夜间施工许可证、余泥排放证、水上施工航行通告、航标设置等手续。7施工方案编制和开工报告报批开工前组织
21、有关技术人员熟悉施工图纸、施工技术规范、质量检验标准和有关环保、文明施工、交通管制等文件；复核施工图纸和工程数量，结合现场的施工环境和实际情况，进行设计技术交底，再编写详细的实施性施工组织设计，提出具体详细的施工计划、材料计划、机械使用计划、施工工艺及有关保证措施，按程序报监理或业主审批。各项准备工作基本完成后，按监理工程师的要求填写开工报告，报业主或监理工程师批准后方可正式开工。2.3.2 基础、下部构造施工本工程基础采用钻孔灌注桩，其中主桥为大直径桩，大部分为变截面嵌岩桩，可能存在部分摩擦桩。桩径最大达500cm，最小为120cm，桩长从16.67m至40.70m不等。基础施工采用钻冲结合
22、施工工艺成孔，优质膨润土泥浆护壁，钢性导管法浇注水下砼。溶洞处理除常规的施工控制措施外采用的溶洞区放置钢内护筒的方案。桩基础施工安排在开工后7个月内完成。下部结构主要是单排柱式墩，过渡墩设有部分预应力砼盖梁，引桥端头采用扩大基础空心桥台。墩柱施工用半月形组合钢模板，1.5m一节，螺杆对接，风缆加固。盖梁、桥台施工均采用落地支架。砼浇筑用砼搅拌车运输，汽车吊罐法或砼泵泵送结合砼串筒下料，人工插入式振动棒振捣。（具体见各分项工程施工作业安排表）2.3.3 引桥上部箱梁施工本工程引桥上部结构采用30m宽部分预应力砼连续箱梁，跨径有15m和20m两种。东引桥6孔一联（415m+220m），西引桥11孔
23、一联(1020m+15m)。箱梁截面单箱六室，墩顶设横隔梁。箱梁纵横向设置预应力，采用大直径7mm平行钢丝群锚预应力体系。引桥上部结构采用逐孔移动式贝雷支架现浇施工。墩柱上安装钢抱箍，再架设贝雷横梁，贝雷纵梁支撑于横梁上，初步拟定2跨约50m长。模板用大型钢模板，制作2段，通过手动机械式千斤顶支撑于贝雷纵梁上。砼分段分层浇筑，达到设计强度后张拉预应力束，2跨砼施工完成后贝雷支架前移，进入下一段施工。（具体见各分项工程施工作业安排表）2.3.4 主桥顶推箱梁施工本桥主桥三跨一联（35+120+35m）连续箱梁采用顶推法施工。顶推施工制梁台座布设在西岸12号墩处，长20米，912号墩每跨的跨中设一
24、临时支墩。施工方法上采用连续顶推施工工艺，即在各墩墩顶箱梁中心线上安设一台ZLD100型连续顶推千斤顶，通过钢绞线拉索、拽拉杆、滑道及滑板将箱梁顶推前移。箱梁顶推到位后，进行落梁施工。2.3.5 钢管砼拱施工钢管拱采用专业工厂加工制作，用平板车运至现场吊装的方法施工。工厂分段制作，每段长约16米；现场采用50吨汽车吊吊装，钢管拱吊装前先搭设钢管拱架。钢管拱架设好后浇注管内砼，浇注前先在钢管拱上每隔3米开设灌注孔和震捣孔。砼从拱脚向拱顶对称浇注。2.3.6 桥面系施工在主孔钢管砼拱架设完成、全桥合拢标高调整完毕、临时墩拆除后，对全桥进行标高通测，确定最终桥面控制标高，然后施工桥面系。先施工防撞栏
25、和分隔带，防撞栏采用定型钢模板，2.4 施工总平面布置图（见附图）3.0 设备、人员动员周期和设备、人员、材料运到现场的方法3.1 设备人员动员周期1、为在规定期限内优质、高效地完成韶关市五里亭武江大桥施工任务，我公司将以参加过肇庆大桥、广和大桥、鹤洞大桥、广州内环路等工程施工的第一、六施工处为基础组建五里亭桥工程项目部，承担本工程的施工任务。本工程按项目施工法原则组织施工。项目经理部直属公司领导，项目经理在公司经理的授权下，全权负责本工程的施工管理全过程和履行合同中有关职责和权益。中标后，我公司将派遣一名副总工程师常驻工地，指导施工和协调各方关系。2、我公司将派遣满足现场施工需要的、具有丰富
