銅陵公鐵兩用長江大橋施工控制網測量

周瑞祥

（中鐵大橋勘測設計院有限公司，湖北武漢 430050）

銅陵公鐵兩用長江大橋施工控制網測量

周瑞祥

（中鐵大橋勘測設計院有限公司，湖北武漢 430050）

以銅陵公鐵兩用長江大橋工程測量為背景項目，提出了采用GPS、電子水準儀測量和跨河水準測量技術完成該項精密測量任務的方法，并對此進行了詳細論述。測量結果不僅驗證了此方法的正確性，也為其他類型工程的測量提供了參考。

橋梁工程；施工控制網；GPS；跨河水準測量

銅陵長江公鐵兩用大橋是連接安徽省長江兩岸的一條快速通道，大橋為公鐵合建橋梁。鐵路通行京福鐵路客運專線雙線、廬江至銅陵Ⅰ級鐵路雙線、公路通行六車道高速公路。主橋采用斜拉橋方案，主跨630 m，是跨度最大的在建公鐵合建橋梁，其中鐵路設計時速 250 km/h。為了滿足銅陵公鐵兩用長江大橋施工的需要，必須建立高精度、高可靠性的大橋施工測量控制網。本文主要探討采用全球衛星定位系統（GPS）、電子水準儀和跨河水準測量技術進行大橋施工控制網的方法及提高精度的技術措施。

1 施工平面控制網測設

1.1 精度設計

采用與高速鐵路CPI平面控制相同等級的精度進行實測，即按二等精度要求設計。最弱點的坐標中誤差mx、my均不大于5mm，橋中線邊的邊長相對中誤差不大于1/50萬，最弱邊邊長相對中誤差不大于1/25萬。

1.2 網形設計

橋梁施工平面控制網由10個強制歸心標志和12個普通混凝土標志共同組成，以三角網的形式整體布設，整個控制網具有足夠的點位精度和密度，保證其在施工期的穩定性和可靠性，橋梁施工平面控制網見圖1。

圖1 平面控制網示意圖

1.3 觀測

根據測區條件及控制網特點，對平面控制網進行GPS靜態相對測量，全網共觀測20個時段，由120條基線邊組成。外業觀測采用4臺Trimble R8 GPS接收機同時進行靜態定位測量。觀測前進行了詳細的作業設計，并編制了合理的外業調度計劃。

1.4 基線解算、網平差及精度評定

首先利用TrimbleR8GPS隨機軟件TGO1.63對120條基線向量進行解算，將解算合格的基線進行GPS網的重復基線、閉合環檢核，然后采用檢核合格的最優獨立基線向量構成平差圖形，利用武漢大學研制的商用科傻GPS數據處理系統進行網的平差計算。平差后得出最弱邊DQ17～DQ18邊長中誤差為±0.9mm，最弱邊DQ17～DQ18邊長相對中誤差為1/26.3萬，橋中線邊 DQ13～ DQ15的邊長相對中誤差為1/132.5萬，最優邊CPI448～DQ4的邊長相對中誤差為1/180.1萬，最弱點DQ5點位中誤差為±2.0 mm,最優點DQ3點位中誤差為±0.9mm，各GPS點的點位中誤差詳見表1。

表1 GPS控制點點位中誤差/mm

1.5 全站儀邊長檢測

為了檢核GPS控制網的外部精度，利用Leica2003全站儀按二等精度施測GPS控制網中2條邊長，進行相應的氣象改正、加乘常數改正、投影改正、傾斜改正，然后與GPS測量邊長進行了檢核比較，結果說明GPS測量成果質量優良，檢核比較結果見表2。

表2 檢測成果對比表

2 施工高程控制網測設

2.1 精度設計

全橋施工高程控制網統一按國家二等水準測量精度施測，每公里水準測量的偶然中誤差限差為1.0mm。跨河水準測量按二等要求施測，并納入到二等水準網中。

2.2 選點布網

以網狀閉合水準環的形式整體布設全橋施工高程控制網；全橋共設22個高程控制點，共同組成橋梁施工II等精密水準網。整個高程控制網由6個水準環組成，其中陸地水準環5個，跨河水準環1個。施工高程控制網如圖2所示。

圖2 高程控制網示意圖

2.3 觀測

陸地水準采用Dini水準儀及配套水準尺往返觀測，嚴格按二等精度水準測量的技術要求執行。水準測量中往返高差較差、環閉合差限差為 （F為水準測量的環線或路線長度）。

在橋中線上、下游分別布設 2條跨越長江的水準線，跨河視線長度約為856 m，每條線使用2臺Leica N3水準儀及配套因瓦水準尺做同步對向觀測各8個雙測回。跨河水準按二等要求進行，根據跨河視線長度每條線觀測要求：最少時間段數4個，觀測8個雙測回，半測回中的組數為6組。

2.4 外業觀測質量分析

每完成一個測段水準路線的測量后均進行往返測高差不符值的計算，并進行各水準環閉合差統計，水準環閉合差統計結果見表3，其中第4號水準環為跨河水準環。

表3 水準環閉合差統計結果

跨河水準雙測回互差dH最大值為9.91mm，限差為±10.47 mm。由以上數據可知，高程控制測量網的外業觀測成果質量優良，滿足規范和施工應用的要求。

2.5 數據處理與精度評定

外業觀測及起算數據檢核合格后，采用武漢測繪科技大學研制的《現代測量控制網數據處理通用軟件包》對高差觀測數據進行間接約束整體平差。平差后，每公里水準測量高差中數的偶然中誤差為±0.27 mm，最弱點 QBM 1的高程中誤差為±0.33 mm，各項精度指標均滿足技術設計的精度要求。各高程控制點的高程中誤差詳見表4。

表4 高程控制點高程中誤差/mm

3 結 語

1）銅陵公鐵兩用長江大橋精測網控制點選、埋規范，布網合理，圖形結構強度和點位密度均滿足規范要求；

2）施工控制網的觀測過程規范、儀器設備及計算軟件先進，平差計算嚴密，控制網工作的范圍和精度均滿足工程設計、施工應用及技術規范的要求，成果質量可靠。

[1] 徐紹銓，張華海，楊志強，等．GPS測量原理及應用[M]．武漢：武漢測繪科技大學出版社，1998

[2] GB/T18314-2001．全球定位系統（GPS）測量規范[S].

[3] 鐵建設[2006]189號．客運專線鐵路無渣軌道鐵路工程測量暫行規定[S].

[4] GB 12897-91．國家一、二等水準測量規范[S].

[5] GB/T 16818-2008.中、短程光電測距規范[S].

Control Surveying of the Combined Highway and Railway Yangtze Bridge of Tongling

by ZHOU Ruixiang

This article brought forward and expatiatea method using GPS,electronic level and techniques of river-crossing leveling to fulfill the precision measurement task.The resultsnotonly verified the accuracy of this method,as well as provided references forother similar projects.

bridge engineering,construction control network，GPS,river-crossing leveling （Page:112）

P258

B

1672-4623(2011)02-0112-02

2010-12-22

周瑞祥，高級工程師，主要從事工程測量工作。