143.5 m高墩垂直度控制测量技术
9 ?6 G8 y: W% R3 a! ~ u( N(中铁二十局集团二公司,云南昆明650200)
: p0 Q5 f1 B. {. a( y% K0 ^: P* Q1 vControl Sarvey of the Verticality of a 1 43.5 m High Pier
" R: V7 n, U: MLiu Hongxuan Wang Zaiqing
5 M x* Q- k! K7 e) r, O* j8 T- T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
% k) b' `8 W1 z% X% n' ^ L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
2 S5 T8 }, M0 c) \) }4 T4 d3 H0 D准仪对高墩垂直度的控制方法。
2 ~/ [. ?5 d2 B) y' G5 ]! M关键词桥梁垂直度控制 测量
0 v# S0 S3 D8 V1 工程概况
+ \) {3 y- t5 `
洛河特大桥位于陕西省洛川县境内,是西部大通
, K8 d( b. \4 f# v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 U) D; {" E, K0 i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
9 |$ ^; @& n( ~* B3 B+ T壁空心墩;引桥分别是:黄陵岸为10×30 in预应力钢
! T, ~* C1 A( l+ z1 A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
" ^9 X( u" W" k- \' s4 M h4 l- V道中,施工难度大,技术要求高,如何控制高墩的垂直
0 [6 s8 A* E- H$ M) q度就成为控制施工质量的重中之重。
5 h, G z5 W/ u
2 方案选择
! h, y& g- Q) l* [1 T. E5 [
由于13#墩采用液压翻模施工,施工平台始终高
|' _( i0 j9 S4 c9 H出墩身砼面0.6 m。平台四周设有吊架和安全网,不
0 F; n& m" ^) A' b5 G) U( c' h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
& _' K+ U3 K* D5 C- j论证,选用激光垂准仪和全站仪相结合的方法控制墩
# ?: I3 o3 m0 r: y身垂直度。
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3 测量方法
& J% n6 [9 l$ c( I1 E! i0 y
3.1 控制标准
# T4 b r$ L, S% T, u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
3 m+ y" s+ z. F1 C9 R安大学。
1 u, b0 d W- t l' e. Q# _
刚构桥超高墩施工控制标准在现有施工规范中没
' O& ]" Q q0 n% A2 T/ Q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
2 U' _1 N1 ^+ ?, R G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$ l% P w9 j6 Q3.2 控制网的布设
3 A y \( S1 k0 a4 t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。
9 x5 E# q& g( ]! F' G( ~1 O9 v布控点全部设为强制对中点。强制对中点为一钢
; w2 b# R E) Y4 o( I2 W筋砼小台体,高120 em,基座与方柱体一次浇注成型,
& H/ W5 P ^) E7 Z# H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
" e: _9 q, T% s: p
把仪器直接拧紧在螺栓上调平即可。
: }, N. r! Q% W强制对中点做为大桥测量控制点并需移交给业主
p, j, p6 R+ k3 ]* S" t( g做为运营期监测使用。因此,对中点的坐标需经过施
- X) J$ R( n! s. e, A1 ^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
. f2 B* C/ y7 k/ V的人、不同的仪器换手复测,做到准确无误、万无一失。
1 z! s9 K9 @ z5 T误差标准控制在△ ≤2 rain、△y≤2 mm以内。
, [5 M3 Z6 i- C% ~* C$ @
3.3 激光垂准仪的选择
% m4 G# |9 F$ Q( h8 E采用苏光有限公司生产的DZJ2激光垂准仪,配有
4 ^8 Y C- _7 r, ? A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:
2 d2 h" a, d; V# |3 G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。
: r6 O' X+ a8 Z* ~ X3.4 激光垂准仪对中点设置
, f$ b& ]2 t0 t1 }' ^6 A- ~% `; ]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
http://www.cqvip.com. O- M n, W( n9 j- e
58 铁道勘察 2004年第6期
0 F+ o6 G3 S# c$ b# R面3.0 m,承台顶面无法设置激光垂准仪对中点。采
4 o t" K+ w4 V, }0 f. U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
" e5 r J( f/ e/ Y$ `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
5 ^! X8 ]" s4 x: {6 m9 p) s
架遮挡视线),该8个点高于平台0.5 m,且不受扰动。
0 |4 t& u& I. d. s; A _* m& m- ^' p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。
, c9 z. \1 t* g. L6 t该32个控制点利用已建成的洛河大桥施工控制
7 c3 l, v8 i6 s" @# n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
( B K/ m6 J7 s+ s仪器、不同的人员分别换手复狈0,结果一致后交底于施
% a2 `5 A) a6 i: E/ y& B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。
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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
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割一个20 em×20 em的方洞(网格激光靶尺寸为20
" q0 G8 f1 A1 o* P+ n; V+ wem×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,
; {5 S! P% F( M: l. J( S对中后精确调平垂准仪。关闭向下发射按钮,打开向
+ q: D9 Z0 y4 K/ d0 g# v' l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 ~( j8 q, \6 w+ z7 G; i& E! A, Q+ \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
% n5 ]. [" O* \8 T偏差不超过1 mln,此时激光束竖直线即为该控制点的
. O) G' [. f: r( y* y
垂直方向线。
) h3 _/ M* @ f: ?
