铜陵公铁两用长江大桥施工控制网测量

周瑞祥

（中铁大桥勘测设计院有限公司，湖北武汉 430050）

铜陵公铁两用长江大桥施工控制网测量

周瑞祥

（中铁大桥勘测设计院有限公司，湖北武汉 430050）

以铜陵公铁两用长江大桥工程测量为背景项目，提出了采用GPS、电子水准仪测量和跨河水准测量技术完成该项精密测量任务的方法，并对此进行了详细论述。测量结果不仅验证了此方法的正确性，也为其他类型工程的测量提供了参考。

桥梁工程；施工控制网；GPS；跨河水准测量

铜陵长江公铁两用大桥是连接安徽省长江两岸的一条快速通道，大桥为公铁合建桥梁。铁路通行京福铁路客运专线双线、庐江至铜陵Ⅰ级铁路双线、公路通行六车道高速公路。主桥采用斜拉桥方案，主跨630 m，是跨度最大的在建公铁合建桥梁，其中铁路设计时速 250 km/h。为了满足铜陵公铁两用长江大桥施工的需要，必须建立高精度、高可靠性的大桥施工测量控制网。本文主要探讨采用全球卫星定位系统（GPS）、电子水准仪和跨河水准测量技术进行大桥施工控制网的方法及提高精度的技术措施。

1 施工平面控制网测设

1.1 精度设计

采用与高速铁路CPI平面控制相同等级的精度进行实测，即按二等精度要求设计。最弱点的坐标中误差mx、my均不大于5mm，桥中线边的边长相对中误差不大于1/50万，最弱边边长相对中误差不大于1/25万。

1.2 网形设计

桥梁施工平面控制网由10个强制归心标志和12个普通混凝土标志共同组成，以三角网的形式整体布设，整个控制网具有足够的点位精度和密度，保证其在施工期的稳定性和可靠性，桥梁施工平面控制网见图1。

图1 平面控制网示意图

1.3 观测

根据测区条件及控制网特点，对平面控制网进行GPS静态相对测量，全网共观测20个时段，由120条基线边组成。外业观测采用4台Trimble R8 GPS接收机同时进行静态定位测量。观测前进行了详细的作业设计，并编制了合理的外业调度计划。

1.4 基线解算、网平差及精度评定

首先利用TrimbleR8GPS随机软件TGO1.63对120条基线向量进行解算，将解算合格的基线进行GPS网的重复基线、闭合环检核，然后采用检核合格的最优独立基线向量构成平差图形，利用武汉大学研制的商用科傻GPS数据处理系统进行网的平差计算。平差后得出最弱边DQ17～DQ18边长中误差为±0.9mm，最弱边DQ17～DQ18边长相对中误差为1/26.3万，桥中线边 DQ13～ DQ15的边长相对中误差为1/132.5万，最优边CPI448～DQ4的边长相对中误差为1/180.1万，最弱点DQ5点位中误差为±2.0 mm,最优点DQ3点位中误差为±0.9mm，各GPS点的点位中误差详见表1。

表1 GPS控制点点位中误差/mm

1.5 全站仪边长检测

为了检核GPS控制网的外部精度，利用Leica2003全站仪按二等精度施测GPS控制网中2条边长，进行相应的气象改正、加乘常数改正、投影改正、倾斜改正，然后与GPS测量边长进行了检核比较，结果说明GPS测量成果质量优良，检核比较结果见表2。

表2 检测成果对比表

2 施工高程控制网测设

2.1 精度设计

全桥施工高程控制网统一按国家二等水准测量精度施测，每公里水准测量的偶然中误差限差为1.0mm。跨河水准测量按二等要求施测，并纳入到二等水准网中。

2.2 选点布网

以网状闭合水准环的形式整体布设全桥施工高程控制网；全桥共设22个高程控制点，共同组成桥梁施工II等精密水准网。整个高程控制网由6个水准环组成，其中陆地水准环5个，跨河水准环1个。施工高程控制网如图2所示。

图2 高程控制网示意图

2.3 观测

陆地水准采用Dini水准仪及配套水准尺往返观测，严格按二等精度水准测量的技术要求执行。水准测量中往返高差较差、环闭合差限差为 （F为水准测量的环线或路线长度）。

在桥中线上、下游分别布设 2条跨越长江的水准线，跨河视线长度约为856 m，每条线使用2台Leica N3水准仪及配套因瓦水准尺做同步对向观测各8个双测回。跨河水准按二等要求进行，根据跨河视线长度每条线观测要求：最少时间段数4个，观测8个双测回，半测回中的组数为6组。

2.4 外业观测质量分析

每完成一个测段水准路线的测量后均进行往返测高差不符值的计算，并进行各水准环闭合差统计，水准环闭合差统计结果见表3，其中第4号水准环为跨河水准环。

表3 水准环闭合差统计结果

跨河水准双测回互差dH最大值为9.91mm，限差为±10.47 mm。由以上数据可知，高程控制测量网的外业观测成果质量优良，满足规范和施工应用的要求。

2.5 数据处理与精度评定

外业观测及起算数据检核合格后，采用武汉测绘科技大学研制的《现代测量控制网数据处理通用软件包》对高差观测数据进行间接约束整体平差。平差后，每公里水准测量高差中数的偶然中误差为±0.27 mm，最弱点 QBM 1的高程中误差为±0.33 mm，各项精度指标均满足技术设计的精度要求。各高程控制点的高程中误差详见表4。

表4 高程控制点高程中误差/mm

3 结 语

1）铜陵公铁两用长江大桥精测网控制点选、埋规范，布网合理，图形结构强度和点位密度均满足规范要求；

2）施工控制网的观测过程规范、仪器设备及计算软件先进，平差计算严密，控制网工作的范围和精度均满足工程设计、施工应用及技术规范的要求，成果质量可靠。

[1] 徐绍铨，张华海，杨志强，等．GPS测量原理及应用[M]．武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998

[2] GB/T18314-2001．全球定位系统（GPS）测量规范[S].

[3] 铁建设[2006]189号．客运专线铁路无渣轨道铁路工程测量暂行规定[S].

[4] GB 12897-91．国家一、二等水准测量规范[S].

[5] GB/T 16818-2008.中、短程光电测距规范[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，高级工程师，主要从事工程测量工作。