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2017-06-29 19:01:01 | 分类:默认分类| 标签:道路桥梁

   1、概述 

      杭州湾跨海大桥海中平台位于大桥南航道桥以南约1.7km下游150m处,通过匝道桥与大桥主线连接,距大桥南岸19km。海中平台主体建筑高24m,共有六层,采用钢结构系统;耸立在平台东面的观光塔塔高145.6m,共计16层,通过栈桥与平台连接。由主体建筑和观光塔组成的海中平台总建筑面积达41700m2,东西长148m,南北宽99m,呈椭圆形,占海域面积12000m2,在海上建造这样一个工程,堪称举世无双。但因杭州湾跨海大桥海中平台地处沿海大通道的咽喉,是世界强潮海湾地区之一,受强潮影响较大。因此,在如此恶劣的外部条件下,保证平台建成后能健康、安全地运营,保证其耐久性,是平台管理的首要任务。为了平台在运营期间的健康运行,必须对海中平台基础结构的关键部位进行运营监测,运营监测主要包括平面位移监测和沉降监测。 

   2、监测点埋设 

   2.1 根据现场观测条件,以及不影响游人行走和平台的美观,在海中平台的第一层,以东西轴线为准,每边埋设四个监测点,共埋设八个,点号分别为监测点PT01、PT02、PT03、PT04、PT09、PT10、PT11、PT12(点位分布图如下图所示),其中监测点PT01、PT04、PT09、PT12四个点为平面和高程共用,其余为高程监测点。通过对以上八个监测点的定期观测,来反映平台有无沉降及位移。 

   在观光塔平台第一层靠近护栏侧埋设四个高程监测点,点号分别为监测点PT05、PT06、PT07、PT08(点位分布图如图1所示)。在海中平台码头停机坪布设一高程起算点,该点定期与邻近的大桥沉 

   降观测点进行联测。 

   2.2 埋设方法。

             在埋设监测点地方,钻4cm至5cm的孔,植入约6cm的杭州湾大桥专用监测点标志,露出1cm左右,用来放置水准标尺和架设GPS。平台专用监测点如图2。 

   3、平面位移监测 

   平台共布设四个平面监测点,分别为PT01、PT04、PT09、PT12,根据现场观测条件,平面位移监测采用高精度的测量性双频GPS接收机静态相对定位作业模式进行,为使平台监测成果和大桥监测成果处于同一基准下,平台在进行GPS观测时与大桥部分监测基准网点进行了联测。通过以上测量方法,对海中平台进行平面位移监测。 

   3.1 观测技术依据。

             《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314-2009)。 

   3.2 基本技术指标。

              海中平台平面位移监测GPS网共六个点,平台两个,南北岸陆地区各两个大桥监测基准点,按照国家B级GPS精度要求进行观测,具体技术指标见表1: 

   3.3 基准起算点的选取。

              海中平台平面位移监测GPS网选取杭州湾大桥监测基准网最新复测成果作为起算点。 

   3.4 GPS测量、导线测量使用仪器及数据处理。 

   3.4.1 采用的观测仪器、设备。

                GPS观测采用Trimble仪器公司生产的5700型双频接收机6台; 

           5700型接收机仪器的标称精度: 

           平面:5mm+0.5ppm;高程:5mm+1ppm; 

           所有仪器均经过有校鉴定,各项技术指标均符合有关标准的要求。 

   3.4.2 数据处理。

                海中平台GPS平面位移监测网数据采用天宝公司商用软件TGO进行处理计算。首先在WGS-84坐标系中进行基线解算,对存在的周跳、残差较大等质量较差的观测数据,进行了修复、剔除和处理,确保数据正确、可靠。基线处理时有效卫星高度角为15度,使用缺省的气象参数。在GPS基线解算质量检核合格的基础上,先后对GPS网进行三维无约束平差和大桥独立坐标系下的约束平差,得出PT01、PT12两监测点成果。 

   4、沉降观测 

   沉降观测采用1985国家高程基准。用DiNi03电子水准仪及配套铟钢尺,按国家二等水准测量规范要求实施,以海中平台码头停机坪布设的起算点为基准点,依次经过海中平台的各个高程监测点,最后闭合到海中平台码头停机坪布设的起算点,在各项限差符合规范要求的基础上,对水准高差进行预处理,包括尺长改正、重力异常改正、正常水准面不平行改正等。最后平差计算出各个高程监测点成果。将各高程监测点成果与前期高程进行比较分析,来监测海中平台的沉降情况。 

   4.1 沉降观测测量起算点的选取。

              海中平台码头停机坪布设的起算点定期与大桥主桥上的沉降观测点E19进行联测,点E19的成果以当年全桥沉降观测计算的最新成果为准。 

   4.2 沉降观测实施的基本技术要求见下表: 

   5、海中平台监测数据分析 

        杭州湾跨海大桥海中平台监测主要包括平面位移和沉降观测。数据分析时,把各期监测数据上传到大桥健康与安全监测系统中进行分析,计算出沉降变形值,绘制出各监测点位的水平位移曲线图、垂直位移曲线图,并分析变性规律,预测变形趋势,最后进行安全评估。 

   6、总结 

        从杭州湾跨海大桥海中平台两年多运营监测的情况来看,平台运营监测的内容全面,方法科学,为平台的养护工作提供了重点,也为大桥的安全运营提供了数据支撑,同时也为有类似外界环境的运营监测工作提供了借鉴,取得了较好的社会效益和经济效益。 


   参考文献: 

   [1]全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T 18314-2009)。

   [2]国家一、二等水准测量规范(GB/T 12897-2006)。

   [3]刘飞燕,陈再辉.GPS技术在工程变形监测中的应用[J].水资源与水工程学报,2005。

   [4]曾令永,张世青,李宏超等.桥梁变形监测研究[J].安徽农学通报,2007。

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