26、的桥梁施工经验的、综合素质高的优秀技术人员和得力的管理人员进场施工。在开工前对所有参加施工的管理人员和技术工人进行技术培训和考核，同时积极参加由业主和上级主管部门组织的各项培训，以适应本工程的需要。特殊工种作业人员还须取得上岗证方可上岗。3、我公司承建的肇庆大桥、广和大桥、内环路工程主体已全部完工，施工人员已休整好，机械设备已维修保养完毕，所有施工用的材料（主要是钢结构材料）已全部入库，可以随时调往五里亭武江大桥工程，保证满足此项目施工顺利进行。4、如我公司有幸中标，我们将安排项目经理、副经理、总工程师、各部门负责人等主要人员在2天内进场。临时设施施工人员20人及其设备材料将在5天内到达。第一
27、批包括高级工程师1人，桥梁工程师6人，测量工程师、机械工程师、计划管理工程师各1人，助理工程师10人在内的人员将在7天内到位。其他管理人员和作业工人将视工程进展按业主及监理工程师的要求分批到位。5、在接到中标通知后20天内桥梁下部结构施工所须的测量仪器、试验设备、吊车、汽车、装载机、船只、桩机（含其所须的配套设备如泥浆泵等）、砼拌和机、发电机等主要设备全部到位。施工所须的钢结构材料将与此同时分批进场。并在20天内完成测量控制点的复测和工地试验室的建设。3.2 设备、人员、材料运到现场的方法项目部成立调遣领导小组，根据开工的先后顺序，精心组织设备、人员、材料的分批进场。1、项目部将统一安排施工人
28、员进场。职工派专车从广州送至工地，合同制工人必须持有所在地区乡镇一级以上机关签发的有效证件（保证“三证”齐全），由指定的带队人带队统一进场，交通工具自行解决。若有必要，工程所须的部分非技术工人可考虑在当地招聘。2、工程需要的机械设备分二种途径进场：有自行动力的（包括汽车、轮胎吊、运输船等）从广州经陆路（国道106线）或水路（珠江北江武江）自行至施工现场；其它设备从广州用东风卡车2台、40T和25T平板拖车各4台经国道106线直接运至施工现场。各机械的主机手随同到达。考虑到设备运输所经的道路交通繁忙，我们将切实作好安全防范工作，设备运输尽量组队同行，同时配备安全人员和维修人员，保证设备安全及时到
29、达施工现场。3、所有工程结构用材料须经试验合格并得到监理工程师同意后方可进场，施工所需的主要材料、特殊材料必须提前订货。工程结构施工用碎石、中粗砂就近购买，用自卸车运至拌和站堆料场；水泥用水泥罐车运至拌和站输入水泥罐中；钢筋、模板等就近购买，用平板拖车运至现场；水上施工平台、栈桥以及顶推箱梁预制平台所用的钢管桩、型钢、钢板以及钢护筒等在条件容许时从广州黄埔用船运至工地，否则用平板拖车运送；其它施工用零星材料主要在当地购买，车运至工地。4.0 主要工程项目的施工方案4.1 施工测量韶关五里亭武江大桥工程主桥纵向分跨35+120+35米，中跨拱高30米，测量工作有一定的难度。尤其是钢管拱、吊杆的施
30、工对工程测量在精度、速度上同时提出了很高的要求，全站仪电子速测仪三维坐标测量系统具有数据处理自动化、精度高、速度快、简便灵活、基本不受干扰等特点，因此，钢管拱安装放样、吊杆定位宜采用三维坐标测量。4.1.1 控制网布设1、确保主桥各部位满足设计要求，为此施工控制网布设应达到必要的精度。施工控制网采用二级布设方案，其布设依据是以设计单位提供平面控制点为基础，进行第二级控制。2、施工平面控制网实施：拟定一级闭合导线测设，控制点位的选择，应考虑到本工程的特点，点位宜选在稳定、不变形的安全构造物上上，且按一定的密度并结合实际地物分布进行布设，以满足各阶段施工放样需要，便于保护。具体实施时按一级导线测量
