143.5 m高墩垂直度控制测量技术
- R3 l2 X. t {5 L0 ?+ Z+ C(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
/ J% I! M( o; L( ^, `& ~# z( y8 rLiu Hongxuan Wang Zaiqing
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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
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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
1 O- d' W5 m+ e4 l$ u准仪对高墩垂直度的控制方法。
$ l/ a/ w4 V' T& ?6 ~& b% y7 |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
Z# t& R- m4 [8 w1 c1 l3 w. r# f5 Q道包(头)北(海)线陕西境内黄陵至延安段高速公路上
+ i" n, W$ \! p0 B; v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
$ x; v1 f* c( U) {( {! D m; tin+3×160 in+90 m”预应力砼连续刚构,墩身为双薄
- q3 G: l( I2 f, M3 z4 G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
" o2 P b7 r }$ X& Z; n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
0 ^5 |3 ?- @. x7 z由于13#墩采用液压翻模施工,施工平台始终高
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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
) r3 ~0 c& R9 ?. { {5 j身垂直度。
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3 测量方法
5 S5 w3 }* v+ I9 s- B3.1 控制标准
3 _& p) r% B i! w7 y收稿日期:2004—11—02
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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。
9 ?2 s% q, g& x4 N7 }& U4 \刚构桥超高墩施工控制标准在现有施工规范中没
! V( j. v, h& k. i有明确规定,参照斜拉桥、悬索桥主塔验收允许偏差标
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准:断面尺寸±20 mn'l、倾斜度为墩高的1/3 000且不
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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。
" j; u* g- X, V, u2 _3.2 控制网的布设
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根据施工现场交桩情况,结合具体地形及通视条
# w; |" x) Q* {9 z& _7 k& V7 V件,对全桥进行导线布控,控制网按现行《工程测量规
9 ^+ O: T7 Q8 E3 ?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
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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
' Z. C' o6 J; j b+ Z2 N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。
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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
Q5 O5 h b7 N做为运营期监测使用。因此,对中点的坐标需经过施
! Y7 Q5 J# ?- T工单位、监控单位、测量监理、项目总监办测量班4级
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测量复核确认。在相对固定的观测时间段,采用不同
' J: `; G4 D. J3 g2 m7 c8 V" B4 w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。
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3.3 激光垂准仪的选择
1 x) t. q$ Q0 r. @0 W采用苏光有限公司生产的DZJ2激光垂准仪,配有
( _$ Z$ ` L) f木制三角架,人工调平,激光束向下对中。主要技术参
% M0 g4 U. e Q. |数为:
& c+ k8 H# p, M7 x1 P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。
0 `( k7 V2 g9 Y0 R. N# I) W1 y3.4 激光垂准仪对中点设置
% g2 v. Y5 t' o; A8 w13#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
: u+ K5 q; }" p Z" ?' S! X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
' _. t: A, z) C, V7 N B刚性平台做为施工测量平台。
* t) V$ g# C$ B$ U7 q# 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
" A6 Y H# m7 v% ?7 |架遮挡视线),该8个点高于平台0.5 m,且不受扰动。
5 E. x4 G" y+ s8 N s0 C/ \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
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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,
! u5 a+ a2 M0 S7 U* |3 F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
3 \$ m) D6 B' B0 J; X( g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。
