143.5 m高墩垂直度控制测量技术
: e! x/ u. i+ p; r
(中铁二十局集团二公司,云南昆明650200)
; F% r7 L! N8 b* k+ q9 f+ [& H1 kControl Sarvey of the Verticality of a 1 43.5 m High Pier
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Liu Hongxuan Wang Zaiqing
& E( Y: i+ `6 u3 H$ w
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
/ T2 _6 q& ]0 N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
. m2 T3 x- m" f, z$ p准仪对高墩垂直度的控制方法。
}2 Y; _0 M% K; \& t2 e
关键词桥梁垂直度控制 测量
' `( m; f I) `$ R( P2 L. J
1 工程概况
: f' A! L$ S9 b L洛河特大桥位于陕西省洛川县境内,是西部大通
- h% r$ X: T# U5 p$ B: O2 ^9 M道包(头)北(海)线陕西境内黄陵至延安段高速公路上
; A- \6 R. K1 |7 x9 x$ m$ f
的一座特大型公路桥梁,桥梁位于半径1 700 in的曲
" i. X/ x W3 O3 x& a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
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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
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箱梁。13#主墩墩身高度为143.5 m,且位于洛河主河
* b! C5 P0 \, I) v
道中,施工难度大,技术要求高,如何控制高墩的垂直
/ o, o3 G/ p1 w- Z度就成为控制施工质量的重中之重。
3 F( L+ _/ M6 S2 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
: w" {) {1 }* P: l$ z出墩身砼面0.6 m。平台四周设有吊架和安全网,不
! I4 T0 y6 M: ?9 u9 S$ I- V
能通视,且墩身处于常年流水的主河道中,无法布设十
! k% H& P4 Y+ a8 J: v2 {) H( p字方向控制点,常规的测量方法无法采用。经过多次
4 F" A9 N9 n2 J5 ~" s
论证,选用激光垂准仪和全站仪相结合的方法控制墩
# B6 R0 W+ a) j" p
身垂直度。
- a5 W: |( @0 G2 g; r3 测量方法
+ B0 ~% I% h+ O' R: `& h5 T
3.1 控制标准
- W2 W# }1 F& Q+ N收稿日期:2004—11—02
& i, f6 D4 D; H0 v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
! Y& D- m- N2 F! T2 }安大学。
& j4 Z: i- {$ ?5 N5 }. z' z% J刚构桥超高墩施工控制标准在现有施工规范中没
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有明确规定,参照斜拉桥、悬索桥主塔验收允许偏差标
6 R( [: a5 j, l4 n. b
准:断面尺寸±20 mn'l、倾斜度为墩高的1/3 000且不
( C. r1 ~/ [( o j& b大于30 mn'l。实际施工测量控制标准:断面尺寸±5
8 r% |) a' o. {/ ?+ B, Cmm,矩形截面4个角点的纵横偏差值均不大于10 mn'l。
$ y1 u3 W% K* \ v7 w3 |3.2 控制网的布设
. n* n8 x( Y0 m根据施工现场交桩情况,结合具体地形及通视条
1 U3 K6 C) m- ?; o( W5 V' O( ]
件,对全桥进行导线布控,控制网按现行《工程测量规
# _; J2 \1 @8 |/ p范》(GB50026~93)中四等导线测设。
7 U, x5 s3 A* A* x布控点全部设为强制对中点。强制对中点为一钢
& g5 n3 N5 K3 H& G
筋砼小台体,高120 em,基座与方柱体一次浇注成型,
1 v, F5 e! T8 q方柱顶预埋5 into厚不锈钢板,板中央预埋一英制全
5 `; k* P& O- b' ^" v. r6 p2 G站仪通用螺栓。每次测量时不需携带三角架腿,只需
& C% M: u2 \, X1 ~* ~把仪器直接拧紧在螺栓上调平即可。
% c) }7 Y) `. ~7 _) M [强制对中点做为大桥测量控制点并需移交给业主
2 b; g6 q. n+ Y7 `$ T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
# }! {( c/ Z, @测量复核确认。在相对固定的观测时间段,采用不同
4 n& S! y1 w' p; p) R1 }0 H
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。
. w3 B. A" K0 H8 C1 S
3.3 激光垂准仪的选择
2 I, D+ e5 z5 m; B: v6 N' k1 `" e+ Q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
% z* a$ | c7 P# r$ K# N数为:
; |* B4 L$ _" 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。
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3.4 激光垂准仪对中点设置
% D: l8 ]% ^9 u; Z0 O$ H13#墩位于洛河主河道中,常年水位高出承台顶
