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【应用案例】徕卡自动化监测系统保障苏州段高铁安全运营

【应用案例】徕卡自动化监测系统保障苏州段高铁安全运营 欧徕测绘
2017-07-12
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导读:路基大面积填土会引起相邻建筑物较大的附加沉降及不均匀沉降、土体水平位移、桩侧负摩阻力、被动桩等工程问题。因此必须加强施工和运营中高铁桥梁变形监控,把施工引起变化信息及时反馈到施工单位,使之能够在现场及
 项 目 概 况

苏州市中环快速路,其中工业园区段(北段)与京沪高铁丹阳至昆山特大桥阳澄湖桥段并行,快速路与高铁桥梁结构边缘最小距离仅18米。本区域地质为深厚软土,路基、U型槽、桥梁施工均会引起附近土体应力重分布和土体变形,进而使铁路桥梁基础和桥墩产生变形。当变形量超过安全值时就会危及既有京沪高铁的运营安全。




  项 目 需 求  


路基大面积填土会引起相邻建筑物较大的附加沉降及不均匀沉降、土体水平位移、桩侧负摩阻力、被动桩等一系列岩土工程问题。


因此必须加强施工和运营中高铁桥梁变形监控,把施工引起的一系列动态变化信息及时反馈到施工单位,使之能够在现场及时调整施工参数,优化和改进施工方法,以避免危及铁路行车运营安全事故的发生。


监 测 方 案   

1、监测平面图

如图2所示,京沪高铁(上)与中环快速路(下)并行,监测点将设置在高铁桥墩之上,每隔一段距离设置一个工作基点,监测对应桥墩上的棱镜,判断桥墩的平面变化情况,通过水准仪往返测量判断高程变化情况。

图2


2、控制网布设与测量

控制网采用边角网的形式建立,控制网中各点按其使用功能分为基准点和工作站,其中,基准点设置在变形影响区域之外,一组不少于三个。本项目由于地形的限制,控制网沿京沪高铁线路方向布置成带状,基准点布设9点,在施工区域外四周选9处稳定、不受施工影响的位置布设。

控制网测量采用徕卡TM系列全站仪(测角精度0.5″,测距精度0.6mm+1ppm),搭配徕卡三维变形监测软件进行观测。观测前,对全站仪进行全面检测、校准,在作业过程中定期对仪器进行检测、校准,以确保全站仪的补偿系统、轴系的修正精度满足要求。

现场工作基点如图3、图4所示:

平面控制网在监测期间每一个月复测一次,必要时应及时复测。

3、监测点布设与测量

在测试桥墩的三维变形时,考虑桥墩及承台为一刚性体,因此在桥墩上布置1个变形监测点即可反映该桥墩三维变化量。现场承台覆土较厚或位于水中,不利于观测,因此将变形监测点埋设在墩顶处。全部监测点安装在共计52个桥墩上,其中重点观测(水平和沉降位移)桥墩21个,一般观测桥墩31个,其余桥墩上也预布了监测点,桥墩观测点见图5。

图5

全站仪架设在工作站上,瞄准基准点,采用后方交会的方法获取工作站的站点坐标,选用徕卡TM系列全自动全站仪采用极坐标法测量各监测点的位移量,同时测出水平位移量和沉降量。每次测量时,测量1个测回次。边长的气温、气压改正由全站仪实时进行。

按上述方法,各监测点连续测量至少两次作为初始观测值,以后的每次观测值与初始值之差即为累计位移量(累计变化量)。相邻两次观测值之差即为本次监测的位移量(次变化量)。


4、桥墩水准测量

桥墩沉降监测精度要求极高,而全站仪测量的高程精度无法满足现场要求,于是采用高精度水准仪测量桥墩沉降值,全站仪所测高程值作为参考。



系 统 运 行 与 分 析  


系统从2013年11月份开始监测,于2015年4月份截止,整个监测周期为17个月,平均每个月记录3次观测结果,每次仪器架好后,一键开始自动测量,连续观测10个测回,取其平均值作为此次观测结果。

以20141110—20150407的数据分析,(部分)桥墩平面变化量如图6所示:

图6

(部分)桥墩高程变化量如图7所示:

经过长时间大量数据分析可知,快速路修建阶段,高铁桥墩(参考示例数据)平面方向最大变形为0.7mm,基本呈稳定状态;高程方向中途产生过较大沉降,沉降值最大达到3mm,与现场工况息息相关,不过很快恢复正常,在工程结束后,沉降最大值为1.5mm。


小   结

徕卡自动化监测系统精度高,稳定性好,整个项目使用下来,得到了客户的高度认可;同时,参与到该项目中的徕卡合作伙伴南京瑞祺测绘技术有限公司以其丰富的项目设计和实施经验,同样得到客户的高度认可。

1) 硬件采用了精度最高的徕卡TM系列测量机器人,软件采用了有20多年监测经验的GeoMoS,系统稳定运行,可靠性高

2) 一键自动测量,省时省力

3) 气象传感器自动改正,数据更加准确

4) 采用GPRS通讯,远程操控更简单

5) 数据分析直观形象,既有折线图,也有详细的数据报表,也可以根据客户要求进行报表定制




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