虎门二桥施工控制网建立与高程放样方法

严慧君，张飞

（1.北京金绘天地技术有限公司，北京100021；2.长江三峡勘测研究院有限公司（武汉），武汉430070）

1 项目概况

虎门二桥工程是广东省高速公路网规划中连接广州和东莞的重要东西向通道，桥位上游距珠江黄埔大桥约20km，下游距虎门大桥约10km。本项目工程总长度12.891km，采用八车道高速公路技术标准，设计速度100公里/小时，全线均为桥梁，全线有两座跨江特大桥梁，主跨分别为1200m、1688m，共设置东涌、骝东、海鸥岛和沙田四处互通立交。

2 虎门二桥建设方案

桥型布置：主跨1688m双塔双跨吊悬索桥，桥跨布置为658+1688+518（主缆IP点距离）。

虎门二桥主缆索股架设，钢箱梁吊装施工合龙，目前已经完工，计划于2019年5月建成通车。

3 平面控制网建立方法

广东虎门二桥控制网测量的目的是为大桥设计、施工和营运期间监测等提供所需的高精度空间、平面及高程控制测量基准，为整个大桥建设提供准确可靠的基础测量控制成果。控制网由大桥首级控制网和接线控制网组成，首级控制网主要为过江通道工程提供可靠的测量基础资料，接线控制网为大桥全线工程施工控制测量服务，本项目控制网于2010年完成建网及全部测量工作。

3.1 连续运行GNSS参考站系统简介

连续运行参考站系统（CORS）可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网（LAN/WAN）技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户，自动提供经过检验的不同类型的GPS观测值（载波相位，伪距）、各种改正数、状态信息以及其他有关GPS服务项目的系统。连续运行参考站系统与传统的GPS作业相比，连续运行参考站具有作用范围广、精度高、野外单机作业等众多优点[1]。

3.2 HMEQ-GNSS参考站系统建设

HMEQ-GNSS系统是为满足工程建设期间施工测量的需求，通过网络RTK方式向整个大桥施工区域提供24小时实时动态定位测量服务；同时为满足控制网测量、施工、监理等单位对精密定位的需求，向大桥各参建方提供参考站原始观测数据在内的事后精密定位服务；通过连续运行GNSS参考站系统，对大桥各参建方GNSS定位测量进行监控和管理。另外，在大桥建成运营期间，可以在该系统基础上建立大桥变形监测系统，保障大桥的健康安全运行。

3.3 虎门二桥首级平面控制网

首级控制网由12个首级网点、GNSS站点组成，首级平面控制网按优于公路二等GPS网实施，执行的技术指标见表1。

表1 首级控制网GPS观测执行的基本技术指标

3.4 虎门二桥接线平面控制网

接线控制网由18个点组成，接线网平面控制按优于公路三等GPS网实施，接线控制网GPS观测执行的技术指标分别见表2。

表2 接线控制网GPS观测执行的基本技术指标

4 高程控制网建立方法

高程控制网于2010年完成建网及全部测量工作，本项目高程控制网由首级控制网、接线控制网组成。首级控制网和接线控制网测量采用常规水准测量与跨河水准相结合的形式进行，其中已知点联测及检测按国家一等水准测量进行，首级控制网和接线控制网均按国家二等水准测量进行，跨河部分采用“经纬仪倾角法”按国家二等水准测量规范要求进行施测。

4.1 常规水准测量

一等水准联测路线，起于东莞市虎门港区港珠澳大桥一等水准点S039，止于首级控制网水准基点BM06；海鸥岛大沙水道和坭洲水道以4处二等跨河水准组成二等水准环线；东涌镇沙公堡段一等水准检测路线起于首级控制网水准基点BM02，止于港珠澳大桥一等水准点S034。

观测时，首先由东莞市虎门港区港珠澳大桥一等水准点S039引测到首级控制网水准基点BM06，检测BM06的稳定情况，按国家一等水准测量的要求施测；然后将测区内的大桥首级控制网点12点、首级控制网水准基点5点、接线控制网18点以及大沙水道、海鸥岛、坭洲水道4处二等跨河水准组成1个大的水准环线，以西岸沙公堡组成1个水准环线，海鸥岛构成1个水准环线，东岸虎门港组成1个水准环线，4处跨河水准组成两个水准环线，共6个水准环线，BM06作为高程控制网的起算点，按二等水准测量的要求施测。

4.2 跨河水准测量

因受地理条件的限制，桥位区两岸三地控制网之间联测跨越珠江水域。因此，对跨河水准测量做了专项技术设计，根据场地条件、跨河距离采用经纬仪倾角法进行观测，跨河场地均按平行四边形图形布设。

5 桥梁施工高程放样方法

高程放样和平面放样一样，也是一项经常性的工作，为此需要根据工程的进度，及时将高程基准传递到适宜的位置，以方便放样工作的进行。高程放样的主要方法有：水准仪法放样、三角高程法放样，在某些特殊情况，还可利用钢尺或全站仪进行高程的传递工作。

5.1 水准仪法放样

在桥梁工程施工测量中，常常要同时用一个视线高测设出若干个具有同一设计标高的点，例如桥梁桩基开挖中的基底标高，桥面标高等，此时要校正水准仪的i角，使i角尽可能得小，还要限制前后视距离差不宜过大。

当待放点与水准点之间的高差很大时，可以用悬挂钢尺代替水准尺，以放样设计高程。

5.2 全站仪无仪器高作业法放样

对一些高低起伏较大的工程放样，用水准仪放样就比较困难，这时可用全站仪无仪器高作业法直接放样高程。

5.3 全站仪天顶法传递高程

全站仪是目前施工放样中最常用的测量仪器，它的最大特点是可以直接放样出所需要的点位。另外，许多全站仪都有高精度的测距系统，能方便、快捷地测量出两点之间的距离。在施工放样时，如果将全站仪的望远镜对准天顶（顶板），测出的距离实际上就是两点的高差，利用这个原理，可以实施高精度的高程传递。

6 经验与体会

①本文件简要介绍了虎门二桥概况，总结了测量控制网建立方法与细部坐标放样方法，取得了一定的成功经验。本文是作者在实践中总结出来的工作经验，为没有接触过桥梁施工的测量人员及测量界的同行们，提供了宝贵的施工经验与注意事项。②虎门二桥即将通车，比被誉为“世界第一跨”的虎门大桥向前跨越一大步，距世界第一的日本明石海峡大桥（1991m）只差303m。今后还有更多的大桥待建，对于以后的桥梁建设，如何进行控制网布设，提供了技术支持，值得参考。