(2)站在外吊架上,从模板角上沿模板内边缘的延
9 ^- a: O. ?8 X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
* u) J6 R, I( {! r! h, M% |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。
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(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
' [4 s; R! r: `偏差值超过标准,则需重新调整模板,重新检查。
A( Y2 D% q$ D' G& z0 X6 n- O(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
& a) ~/ ?9 g a( r
垂准仪检查控制标准确定为8 mln。
0 t. @: r; Q# x9 e3.6 全站仪检查模板方法
2 |6 m P& z1 Y: x* Y* k(1)全站仪检查模板上口4个角点平面位置。置
+ ?7 ?# M$ }+ E. \" L棱镜于模板上口角点上,测出实测坐标,求出△Y、△y
" U$ f& w& w a0 w值,依 、l,轴与纵横桥轴线夹角,把测量结果换算成
# D$ B1 G& ~1 C8 P0 J3 `
纵横向偏差值,依标准判定模板安装是否合格。
. B# d# _* S7 y/ e1 ]. Q(2)对照全站仪、激光垂准仪检查结果,两者检查
V, M& s) _" d结果相符,则可以判定模板安装合格,可以进入下道工
/ ]6 j* W7 {2 f1 R* n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
! @( Y" s3 S5 K" K2 X+ v3 n& ~
洛河特大桥主墩墩身施工已结束,墩身的竣:[测
! N& M8 J! C: j& M! r
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
) D6 R) l7 ?4 V) _为5 mln,纵向偏差为1 mln,达到l『施工规范要求。
$ s0 m) x- X3 e, R5 v
4 施工体会
- N6 @. m6 w; ^: r5 ]! R(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
+ _1 r6 Q. [/ h4 O4 K相对固定、气温相对恒定的时间段来测量,这样测量出
7 S r9 F- m0 w( `0 e
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。
5 s4 x2 k E6 Q- ~) d& ?(2)激光垂准仪对空气中的湿度较为敏感,在雨后
, V6 I2 P0 A$ G) L% C或大雾天最好不要使用激光垂准仪进行测量。
" w1 s. X& u0 ](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
, H* y, `7 s5 q) V) \& D
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
( f# s; z) J' T8 z3 F多次检查、多次调整才能合格,这将大大制约施工进
" K3 B3 f9 P2 @8 q' Z/ p度,增加测量人员的劳动强度。激光垂准仪价格便宜,
+ P% r* ]- R, _0 W/ O' \
而且仅需2个人即可检查,因此,使用垂准仪检查既方
5 ?" U* L5 @6 i: k# Q; o* X便又快捷。每施工10 m高用两种方法同时检查校核
; o4 p; }4 n- l3 v+ C
一次。
; F& [4 k- |. o9 p, X4 |(5)垂准仪检查应由专门的测量人员操作,一旦人
, l" L9 w F( l$ c c6 k
员确定,不宜频繁更换。
) y, e; r! b5 r
(6)爱惜仪器,妥善保管,轻拿轻放,避免碰撞,减
2 i% `2 o2 M& V少仪器误差,提高测量精度。
5 ^' h! n7 V, y% H
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
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位置偏差全部合格,最大不超过5 rain,受到各方好评,
9 ^: \1 D0 i0 U* ~; u: @3 Q3 \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
0 Q" L. a, J( a! |+ j0 [3 L6 f" I4 c2 i了测量对施工周期的影响,加快了施工进度,又能减少
' O4 U# [% A; K: L( G) q+ e4 {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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