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
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Liu 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
$ [& Q: x, s# m& A* O0 i! Y z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
. M# C, E3 |, |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
( y3 Z! m9 [7 z1 J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
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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
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线上,全长1 056 in,为亚洲第一高桥。其中主桥为“90
- T5 x ?+ ~, {1 Y2 Min+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
0 y7 H# I3 z5 @1 W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
3 Q# L. C$ l% S/ U0 B$ I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
, n& k X# v6 K ?/ R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
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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
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收稿日期:2004—11—02
- a' Q8 d$ o. ]! `4 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
4 g7 e* A* t: ?0 w) ~: r+ u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
' ~( f2 S# }9 `" p- _ G. i) u1 p/ T有明确规定,参照斜拉桥、悬索桥主塔验收允许偏差标
/ n- }! C' }, n. e; _. {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。
2 t/ G( n( W7 q8 t. g% ^3.2 控制网的布设
9 ?/ p6 J t- r1 D( @: \. u; F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。
5 d8 R9 Z8 o8 E- b: O) V- ^# K0 M布控点全部设为强制对中点。强制对中点为一钢
' m! i& z2 f9 M% S ~0 I! B筋砼小台体,高120 em,基座与方柱体一次浇注成型,
# J* A% ~, l2 I1 m* h1 o( @: |2 Q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。
0 l9 n" g# t3 B7 Q! j8 k2 ^8 R7 L+ ]强制对中点做为大桥测量控制点并需移交给业主
5 q" \5 V, D3 s6 T- {4 {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
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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
) o) {* _6 B* Q/ Q. U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
* D, S( u4 U' N& f采用苏光有限公司生产的DZJ2激光垂准仪,配有
' W$ ]# E/ B# B( k- v+ u木制三角架,人工调平,激光束向下对中。主要技术参
8 W1 Q! _* c! P- [( Q/ e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
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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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# `0 F- T7 N( B% b58 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
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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
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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。
3 P8 g- b( ^8 ?! v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。
$ Y( ~8 Z, m& D: \# M4 a1 H8 f该32个控制点利用已建成的洛河大桥施工控制
' r; @( {5 S2 y5 M: b6 ?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
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工队,做为墩身施工时控制横截面4个角点平面位置
" x; X2 Q2 w' X; Z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
* j6 R7 w+ t7 O% U3 X5 [" B(1)在液压翻模平台顶面人行步板上对应位置切
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割一个20 em×20 em的方洞(网格激光靶尺寸为20
' C9 V$ I' u' f9 Vem×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 t% @: N5 x7 x$ n; |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
- w& `! \& |) A& M7 q+ Q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
/ K! ?7 Z' r* T6 }# v( X( v. ~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
* Z. n8 r2 q0 r5 V0 E' [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
- Q! k' S1 F0 [( ?% M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
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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
# j q. t- g0 g% f; a7 d" ^3 j+ g5 k点距50 em刻度线的距离并记录。
5 V+ q7 D2 n2 N8 A1 [(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
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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
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定的偏差,经多次检查对比,偏差值为2 ilm,因此激光
% i2 F7 T% V' Q0 j7 U3 e4 Z垂准仪检查控制标准确定为8 mln。
* d) F2 k, X9 x3.6 全站仪检查模板方法
7 Z5 ?. t. T0 \7 d(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
) ]/ Q8 g, {4 c3 d( d. I' E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
9 |" m; K/ r9 P) Y- P' g" q5 a结果相符,则可以判定模板安装合格,可以进入下道工
- T: N8 @6 N( y/ d# l3 Z) e# T序施工,若两者差值超过2 mln则分别重新检查。
' L1 y: ^( `4 P: P( K4 n3.7 控制结果
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洛河特大桥主墩墩身施工已结束,墩身的竣:[测
& [0 I) a+ w/ z3 z量结果显示:128 m高的12}}墩墩身横向偏差为4 mln,
/ c& d% D+ }$ U; m/ A6 E纵向偏差为3 mm;143.5 m高的13#墩墩身横向偏差
& ~5 Q+ L- g4 z$ a+ j' o) a% `为5 mln,纵向偏差为1 mln,达到l『施工规范要求。
3 s7 Z! h* W, f c4 施工体会
! J( }9 n, m& A! G0 X(1)由于墩身高达143.5 m,受气温、风力的影响,
5 q* U! {0 ?: m; @8 e/ d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
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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。
2 T1 O8 n% G ~% F# h(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。
1 Z& M* U# f/ y# c% _0 S(3)墩身开始施工时,两种方法同时使用,经过10
: u1 r% e/ W" Q, e! q$ i9 T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。
# y* G0 C$ D4 v( t7 G- k! V8 Z' `9 l(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
7 A' m% l' i) p/ D6 f多次检查、多次调整才能合格,这将大大制约施工进
- M* v+ z, ^8 @3 D+ a8 G, E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
$ h6 j8 C) r8 o5 D, H" j便又快捷。每施工10 m高用两种方法同时检查校核
|, F5 p) N/ i- A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
. N4 r1 M, }) u- v0 ?$ H$ [3 h) A0 ~1 S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
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少仪器误差,提高测量精度。
4 Y" C% I! K9 f f* G5 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
9 E9 x/ ?( c2 |1 z, k站测量人员多次随机抽查,我部高墩施工横截面平面
# k9 ~' G3 T n: g位置偏差全部合格,最大不超过5 rain,受到各方好评,
# o- d% P* }4 W此种控制办法被其它标段广泛采纳。以垂准仪控制为
" l& O- `3 E8 T7 L4 ^+ D0 T主,全站仪控制为辅的办法控制高墩施工,既大大减少
. U$ h) F' W) Q" }) ?+ u了测量对施工周期的影响,加快了施工进度,又能减少
% y# @8 {9 K8 u: ?了测量人员和全站仪数量,降低了施工成本,提高了经
& U* w) [6 ?* {1 B, E济效益
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