31、技术要求进行。3、高程控制网实施：以设计单位提供的水准点为基础，沿线布设成附合水准点线路，并按四等水准测量技术要求进行观测。布设施工水准点宜选在用地范围外，能满足施工需要，又能保护的构造物上。4.1.2 测设点位方法根据招标文件要求，施工放样精度要求较高，采用全站仪三维坐标测量系统：1、理论依据及精度分析全站仪设站O点，测量P点，则P点的三维坐标为：XP=XO+ScosZcosA YP=YO+ScosZsinAHP=HO+SsinZ其中S为所测斜距，Z为竖角，A为方位角。由上式推得P点三维点位误差：M2XP=M2XO+cos2Zcos2AMS2+S2sin2Zcos2AMZ2/2+S2cos2
32、Zsin2AMA2/2M2YP=M2YO+cos2Zsin2AMS2+S2sin2Zsin2AMZ2/2+S2cos2Zcos2AMA2/2M2HP=M2HO+cos2ZMS2+S2cos2ZMZ2/2对于具有竖轴补偿器的全站仪，MA=MZ=M。将上式中平面误差部分合并：M2X,Y=M2XO,YO+cos2ZMS2+S2M2/2M2HP=M2HO+cos2ZMS2+S2cos2ZM2/21）、XO,YO和MHO分别为测站三维中误差的平面分量和高程分量。由于可对同側拱肋、同側吊杆定位采用同一控制点放样，这样其相对定位精度不受控制点本身误差影响。2）、S为测距中误差，可由仪器标称精度确定： MS=
33、a+bs 3）、M为水平角测角中误差，一测回方向观测中误差在正常观测条件下可取仪器标称精度，故：M=2 。4）、MH实际上只受竖角观测误差、测距误差、棱镜高量测误差和大气折光改正残余误差的影响，即：M2H=sin2ZMS2+S2cos2ZMZ2/2+M2V +(S2cos2ZMK/2R)2对于具有竖轴补偿器的全站仪，MZ=MA=M；大气垂直折光系数中误差MC一般为0.030.05.5）、棱镜对点中误差和棱镜高量测中误差MV。棱镜对点误差由棱镜杆倾斜时产生偏心误差和棱镜杆底尖对点偏差构成。当采用普通棱镜杆，杆高1.3米时，棱镜对点中误差分别为1.8mm2.1mm。棱镜高直接由杆上标数读出，其中误
34、差可取1mm。6）、实际作业中的仪器竖轴倾斜误差。当仪器竖轴倾斜值为I时，由竖轴倾斜而引起的水平轴倾斜对水平方向观测值的影响为：i=icostgZ其中为观测方向与竖轴倾斜面的夹角，为便于考虑，对上式取极大值，即：i=itgZ 由（2）推导，i对测量点平面位置的影响为：X,Y=SsinZi/代入得：X,Y=SsinZ/当Z=45，I=10，S=500m时，X,Y=17.1mm由以上计算可知,竖轴倾斜误差对测量点平面精度的影响是相当大的，且其影响无法用盘左盘右消除.对于具有竖轴补偿器的全站仪,其竖轴倾斜补偿精度分别可达1(LeicaTC1100)系列、代入（10）式计算，对测量点平面精度的影响为1
35、.7mm、。可见，具有竖轴补偿器的全站仪是实现三维测量系统高精度的保证。实际上，精度分析应以平距作为量距离来计算，由以上分析可得：M2X,Y=cos2ZMS2+D2M2/(cos2Z2)+2 +X,Y2M2H=sin2ZMS2+D2M2/2+M2V +(D2/2R) 2MK2其中MS=a+bD/cosZ, X,Y=DtgZi/，将上式合并：M2p=(a+bD/cosZ) 2+(1+1/cos2Z)D2M2/2+2+X,Y2 +M2V +(D2/2R) 2MK2上述误差分析说明，全站仪三维坐标测量系统的精度在较短距离内（1km）主要由仪器内、外符合精度、测量距离、竖角大小和测量点对误差以及大气折
