143.5 m高墩垂直度控制测量技术
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(中铁二十局集团二公司,云南昆明650200)
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Control Sarvey of the Verticality of a 1 43.5 m High Pier
# _ \; P% `- ]8 b0 jLiu Hongxuan Wang Zaiqing
- p! i" @ m2 E( G- M$ {' m摘要 大跨度高墩桥梁垂直度控制,不仅是桥梁施工水平的重要标志,而且是评价桥梁施工
$ l9 ^4 V8 U* v# t. l1 P/ ?& G质量的一项重要指标。本文详细介绍洛河特大桥143.5 in高墩施工过程中,利用全站仪和激光垂
! \0 [0 `! X4 K. [" s准仪对高墩垂直度的控制方法。
& V9 Z1 n; J1 s关键词桥梁垂直度控制 测量
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1 工程概况
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洛河特大桥位于陕西省洛川县境内,是西部大通
: e" v' }. x" v+ U* b道包(头)北(海)线陕西境内黄陵至延安段高速公路上
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的一座特大型公路桥梁,桥梁位于半径1 700 in的曲
0 M/ g& S; r' T! a线上,全长1 056 in,为亚洲第一高桥。其中主桥为“90
( T+ P+ W M0 R1 Lin+3×160 in+90 m”预应力砼连续刚构,墩身为双薄
$ D1 B* M) N5 N* Z& s) F$ [壁空心墩;引桥分别是:黄陵岸为10×30 in预应力钢
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筋砼连续箱梁,延安岸为3×30 in预应力钢筋砼连续
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箱梁。13#主墩墩身高度为143.5 m,且位于洛河主河
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道中,施工难度大,技术要求高,如何控制高墩的垂直
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度就成为控制施工质量的重中之重。
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2 方案选择
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由于13#墩采用液压翻模施工,施工平台始终高
( C, U" ^! _- a# e' @出墩身砼面0.6 m。平台四周设有吊架和安全网,不
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能通视,且墩身处于常年流水的主河道中,无法布设十
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字方向控制点,常规的测量方法无法采用。经过多次
2 T: U( {2 [- Q; n, n6 s( D论证,选用激光垂准仪和全站仪相结合的方法控制墩
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身垂直度。
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3 测量方法
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3.1 控制标准
2 d4 g: a2 I- `$ ~3 D收稿日期:2004—11—02
5 E+ L. o7 Q# j4 J( y第一作者简介:刘宏选(197l一),男,工程师,工学硕士,1995年7月毕业长
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安大学。
1 U+ ?9 z9 ]# L, B! e& s刚构桥超高墩施工控制标准在现有施工规范中没
2 S2 S+ _1 E6 H7 f i8 g有明确规定,参照斜拉桥、悬索桥主塔验收允许偏差标
% k4 s2 M8 e- T准:断面尺寸±20 mn'l、倾斜度为墩高的1/3 000且不
3 A" A" c' R. w' R/ u大于30 mn'l。实际施工测量控制标准:断面尺寸±5
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mm,矩形截面4个角点的纵横偏差值均不大于10 mn'l。
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3.2 控制网的布设
1 l3 N7 S* z- u+ o d( e根据施工现场交桩情况,结合具体地形及通视条
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件,对全桥进行导线布控,控制网按现行《工程测量规
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范》(GB50026~93)中四等导线测设。
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布控点全部设为强制对中点。强制对中点为一钢
7 T5 r1 t. ]/ Z, I( T/ y7 s( ^筋砼小台体,高120 em,基座与方柱体一次浇注成型,
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方柱顶预埋5 into厚不锈钢板,板中央预埋一英制全
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站仪通用螺栓。每次测量时不需携带三角架腿,只需
