上海洋山深水港三期工程变形监测与分析

2019-09-01 版权声明 举报文章

摘要:本文主要介绍上海国际航运中心洋山深水港区三期码头工程的变形监测及数据处理方法,通过本方法能够准确测量码头以及承台主体结构的位移和沉降量,达到该工程施工和运营监测的精度要求。一方面可以更加科学的指导后续施工,确保结构安全、质量优良,另一方面还可以预测码头结构变化趋势,对港口运营生产具有一定的指导意义。

The paper introduced the monitoring deformation and data processing method in the third progress of the yangshan international shipping center engineering in shanghai. We can survey accurately the displacement and settlement by it that contented the monitoring accuracy in the construction and operation. Firstly we can more scientifically guide subsequent construction, ensure safety of the structure and quality. Secondly we can predict deformation trend of quay structure, guide the harbor operation production.

Keywords: Quay, Monitoring deformation, Data processing, Deformation forecast

关键词: 码头 变形监测数据处理变形预测

中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:

本文根据对上海国际航运中心洋山深水港区三期工程的形变监测,主要介绍上海国际航运中心洋山深水港区的变形监测,数据处理以及预报的方法,当时在建的三期水工码头前沿在进行疏浚、后方在进行地基加固,获得的数据可以准确地测量出由于以上边界条件的变化等因素导致码头以及承台主体结构的位移和沉降量。

1.工程概况

上海国际航运中心洋山深水港区三期工程位于杭州湾口东北部、南汇芦潮港东南的崎岖列岛海区小洋山岛南侧岸线,顺接已建一期码头的东部,位于镬盖塘岛与小岩礁岛之间,码头方位角为N126°,总长约2600米。

承台结构采用斜顶桩板桩结构,每标准段长24m,结构由桩基、承台上部结构组成。码头结构采用高桩梁板结构,每标准段段长78m,宽42.5 m,每段7个排架,排架间距12 m,每个排架10根ф1500桩组成,共设4个桩帽节点。前后轨道梁下的桩帽节点各布置3根ф1500mm 钢管桩,中间2个桩帽节点各布置2根直径ф1500mm钢管桩。码头上部结构采用预制预应力混凝土横梁、轨道梁、边、纵梁及叠合面板结构形式,其中位于桩帽处的横梁段采用现浇横梁。

2.监测内容

2.1建立平面监测网

2.1.1监测网由首级控制点、监测基准点、观测点组成。首级控制点为甲方所提供的SK01、ZK11、SK15三个点。三位坐标见表一:

表一:首级控制点三维坐标表

Table 1: the 3d coordinates of the first control points

2.1.2观测点的布设:观测点是根据设计要求布设,在已完工的码头每个分段的四个角点分别布设四个永久性观测点,承台同样如此,所有观测点用铜钉预埋在砼里。为避免施工影响,在每个承台后沿牛腿的两端各布设一个临时观测点(具体布设见图一)。

(图一:变形观测点布设图 fig 1: the points of observing deformation)

2.1.3基准点的布设:(1)码头基准点的布设:因三期水工码头8-18分段已完成,后方陆域已形成,码头位移观测的基准点布设在与码头相对应道堆的箱条基上,编号分别为TJ1、TJ2,其中TJ1对应码头第9分段,TJ2对应码头第14分段。(2)承台基准点的布设:在承台6、和承台16后沿牛腿上布设2个基准点,编号分别为强1、强2(具体布设见图二)。

(图二:基准点布设图fig2: the datum mark)

2.2建立独立的坐标系(见图三)

以Ⅰ标段码头前沿最上游角点为原点,垂直于前沿线指向岸侧为A方向,垂直于A方向指向下游为B方向。这样Ⅱ、Ⅲ标段的变形监测与Ⅰ、Ⅳ标段的变形监测都处在同一个坐标系中,各标段的数据统一,便于整理、分析。

(图三:独立坐标系统建立图 fig 3: independent coordinate system)

2.3控制测量

2.3.1外业测量与检核

根据甲方提供的SK01、SK15、ZK11三个控制点进行控制测量,控制测量采用GPS静态测量方法,把所有的位移监测基准点都涵盖在控制网里。在做外业测量时应注意:卫星的高度角不小于150;每次认真量取天线高三次,其互差不超过3mm,取平均值作为天线高;数据采样间隔20s;有效观测卫星条件GDOP≤8;有效观测卫星总数≥4;填写测量手簿时认真仔细、字迹清晰,填写的内容包括:观测员姓名、观测日期、天气和气象、点名、地段、天线高、开关机时间是否同步、观测点号、其它特殊问题等。

2.3.2内业处理

内业处理采用LEICA Geo Office Combined软件解算,并以Ashtech Solutions2.5软件进行对算。对整网进行无约束平差以检核GPS网的观测质量。主要考察基线向量观测值改正数分布有无明显粗差,平差后各点坐标中误差、点位中误差,以及GPS基线向量边的方位精度和边长相对精度是否符合要求。若有明显的粗差,则应进行约束平差或联合平差前剔除掉。

2.4位移变形观测

码头和承台的位移观测:用全站仪架在码头后方陆域已经布设好的位移监测基准点上,后视另一位移监测基准点,运用极坐标两测回往返测量的方法,先将仪器架设在强制对中点1后视强制对中点2进行往测,然后将仪器架设在强制对中点2后视强制对中点1,进行返测,最后将两次测量的平均值作为当天的观测值。以下所有观测过程中运用到的位移监测基准点的数据都必须是当天GPS静态测量所观测的最新成果(Ⅱ标段位移观测见图四)。

(图四:位移监测图 fig4: monitoringdisplacement)

2.5位移观测中存在的测量误差的消除或者削弱措施:

仪器误差在仪器检校后都在限差范围之内,另外在观测中还采用一定的观测方法来消除,如采用盘左盘右观测,并取平均值的方法消除其影响。为消除仪器对中误差,采用强制对中的方法,将仪器直接架设在承台已浇筑好的强制对中点上,以达到消除对中误差的效果。为消除瞄准误差,在观测中将对同一观测点在同一测回的观测中进行多次瞄准,多次观测,并取平均值做为测回的观测值。为削弱棱镜误差采用双人对点法,一人对点并稳住棱镜对中杆,防止在整平过程中造成棱镜对中杆的移动,另一人进行整平,在一次观测结束后移开棱镜,重新进行棱镜的对点、整平,并进行二次观测,最终取两次观测的平均值作为测回观测值。为防止测量误差的累积和传播,采用极坐标两测回往返测量的方法,将两次测量的平均值作为当天的观测值。

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