143.5 m高墩垂直度控制测量技术
5 Y- e% ?' v9 `(中铁二十局集团二公司,云南昆明650200)
8 N7 s0 D* j6 }( gControl Sarvey of the Verticality of a 1 43.5 m High Pier
8 f. s0 K8 L1 P9 b# s+ B8 f# D& bLiu Hongxuan Wang Zaiqing
0 ?5 |- Y/ D3 W; R1 \
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
7 e8 R V8 g6 M4 ~ R1 b0 d. [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
+ a, H* V# f6 m& F H0 d7 i准仪对高墩垂直度的控制方法。
4 M: `. ~7 I }/ u8 E关键词桥梁垂直度控制 测量
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1 工程概况
/ Q Q! Y6 X/ X( J2 _: Z洛河特大桥位于陕西省洛川县境内,是西部大通
% D' m1 Y% C6 J* z& j1 ?4 I道包(头)北(海)线陕西境内黄陵至延安段高速公路上
! h; R3 }+ f3 ?1 ~
的一座特大型公路桥梁,桥梁位于半径1 700 in的曲
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线上,全长1 056 in,为亚洲第一高桥。其中主桥为“90
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in+3×160 in+90 m”预应力砼连续刚构,墩身为双薄
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壁空心墩;引桥分别是:黄陵岸为10×30 in预应力钢
/ O, y. c- L) J% F8 F筋砼连续箱梁,延安岸为3×30 in预应力钢筋砼连续
; f; ?/ e; d. Z7 A0 _/ {1 G箱梁。13#主墩墩身高度为143.5 m,且位于洛河主河
; ~+ Q d: ^; }, |) s道中,施工难度大,技术要求高,如何控制高墩的垂直
8 W4 D! `4 k$ H% Q2 w' A9 ~ V度就成为控制施工质量的重中之重。
+ Y# x \/ {/ `) l* G; W0 E, x2 方案选择
, h; X0 m0 ^! D& j0 Q# e由于13#墩采用液压翻模施工,施工平台始终高
' W z+ X- g$ {1 V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
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论证,选用激光垂准仪和全站仪相结合的方法控制墩
9 V) {' n/ ^. Y% V( V+ X4 B7 }/ t身垂直度。
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3 测量方法
5 M z6 [$ T o! v0 P; s: Y3.1 控制标准
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收稿日期:2004—11—02
1 {! k6 ]2 K. j/ |# b8 u% F7 R+ ^& p
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。
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刚构桥超高墩施工控制标准在现有施工规范中没
, ^. C# t, t# c9 t% x) Y- U* U
有明确规定,参照斜拉桥、悬索桥主塔验收允许偏差标
/ d' @- l' V1 ^' k" j$ Q准:断面尺寸±20 mn'l、倾斜度为墩高的1/3 000且不
+ k% F- D+ T* i1 r7 c1 y8 ~大于30 mn'l。实际施工测量控制标准:断面尺寸±5
" ?: X7 G- n& z+ a* tmm,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
' Y- ?* N3 _/ K% @' F. i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
( M( ~! Q$ u) | ?: ^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
+ U% ~7 _8 Y2 K* U- k6 W把仪器直接拧紧在螺栓上调平即可。
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强制对中点做为大桥测量控制点并需移交给业主
; F$ D. Z6 J$ @做为运营期监测使用。因此,对中点的坐标需经过施
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工单位、监控单位、测量监理、项目总监办测量班4级
8 j7 ?) I& w7 P* } E. A0 [测量复核确认。在相对固定的观测时间段,采用不同
2 }' a. y* |2 z3 r0 O7 t1 f的人、不同的仪器换手复测,做到准确无误、万无一失。
8 i# x1 n$ ?1 k6 R v误差标准控制在△ ≤2 rain、△y≤2 mm以内。
8 T; j S5 b# \6 F3.3 激光垂准仪的选择
( `. |4 a4 z' ?+ {6 Z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
+ s* T) M; f9 a4 F& m
数为:
9 ^) M% F* k+ D# `( Z, M8 J, K向上一测回垂准测量标准偏差1/45 000;
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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
& B) b0 G4 c; ?4 T1 G13#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
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面3.0 m,承台顶面无法设置激光垂准仪对中点。采
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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
+ y, t, y* t: N, _$ u$ M5 V刚性平台做为施工测量平台。
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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
) |; Y: ]+ l$ _架遮挡视线),该8个点高于平台0.5 m,且不受扰动。
5 q! p, e4 q) H, H8 s控制点设在厚20 mln的钢板上并冲刻成十字丝,13}}
p! |+ K0 J8 C( R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
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网,依线路中心设汁坐标计算出32个控制点的坐标,
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点位经洛河特大桥施工监控单位和测量监理用不同的
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仪器、不同的人员分别换手复狈0,结果一致后交底于施