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把仪器直接拧紧在螺栓上调平即可。
/ f+ ]# R( {5 @4 d: n# U. S' U强制对中点做为大桥测量控制点并需移交给业主
6 n+ r. X" P4 O' N0 T做为运营期监测使用。因此,对中点的坐标需经过施
5 v% U0 O$ B9 `工单位、监控单位、测量监理、项目总监办测量班4级
, g0 j. h# [! |, c- H9 q6 Y测量复核确认。在相对固定的观测时间段,采用不同
% x5 N0 h4 g6 z3 B的人、不同的仪器换手复测,做到准确无误、万无一失。
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误差标准控制在△ ≤2 rain、△y≤2 mm以内。
/ \9 ?% m+ ]6 j" N5 p3.3 激光垂准仪的选择
+ r; Y' P, @) q采用苏光有限公司生产的DZJ2激光垂准仪,配有
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木制三角架,人工调平,激光束向下对中。主要技术参
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数为:
; D C9 v- M' C向上一测回垂准测量标准偏差1/45 000;
( N+ X. G* @% o1 q* s激光有效射程白天≥100 ITI,夜间t>250 m。
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3.4 激光垂准仪对中点设置
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13#墩位于洛河主河道中,常年水位高出承台顶
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58 铁道勘察 2004年第6期
$ U* M) R( d; u* Y面3.0 m,承台顶面无法设置激光垂准仪对中点。采
2 s- ]% Y% w! n. D3 u, W7 J9 \取的措施是:在墩身8.5 m高处预埋钢板(施工吊桥桥
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面高8.0 m),在薄壁空心墩四周设置一个宽1.5 m的
' d @9 G' x6 w7 v5 F) f刚性平台做为施工测量平台。
( P0 X. v7 q7 |$ \3 l在每个空心墩四角沿纵横方向距墩身50 em设置
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8个点(因吊架距墩身60 em宽,定为50 em是避免吊
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架遮挡视线),该8个点高于平台0.5 m,且不受扰动。
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控制点设在厚20 mln的钢板上并冲刻成十字丝,13}}
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墩4个空心墩共32个控制点。
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该32个控制点利用已建成的洛河大桥施工控制
5 H. e- ?5 `% R( r" z5 i网,依线路中心设汁坐标计算出32个控制点的坐标,
0 [7 o' v0 B" g3 ~点位经洛河特大桥施工监控单位和测量监理用不同的
4 n% \! G7 g* f; l ?$ P仪器、不同的人员分别换手复狈0,结果一致后交底于施
- y& X& @% Q" W1 g6 J, W2 Q工队,做为墩身施工时控制横截面4个角点平面位置
Q( E, v+ D" n$ v, M% a& {# v/ L的依据。
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3.5 激光垂准仪检查模板4个角点的方法
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(1)在液压翻模平台顶面人行步板上对应位置切
6 Q# A& w' S0 S; t; ^8 \- Y% k* |- |割一个20 em×20 em的方洞(网格激光靶尺寸为20
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em×20 em),并把激光靶安装于此洞上。在钢板平台
( x: ]( j3 ]+ N9 M上架立角架,安装垂准仪,打开向下发射激光束按钮,
( X" ]- u" M: ~( a; \3 E8 G2 |对中后精确调平垂准仪。关闭向下发射按钮,打开向
3 Q/ P3 E# y N4 Y+ M/ Z, d% u# i
上发射激光束按钮,调节物镜焦距,使激光束在靶标上
' {/ j7 N/ Y8 g3 c形成一个直径1 mln的光点,在靶标表面光点中心做
8 i7 B2 d. V+ E% ^0 i标记,任意水平转动垂准仪,看多次光点中心偏差是否
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超过1 mln,若超过则重新调整垂准仪,直至光点中心
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偏差不超过1 mln,此时激光束竖直线即为该控制点的
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垂直方向线。
; l+ c& V3 j* }! Z: z(2)站在外吊架上,从模板角上沿模板内边缘的延
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长线拉钢卷尺,把激光靶中心十字线的一条线与钢卷
" d# ~2 I) _- ?8 R' B% N尺的50 em刻度线重合,扶平激光靶,使激光靶平面与
3 f: j( j5 \8 N; ?; R" G9 ?