36、光改正残余误差等决定。以最大观测高差200米为例，平距100米，最大竖角45度，则最大平面点位误差MX,Y=4.8mm,最大高程误差MH=3.4mm,都在允许偏差范围内.为便于参考，对应不同的测量距离结合不同精度编制精度表（表1）。考虑到拱肋高度，以100m作业最大观测高差来确定最大竖角Z值。表全站仪三维坐标测量系统精度列表（最大观测高100m）测量距离（平距/m）最大竖角（Zmax）仪 器 标 称 精 度测 量 点 点 位 误 差 (mm)a+b补偿器精 度cosZMsX,YX,Y (max)SinZMSSVMH (max)50011.30990.51+10.11.983.502.140.1
37、04.60.403.431.003.925.340014.03620.51+10.11.772.832.140.104.00.442.741.002.513.925021.80140.51+10.11.431.852.140.103.20.571.711.000.982.31.02+20.32.863.692.140.295.11.143.431.000.983.920026.56510.51+10.11.291.532.140.102.90.651.371.000.631.91.02+20.32.593.072.140.294.61.292.741.000.633.31.52+20.32.5
38、94.602.140.295.71.294.111.000.634.515033.69010.51+10.11.131.242.140.102.70.751.031.000.351.71.02+20.32.262.472.140.294.01.512.061.000.352.81.52+20.32.263.712.140.294.91.513.091.000.353.62.02+20.62.264.942.140.585.91.514.111.000.354.510045.00000.51+10.10.910.972.140.102.50.910.691.000.161.51.02+20.31
39、.811.942.140.293.41.811.371.000.162.51.52+20.31.812.912.140.294.11.812.061.000.162.92.02+20.61.813.882.140.584.81.812.741.000.163.43.02+21.01.815.822.140.976.51.814.111.000.164.6备注：（）表中方向测回数取，即M=2 表中MK取0.05。2、放样方法1）、钢管拱安装放样A、钢管拱的空间数字模型。拱的结构类型可概括二次抛物线变截面，列出其特征曲线（中心轴线等）的空间方程，由此解求其任意特征点的三维坐标，这就是拱的空间数字模
40、型。将其空间数字模型输入计算机或可编程计算器，以便随时调用。B、施工放样。钢管拱的安装施工放样的主要内容包括：拱架定位、支点调校和变形观测。采用全站仪三维测量系统放样步骤为：先定位拱架；然后在钢管拱安装时对支撑点进行精确定位和检测调校，直至符合规范要求。与传统方法相比，三维测量系统不施放拱肋主轴线并将之向上传递，而是直接控制每节拱肋的特征点，这样精度上相互独立，无误差积累，拱肋整体性好，精度均匀，且放样时基本上不影响施工。2）、吊杆定位、数字模型和测量控制。吊杆的空间数字模型为中心轴线的空间曲线方程，其轴线上任意一点（例如外壁锚点和主梁顶、底面锚点）的三维坐标可由此解求。对于主梁同一侧的吊杆均