4 J) f* J* D$ l) m @% V, {1 w3.5 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
8 \$ D4 |) p/ q ]4 d% B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
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上架立角架,安装垂准仪,打开向下发射激光束按钮,
, \6 b' v: S6 @9 e# T8 h对中后精确调平垂准仪。关闭向下发射按钮,打开向
/ J: t6 Q& W5 Z上发射激光束按钮,调节物镜焦距,使激光束在靶标上
4 ~( B5 j! j% T0 A- \形成一个直径1 mln的光点,在靶标表面光点中心做
/ R3 R. T8 l6 [8 y- m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。
6 |$ g9 X3 |* a1 G(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
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尺的50 em刻度线重合,扶平激光靶,使激光靶平面与
6 T/ E6 f j$ a' j模板顶处于同一水平面内,用另一把钢卷尺丈量激光
4 A3 h# o& { H3 L9 K; F$ ]1 b点距50 em刻度线的距离并记录。
0 M+ r& w4 @, V6 s# N0 p& _
(3)依次测量每个空心墩8个点的偏差值,依据标
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准判定模板4个角点平面位置是否合格,若有一个点
1 {5 z- J1 \/ z% r8 O偏差值超过标准,则需重新调整模板,重新检查。
+ j8 z0 X! j5 Y$ o5 {0 F(4)全站仪测量结果和激光垂准仪测量结果有一
5 {) z _* W! J7 J5 K定的偏差,经多次检查对比,偏差值为2 ilm,因此激光
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垂准仪检查控制标准确定为8 mln。
0 |, I) u- K- c) ~6 O& j. C: s3.6 全站仪检查模板方法
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(1)全站仪检查模板上口4个角点平面位置。置
; x9 r8 k8 n. V- x2 ~棱镜于模板上口角点上,测出实测坐标,求出△Y、△y
, M: j3 _, q: e2 p* q* ^
值,依 、l,轴与纵横桥轴线夹角,把测量结果换算成
' E+ _) [( ^8 D) @( f( R: l纵横向偏差值,依标准判定模板安装是否合格。
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(2)对照全站仪、激光垂准仪检查结果,两者检查
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结果相符,则可以判定模板安装合格,可以进入下道工
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序施工,若两者差值超过2 mln则分别重新检查。
9 z6 o3 o3 ^0 @8 u3.7 控制结果
' R) c& s, s, s `. s9 y% Q洛河特大桥主墩墩身施工已结束,墩身的竣:[测
N7 h- q) j1 y& H; I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。
" N, J5 N9 r3 S/ F' A4 n; u
4 施工体会
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(1)由于墩身高达143.5 m,受气温、风力的影响,
$ ?# A# F# ?7 x* W7 _$ W* y' C- E墩身会来回微微摆动,因此测量控制应选择一个时间
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相对固定、气温相对恒定的时间段来测量,这样测量出
- U* m1 X. x4 L8 N$ N0 [6 @. w8 U/ m
来的数据才有可比性。建议选择: 晨6:30~8:30,下
, Z) A' O, m# |( _$ Q3 } g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
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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
$ |" Y/ y |9 M2 L余次的检查对比,找出两种仪器的偏差值,为后续施工
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测量结果对比提供依据。
" y2 @0 P: Z$ U- T* D) i(4)全站仪检查简单方便,但价格昂贵,一个项目
o/ ?, E3 t4 M" t0 L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,
0 p& E+ H. _! e2 [而且仅需2个人即可检查,因此,使用垂准仪检查既方
# x1 P( v# e# @( [7 m1 g便又快捷。每施工10 m高用两种方法同时检查校核
1 s5 U/ n+ I! X9 e. i S0 K8 N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
$ x# n+ ]5 y! u8 O" H/ }员确定,不宜频繁更换。
: L6 h" m4 e9 g! M7 c. }! b+ A(6)爱惜仪器,妥善保管,轻拿轻放,避免碰撞,减
& j6 S: u+ ]+ k" g少仪器误差,提高测量精度。
& {* y0 E% c8 t5 ~6 v9 G- e8 w# d5 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
) Y% i; e$ q) S" V2 D$ K
站测量人员多次随机抽查,我部高墩施工横截面平面
& R% Y% T+ B, X7 |+ c5 b: f位置偏差全部合格,最大不超过5 rain,受到各方好评,
" C* A2 ]2 z) d( }$ }: J( `此种控制办法被其它标段广泛采纳。以垂准仪控制为
5 ^+ J3 U. q* c' c& {& E1 p: y2 c主,全站仪控制为辅的办法控制高墩施工,既大大减少
* B6 c! ?1 }+ v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
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济效益
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