模板顶处于同一水平面内,用另一把钢卷尺丈量激光
8 n [7 h+ I% D3 [点距50 em刻度线的距离并记录。
! H. l$ A7 k. K( r' n4 A- I(3)依次测量每个空心墩8个点的偏差值,依据标
/ \0 J/ f) h& H |: ^* y& C0 M1 o准判定模板4个角点平面位置是否合格,若有一个点
. g) _% J# a+ {" |) e偏差值超过标准,则需重新调整模板,重新检查。
* d+ i! O" V$ S(4)全站仪测量结果和激光垂准仪测量结果有一
4 ]+ c4 b) ?( z# u; `2 k
定的偏差,经多次检查对比,偏差值为2 ilm,因此激光
7 l/ ~. I6 E6 O! Z0 P垂准仪检查控制标准确定为8 mln。
9 k6 {5 o0 _, h# I" T3.6 全站仪检查模板方法
8 b) p6 L' F: f5 g+ d(1)全站仪检查模板上口4个角点平面位置。置
" M* c# V/ E: u: T+ l2 V: U
棱镜于模板上口角点上,测出实测坐标,求出△Y、△y
9 X/ i' c: o$ T# k值,依 、l,轴与纵横桥轴线夹角,把测量结果换算成
O/ ^4 ^$ H9 G$ v. H- `纵横向偏差值,依标准判定模板安装是否合格。
3 ~9 h( O- f' U. v ^ M' o, D(2)对照全站仪、激光垂准仪检查结果,两者检查
0 P( `. `! S2 h2 G6 D
结果相符,则可以判定模板安装合格,可以进入下道工
. n, p0 u6 _5 m G+ u* w序施工,若两者差值超过2 mln则分别重新检查。
- U6 h2 s* Y0 J3 d/ T3 j4 E3.7 控制结果
4 b3 F9 s0 n1 i+ ^' `洛河特大桥主墩墩身施工已结束,墩身的竣:[测
: [, c5 y _; Y- F1 l- @量结果显示:128 m高的12}}墩墩身横向偏差为4 mln,
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纵向偏差为3 mm;143.5 m高的13#墩墩身横向偏差
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为5 mln,纵向偏差为1 mln,达到l『施工规范要求。
. l; R6 m- c* g3 W- f7 C1 ]4 施工体会
8 K8 s2 S) S2 B. L- ](1)由于墩身高达143.5 m,受气温、风力的影响,
& s/ K' g2 [6 L& _( t9 ~墩身会来回微微摆动,因此测量控制应选择一个时间
! t; J4 g) c$ H B! r6 t相对固定、气温相对恒定的时间段来测量,这样测量出
4 b9 T5 N, ]: G来的数据才有可比性。建议选择: 晨6:30~8:30,下
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午4:00~6:30。
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(2)激光垂准仪对空气中的湿度较为敏感,在雨后
8 ^% N% H3 y9 X0 n或大雾天最好不要使用激光垂准仪进行测量。
V0 L- M% \9 `1 n9 X(3)墩身开始施工时,两种方法同时使用,经过10
i& |# }* q" x5 |7 x- @; X) I! H余次的检查对比,找出两种仪器的偏差值,为后续施工
* s9 s }. n: X, x测量结果对比提供依据。
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(4)全站仪检查简单方便,但价格昂贵,一个项目
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分部工程较多,无法固定一台仪器和一班人员专门测
" f- N3 L* q- {量墩身;若全站仪撤走,模板调整没有参照物,可能需
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多次检查、多次调整才能合格,这将大大制约施工进
, u" [0 a; E+ q1 b6 |3 }& Y度,增加测量人员的劳动强度。激光垂准仪价格便宜,
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而且仅需2个人即可检查,因此,使用垂准仪检查既方
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便又快捷。每施工10 m高用两种方法同时检查校核
. s ]/ g }8 H# e$ Q7 M# G) _一次。
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(5)垂准仪检查应由专门的测量人员操作,一旦人
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员确定,不宜频繁更换。
: f4 ]# p) w, z# w; a, ?; Y2 r. g(6)爱惜仪器,妥善保管,轻拿轻放,避免碰撞,减
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少仪器误差,提高测量精度。
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5 结束语
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经施工监控单位、测量监理、总监办测量班、质检
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站测量人员多次随机抽查,我部高墩施工横截面平面
+ j& x: Z# S |# \! b9 m7 j
位置偏差全部合格,最大不超过5 rain,受到各方好评,
. G3 u! w8 o& e! \8 h7 z此种控制办法被其它标段广泛采纳。以垂准仪控制为
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主,全站仪控制为辅的办法控制高墩施工,既大大减少
3 D' q: J% {( ]1 w+ K; k s0 X# _了测量对施工周期的影响,加快了施工进度,又能减少
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了测量人员和全站仪数量,降低了施工成本,提高了经
1 Y8 _ o2 ~+ {- H济效益
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