41、由同一控制点采有三维测量系统定位，这样其相对定位精度不受控制点本身误差影响。、定位方法。每根吊杆定位时首先定位其锚座中心。将直每径等于吊杆内径的圆盘标志件（厚3cm）放入吊杆并固定，使其盘面与锚垫板面位于同一平面内，此时盘面圆心即为吊杆锚座中心。实测该中心并调至设计位。然后将圆盘标志件放入吊杆另一端口，此时盘面圆心即为吊杆中心轴线上一点。实测该点三维坐标，由此反算该点至锚座中心设计位的距离，再由所求距离值和吊杆中心轴线的空间方向余弦（设计值）求得该点的设计坐标，将其调至设计位。由于调校端口时可能引起锚座移动，应复测锚座中心并调校。如此反复，直至锚座中心和另一端口中心均位于设计位的允许偏差范围内
42、，吊杆定位完成。4.1.3 优点通过对全站仪三维测量系统的原理、作业过程及同传统测量方法的比较，不难看出，全站仪三维测量有着传统测量方法无法比拟的优点：A、具有更高的精度。全站仪三维测量系统直接由控制点三维放样桥梁各部分（桥墩、拱肋、梁体等）的辅助轴线和细部结构。同先由控制点放样各部分的主轴线，再由主轴线点放样各细部的传统方法相比，全站仪三维测量系统无误差积累，提高了精度，且整体性好，精度均匀。B、速度快。三维测量系统直接控制各部位的特征点，减少了施工控制的加密层次，提高了效率。来自测量现场的各种报告证明了三维测量系统和传统测量方法相比，可节省50的时间。C、简便灵活，独立性强。三维测量系统避
43、免了主轴线点本身不稳定（位于变形上）且易受施工干扰等缺点，而且可以单人单机、高速高精度地远程作业，并可有选择性地避开施工干扰。因此，采用全站仪三维测量系统既能按施工进度及时完成施工各阶段的测量任务，又能保证工程质量。4.2 桩基础施工工程概况：五里亭武江大桥采用钻孔灌注桩基础，共有61条桩，除主孔7#、8#墩的4条桩在水上外，其余全在陆地上。桩径有三种形式：主孔7#、8#墩为2500cm/350cm/320cm（“2”指该墩桩的条数）大直径变截面桩（要求桩基须嵌入微风化灰岩深度不小于5.0m）；主桥6#、9#过渡墩为3250cm/200cm/180cm变截面桩（要求桩基础嵌入微风化灰岩深度不小
44、于3.0m）；东西引桥0#5#、10#20#墩为3200cm/150cm/120cm变截面桩（对嵌岩桩嵌入微风化灰岩至少2.5m）。各桩桩长从13.96m至40.70m不等。各桩的有关数据见下页五里亭武江大桥桩基数据一览表。本工程位于韶关市武江下游，桥位所在地区位于粤北山字型构造，褶曲构造比较发育，断裂构造次之。河床覆盖层自上而下有人工填土层、粉砂层、中细砂层、轻质粘土层、鹅卵石层、含砾或碎石粘土层、粘土层。基岩层属晚泥盆世天子岭组灰岩。西岸引桥溶洞比较发育，河床次之，溶洞深浅、大小、层数不一，为全填充溶洞。工程特点和难点：大直径桩施工和溶洞处理是桩基础施工的难点和关键；设计要求嵌岩桩桩底沉渣
45、为0，这使得桩基础施工过程泥浆性能和泥浆指标的控制成为控制本工程桩基础施工质量的关键因素；设计桩径有500、350、320、300；250、200、180、150cm六种，同一桩可能有4次沉放内护筒、更换钻头，钻头配备量多，钻孔施工换钻较繁锁；由于本工程基础设计采用了先进的无承台形式，施工用钢护筒作为桩结构的一部分，通过加强施工用钢护筒的巨大刚度来达到取消桩间横系梁（承台）的目的，这对钢护筒的加工质量和施工设备（起吊机械、振动锤等）提出了更高的要求；同时也由于取消了承台，单桩受力大，尤其是主墩单桩受力达55000KN，而且墩内无预备孔位，必须保证每根桩钻孔绝对成功，这也对施工提出了更高的要求。桩基施工工艺考虑采用先钻后冲、钻冲结合成孔工艺：在覆盖层中采用回旋钻机正循环法钻孔，进入岩层则采用冲击钻机成
