143.5 m高墩垂直度控制测量技术
! V9 i/ W' t, i: |(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
2 L* H9 w* }/ q3 U, h* X" o& l' I/ F' ?& gLiu 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
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准仪对高墩垂直度的控制方法。
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关键词桥梁垂直度控制 测量
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1 工程概况
1 q, P3 [$ C5 K8 f5 `洛河特大桥位于陕西省洛川县境内,是西部大通
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道包(头)北(海)线陕西境内黄陵至延安段高速公路上
4 @+ m& g f3 W- ~! g2 a1 o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
6 U8 a( ]$ t- h# ein+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
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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
, u! S' P2 s- l) _ ?. x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
9 K. g4 q& H& z( h度就成为控制施工质量的重中之重。
, h! f- i x. W; B$ U3 X. [4 Q& h$ }" V2 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
# i& q9 X9 m. l- Y5 a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
- G3 e: U) M" {. a, M" f& w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
! p+ B' X( c3 M% ]身垂直度。
; z* y! [6 g1 Q/ ~2 n3 测量方法
3 p" K3 ]. [$ f/ @0 e) u Z3.1 控制标准
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收稿日期:2004—11—02
; x. Q X! T7 z/ @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
+ W/ j2 l4 h E6 s0 [# R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
7 D$ {5 S5 e" G! 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。
3 G. I1 U' l! q `% a3 c$ H3.2 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
/ ^ q X8 J! v6 h件,对全桥进行导线布控,控制网按现行《工程测量规
3 [% E1 {" u/ N3 o' K范》(GB50026~93)中四等导线测设。
3 z3 F3 @6 Q4 B3 R; z U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,
" u) m* S: Y2 q方柱顶预埋5 into厚不锈钢板,板中央预埋一英制全
6 H% {6 r T2 ^: \7 N) ]站仪通用螺栓。每次测量时不需携带三角架腿,只需
/ Q$ v( }$ P" i$ Z* O: k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
: k* B( q( p8 j9 @: X- p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
' }3 ?- \. K7 u' I! r测量复核确认。在相对固定的观测时间段,采用不同
6 W+ Q" X b, `+ B6 n) J( i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。
. @. W$ R( m* N1 k( t% f3.3 激光垂准仪的选择
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采用苏光有限公司生产的DZJ2激光垂准仪,配有
0 B0 K& `; U9 {% n7 r Z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:
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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
/ G- `! l, p/ [13#墩位于洛河主河道中,常年水位高出承台顶
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维普资讯
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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
, c v9 ~* ?9 Q; D0 e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
. s0 C/ f2 g7 m% X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
7 W: \- ^2 Q+ ^, E! B5 U; P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}}
! L+ [7 ]" F" h' D$ P* n9 s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
% Z0 k H! d/ a9 t工队,做为墩身施工时控制横截面4个角点平面位置
2 `$ J" J0 X" \! ?( D% K- j的依据。
# I5 w. c& s4 Y( \7 c+ |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
! B7 q" Q& q& g% Q& X割一个20 em×20 em的方洞(网格激光靶尺寸为20
8 d: E$ k3 Y7 z0 s! | c6 n1 |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,
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对中后精确调平垂准仪。关闭向下发射按钮,打开向
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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
8 ]( ~" O! O7 _: ^, p标记,任意水平转动垂准仪,看多次光点中心偏差是否
" A; ?; e5 N: z0 @( t超过1 mln,若超过则重新调整垂准仪,直至光点中心
+ K/ Q' p1 t1 S6 O- ]" r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
0 r# g& C/ \+ P长线拉钢卷尺,把激光靶中心十字线的一条线与钢卷
! [6 x7 a! D h3 V, ^9 G1 V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
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点距50 em刻度线的距离并记录。
; m# {0 ^8 {8 W2 u. g. l5 Q; f(3)依次测量每个空心墩8个点的偏差值,依据标
! a" b' ]$ K1 y% L% p& f准判定模板4个角点平面位置是否合格,若有一个点
! a& g5 |( Y" B7 y
偏差值超过标准,则需重新调整模板,重新检查。
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(4)全站仪测量结果和激光垂准仪测量结果有一
$ m p8 n2 ^) E% Y9 k定的偏差,经多次检查对比,偏差值为2 ilm,因此激光
) r- r* p8 y% C$ e, V8 Z垂准仪检查控制标准确定为8 mln。
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3.6 全站仪检查模板方法
1 F9 y. K" }, j1 \# l4 V/ ^$ M(1)全站仪检查模板上口4个角点平面位置。置
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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
% j0 H* M! Y* H' Q( b纵横向偏差值,依标准判定模板安装是否合格。
" c) z I9 L0 Y c% T(2)对照全站仪、激光垂准仪检查结果,两者检查
% `/ [7 V5 |5 i) `$ k( d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。
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3.7 控制结果
0 t9 b+ a5 l& j3 B0 H. b洛河特大桥主墩墩身施工已结束,墩身的竣:[测
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量结果显示:128 m高的12}}墩墩身横向偏差为4 mln,
[1 r" X6 |: h1 I6 b9 v: V7 D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。
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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,
. G, J+ |! ]( d, m. [墩身会来回微微摆动,因此测量控制应选择一个时间
3 a# ]/ s6 X. {- W1 k相对固定、气温相对恒定的时间段来测量,这样测量出
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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。
0 V3 t5 k' V0 b$ |6 V" B# s7 @+ i(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
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余次的检查对比,找出两种仪器的偏差值,为后续施工
; ^% O0 [# \* k! h
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
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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
) {; @9 U6 ]; A% g5 ^- \9 [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
7 Z$ ^" h9 ?: I7 _8 d5 q便又快捷。每施工10 m高用两种方法同时检查校核
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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。
d" e2 Z! A7 T. F; c4 Z(6)爱惜仪器,妥善保管,轻拿轻放,避免碰撞,减
; Y# ^2 f- G m+ A. H$ S少仪器误差,提高测量精度。
$ n$ E! ^8 V, T1 M* @5 结束语
5 l' X8 w. s4 X" M8 }+ g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
4 w0 T+ q' L" b
位置偏差全部合格,最大不超过5 rain,受到各方好评,
6 r& c1 A2 s2 |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
& @: o' }+ A. J+ ]' f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
5 ]: N; I/ q( _济效益
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