芜湖长江公铁二桥平面控制网复测技术

芜湖长江公铁二桥平面控制网复测技术

支超崔巍

1工程概况

新建商丘至合肥至杭州铁路（以下简称商合杭铁路），是“华东第二通道”最重要的客运专线，线路起自河南省商丘市，经安徽省亳州、阜阳、六安、淮南、合肥、马鞍山、芜湖、宣城等8市，至浙江省湖州市，利用南京至杭州客运专线至杭州，全线运营长度约778公里。

芜湖长江公铁二桥主桥为双塔双索面高低矮塔箱桁组合梁斜拉桥，桥梁上层为公路双向8车道、下层为2线客运专线加2线城市轨道。孔跨布置为:12*40.7简支箱梁+（60+84+60）m连续梁+（61+84+61）m连续梁+3*50.2m连续梁+（98+238+588+224+84）m双塔双索面箱桁组合梁斜拉桥。

2大桥施工控制网复测的特点

大桥施工控制网通常依附在线路控制网，采用线路控制网首级点为起算点，建立的大型精密工程控制网。因芜湖长江公铁二桥建设时间长，提前开工建设，商合杭线路控制网CPII、CPIII没有布设完成，只是提供部分大桥施工控制点的线路坐标，大里程侧商合杭路基与即将建成的皖赣线路基搭接，小里程侧商合杭线路开工后与大桥北引桥搭接。大桥施工控制网、商合杭线路控制网、皖赣线控制网采用了不同的坐标系，复测时具有以下特点：

①大桥主桥设计为斜拉桥，钢锚梁定位精度X、Y分别为5mm，施工控制网精度要求高；

②大桥施工控制网坐标系为：1954北京坐标系椭球参数，中央子午线经度117度，投影面高程13.5m。皖赣线控制网坐标系为：1954北京坐标系椭球参数，中央子午线118度30分00秒，投影面大地高60米，平均高程异常50m。需要检查两套坐标系在路基段搭接情况；

③商合杭线路控制网坐标系为：WGS84椭球参数，中央子午线118度15分00秒，投影面大地高30米，平均高程异常6m。需要检查与大桥施工控制网的兼容性。

④商合杭线路开工后，需要检查大桥施工控制网与线路控制网在北引桥的搭接情况。

注：CPII092、CPII093-1为皖赣线控制点，其余均为大桥施工控制点，其中带框点为商合杭线线路控制点。

图2平面控制点布置图

3大桥施工控制网复测的实施

根据《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009的要求，施工单位应对设计院移交的控制桩以同等精度和等级进行全面的复测。

3.4内业数据处理

基线处理采用TBCSurvey2.70软件双差固定求解基线向量。以三角形作为构成图，在不同时段内组成异步环，解算该异步环坐标分量闭合差。检查合格后，采用武汉大学科傻软件进行三维无约束、约束平差。

在WGS-84坐标系下对基线向量网进行三维无约束平差，检验GPS网的内符合精度情况，剔除粗差，求解各控制点在WGS84坐标系中的三维空间坐标，检查各项中误差是否满足限差要求，并进行GPS自由网平差和约束平差最弱边方位角中误差、边长相对中误差、三维无约束平差中各分量改正数残差统计。

3.5复测结果

约束平差后，边长相对中误差均≤1/180000；桥梁轴线边边长相对中误差：1/987000；基线方位角中误差均≤1.3″；相邻点DX、DY分量的相对中误差均满足小于1cm的规范要求，复测精度满足一等桥梁施工控制网规范要求。

复测平面坐标X、Y变化量均小于6mm，且坐标X、Y中误差均小于2mm，设计院移交控制网点位稳定，满足主桥斜拉桥施工测量精度要求。

4大桥施工控制网与商合杭线路控制网的拟合分析

将大桥施工控制网观测的基线数据，在商合杭线路坐标系中进行约束平差，求的控制点的线路坐标。虽然与大桥施工控制网坐标系统、投影高程不一致，但在两个直角坐标系中，实地放样测量，控制点距离和三点间的夹角应该一致，计算方法如表3。

通过部分比较离散的三点组成夹角进行检算，边长误差最大：1/120327,由方位角计算的夹角最大：1″。控制点间边长及三点间夹角在两套坐标间相对关系吻合。

5大桥施工控制网与皖赣线搭接测量

5.1大桥施工坐标系里程与皖赣线坐标系里程换算

计算时以皖赣线左、右线DK+000来推算南引桥路基段对应里程，并计算放样点在两套坐标系的坐标，如表4，表5。

5.2两套坐标系放样误差计算

以相同的两个控制点，在皖赣线坐标系放样W1DK+000左﹑右线点；在大桥施工控制网坐标系放样DK512+116.03左、右线点，计算如表6。

两套坐标系放样同一个里程点，夹角存在40秒误差，放样距离存在43mm误差。将皖赣线W1DK+000左线坐标按照计算距离和方位角换算到大桥施工控制网坐标系统，点位偏左12mm，偏小里程62mm，

5.3实地放样比较

在大桥施工控制网坐标系统内放样DK512+116.03、512+115.03左线﹑右线点，并连线，然后皖赣线坐标系统内放样W1DK+000左线﹑右线点，进行比较，中线方向偏左13mm，里程方向偏小里程侧57mm。测量结果跟计算结果基本一致。因处于路基段，对现下施工无影响，在布设商合杭线路控制网时，进行消除。

6商合杭线路与北引桥搭接测量

芜湖公铁长江二桥施工前期，商合杭线路控制网没有全线布设，待线路开工时，以北引桥为准进行搭接。

后期线路开工，设计院重新提供商合杭线路坐标，与相邻标段施工单位按照南引桥搭接测量方法进行复核，同一点在两套坐标系内计算：中线偏差8mm，里程方向偏差9mm，实地放样验证无误。

7结束语

芜湖长江公铁二桥已施工2年多，下部结构施工基本结束，梁体施工已经展开，平面控制网按照桥梁施工一等GPS网精度要求，每6个月复测一次，并对破坏的控制点进行同精度恢复，有效保证桥梁施工测量的精度，与相邻标段多次进行搭接测量，保证桥梁轴线与商合杭线路轴线一致。

参考文献：

[1]TB10601-2009,高速铁路工程测量规范[S].北京：中国铁道出版社，2010

[2]GB/T18314-2009，全球定位系统（GPS）测量规范[S].北京：中国标准出版社，2009

[3]新建商丘至合肥至杭州铁路芜湖长江公铁大桥定测技术报告.武汉：中铁大桥勘测设计院集团有限公司，2014

[4]铁路芜湖长江公铁大桥控制点成果表及点之记..武汉：中铁第四勘测设计院集团有限公司，2014

[5]]崔巍，成传义等.南京大胜关长江控制测量的三网合一.桥梁建设[J],2008(6):8-11