" m7 w$ Z% L6 S. K8 {工队,做为墩身施工时控制横截面4个角点平面位置
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的依据。
$ f8 D. X5 w/ r' `/ M! q* q3.5 激光垂准仪检查模板4个角点的方法
* w8 ?% |' ^+ n7 A9 `( i T(1)在液压翻模平台顶面人行步板上对应位置切
P# T6 b: x9 b w. l% _4 P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
! e, L0 S' r! z. L上架立角架,安装垂准仪,打开向下发射激光束按钮,
# A0 ]- m, d' l; f `对中后精确调平垂准仪。关闭向下发射按钮,打开向
' M: A, G: I# I上发射激光束按钮,调节物镜焦距,使激光束在靶标上
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形成一个直径1 mln的光点,在靶标表面光点中心做
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标记,任意水平转动垂准仪,看多次光点中心偏差是否
- X; q3 y8 [9 p; \! v# }/ _超过1 mln,若超过则重新调整垂准仪,直至光点中心
5 p' A+ u! u+ }( K3 M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。
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(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
9 u/ ^# n& {1 A- ]1 P2 m尺的50 em刻度线重合,扶平激光靶,使激光靶平面与
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模板顶处于同一水平面内,用另一把钢卷尺丈量激光
. n: G% k9 D4 o& r
点距50 em刻度线的距离并记录。
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(3)依次测量每个空心墩8个点的偏差值,依据标
# ~! S. T* E/ l! O准判定模板4个角点平面位置是否合格,若有一个点
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偏差值超过标准,则需重新调整模板,重新检查。
. @! v/ l/ p/ }' k* E8 p- A$ u(4)全站仪测量结果和激光垂准仪测量结果有一
6 r! Q. n4 H$ l: }9 A
定的偏差,经多次检查对比,偏差值为2 ilm,因此激光
8 V# r- }. j3 y: z; J* N垂准仪检查控制标准确定为8 mln。
& Z3 q" g6 J" }& E8 n0 r
3.6 全站仪检查模板方法
/ x8 L8 y& m4 \0 ], A T6 N9 p(1)全站仪检查模板上口4个角点平面位置。置
8 G# \4 M* O- T4 @; _棱镜于模板上口角点上,测出实测坐标,求出△Y、△y
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值,依 、l,轴与纵横桥轴线夹角,把测量结果换算成
; L: w/ ?; d+ i( o* ^ V
纵横向偏差值,依标准判定模板安装是否合格。
% H% e9 W' D2 b2 g P% l, @(2)对照全站仪、激光垂准仪检查结果,两者检查
$ y9 d- Z) q- W! x; n
结果相符,则可以判定模板安装合格,可以进入下道工
0 V( L/ W9 L" n2 I序施工,若两者差值超过2 mln则分别重新检查。
C: i% o1 E3 O, T2 g
3.7 控制结果
) e* n( H6 @9 u! w6 W/ J8 B洛河特大桥主墩墩身施工已结束,墩身的竣:[测
3 G8 }4 B, |; G0 q$ @量结果显示:128 m高的12}}墩墩身横向偏差为4 mln,
1 L8 ^; L E. n
纵向偏差为3 mm;143.5 m高的13#墩墩身横向偏差
# V( q; I& Q' q8 w1 T为5 mln,纵向偏差为1 mln,达到l『施工规范要求。
2 C. E3 H$ p1 W( q' J& {) I" {9 L
4 施工体会
6 S2 f/ [5 F% N/ A i(1)由于墩身高达143.5 m,受气温、风力的影响,
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墩身会来回微微摆动,因此测量控制应选择一个时间
7 ~, _: c0 Q1 r2 P9 Y( u相对固定、气温相对恒定的时间段来测量,这样测量出
, ]) Y4 o0 j! U0 N9 A" F来的数据才有可比性。建议选择: 晨6:30~8:30,下
) B! u; j7 o1 J7 |0 e
午4:00~6:30。
! Z2 x" |, `" X(2)激光垂准仪对空气中的湿度较为敏感,在雨后
# Y# e5 u5 W* u% F或大雾天最好不要使用激光垂准仪进行测量。
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(3)墩身开始施工时,两种方法同时使用,经过10
8 J. G& @5 v8 D3 p余次的检查对比,找出两种仪器的偏差值,为后续施工
( {) J/ v _4 u% u, ]# s8 S) W
测量结果对比提供依据。
: t7 v! J9 ~2 J, p
(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
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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
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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
2 H+ j: D. W9 G1 f, } @% 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
4 ^1 `% B- p4 k' X员确定,不宜频繁更换。
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(6)爱惜仪器,妥善保管,轻拿轻放,避免碰撞,减
) i0 T0 H0 q$ {* J# { }7 a5 ~. A# Z少仪器误差,提高测量精度。
% P2 A, k" U" c' z X6 G: x( V
5 结束语
3 f8 Y" w1 f2 y( y1 _% b经施工监控单位、测量监理、总监办测量班、质检
0 C$ W1 P7 P7 W8 Y站测量人员多次随机抽查,我部高墩施工横截面平面
% S7 J% J9 T7 j9 p9 S位置偏差全部合格,最大不超过5 rain,受到各方好评,
" n" f% S; a( O; ^& P5 ^' b& [" ?此种控制办法被其它标段广泛采纳。以垂准仪控制为
' S2 D4 v: @7 y2 t5 i( G主,全站仪控制为辅的办法控制高墩施工,既大大减少
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了测量对施工周期的影响,加快了施工进度,又能减少
' ]! i+ A0 f# y I了测量人员和全站仪数量,降低了施工成本,提高了经
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济效益
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