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$ Z* f% [' Q4 S3 w! M) s ]0 d2 u58 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。
6 s- U G% ]' E# Q: h8 a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 e1 w: I3 h' F3 n2 O架遮挡视线),该8个点高于平台0.5 m,且不受扰动。
% q' F, { R9 J控制点设在厚20 mln的钢板上并冲刻成十字丝,13}}
u- G4 G) d2 v墩4个空心墩共32个控制点。
3 K8 R' A7 d, i
该32个控制点利用已建成的洛河大桥施工控制
9 U% f5 N0 w# n; I1 R2 \
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
& M+ Q, X$ X. V% i( `工队,做为墩身施工时控制横截面4个角点平面位置
9 g) W) u) c8 u: M, F
的依据。
; `8 C3 a: p8 K5 G6 e% ?/ D0 O3 @
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
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em×20 em),并把激光靶安装于此洞上。在钢板平台
4 R; h8 @& I' _& z- i上架立角架,安装垂准仪,打开向下发射激光束按钮,
% m& }% R8 v4 C; L5 t对中后精确调平垂准仪。关闭向下发射按钮,打开向
: l' R, ?8 i) o, n上发射激光束按钮,调节物镜焦距,使激光束在靶标上
5 h' w1 }% f2 n5 E+ F3 w
形成一个直径1 mln的光点,在靶标表面光点中心做
2 K8 j* |' l; ?3 o. ?" h( w标记,任意水平转动垂准仪,看多次光点中心偏差是否
1 n k$ ]& d! v2 I- Q7 W& Q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
( ^) U) O" a+ O0 ?& l Q
垂直方向线。
8 o: k! }- ~2 Y% J& _(2)站在外吊架上,从模板角上沿模板内边缘的延
* K! c. y2 U9 `5 S& H1 \# T
长线拉钢卷尺,把激光靶中心十字线的一条线与钢卷
* |9 U: |2 U+ B1 J
尺的50 em刻度线重合,扶平激光靶,使激光靶平面与
) i: A8 e& ^8 T+ G3 p模板顶处于同一水平面内,用另一把钢卷尺丈量激光
% Z) u }& H7 u2 N4 z- \点距50 em刻度线的距离并记录。
" b' H2 E R9 g; m/ W(3)依次测量每个空心墩8个点的偏差值,依据标
6 E2 Q( u, Q: c* Z `3 z准判定模板4个角点平面位置是否合格,若有一个点
( L7 K$ p3 F: N' n偏差值超过标准,则需重新调整模板,重新检查。
# ~2 }( G: B7 u0 G6 i" V! V4 a- I
(4)全站仪测量结果和激光垂准仪测量结果有一
" c7 K9 v4 }% C" r) `定的偏差,经多次检查对比,偏差值为2 ilm,因此激光
, X/ u! W( E& ?+ c% g3 ]垂准仪检查控制标准确定为8 mln。
1 I% w0 k k3 G2 q, h
3.6 全站仪检查模板方法
3 V; v) c/ J, U& ]' K. M(1)全站仪检查模板上口4个角点平面位置。置
: F+ @ o2 i: e$ J5 ]棱镜于模板上口角点上,测出实测坐标,求出△Y、△y
2 ^ G, ~; w4 i) h2 \% _1 x
值,依 、l,轴与纵横桥轴线夹角,把测量结果换算成
3 v" K+ v8 _/ d3 Q# `% D8 v
纵横向偏差值,依标准判定模板安装是否合格。
: g+ I v( A& R# |# n7 F
(2)对照全站仪、激光垂准仪检查结果,两者检查
3 U+ R- ]; r' T% |3 W
结果相符,则可以判定模板安装合格,可以进入下道工
4 i$ b3 h7 i' { G+ c; z序施工,若两者差值超过2 mln则分别重新检查。
h$ ?; d( k. K' C0 e: P3.7 控制结果
0 S; @5 S5 e5 |3 v) R, K洛河特大桥主墩墩身施工已结束,墩身的竣:[测
" m+ r0 L3 n3 V量结果显示:128 m高的12}}墩墩身横向偏差为4 mln,
, ^) {0 m- E7 `8 B1 }) @& h纵向偏差为3 mm;143.5 m高的13#墩墩身横向偏差
8 p! B: O% R% y7 W' C& R
为5 mln,纵向偏差为1 mln,达到l『施工规范要求。
+ ]1 x3 O# d7 s
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,
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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
\9 d8 G r$ j2 ^. E) f' r相对固定、气温相对恒定的时间段来测量,这样测量出
- z$ ?% R c2 ~来的数据才有可比性。建议选择: 晨6:30~8:30,下
7 p( B' X3 ?' Q* N9 Y. i
午4:00~6:30。
* \7 N" T6 m/ k0 |2 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。
, v& h/ ?# F5 T/ e. c, d
(3)墩身开始施工时,两种方法同时使用,经过10
8 ?# L2 p" W+ K) a- }$ q4 L4 Z
余次的检查对比,找出两种仪器的偏差值,为后续施工
, i/ U# |& d" ?% F测量结果对比提供依据。
, n: F" E5 u6 V+ z) A) f! i4 J
(4)全站仪检查简单方便,但价格昂贵,一个项目
; H, B. O0 c |* x) u4 c分部工程较多,无法固定一台仪器和一班人员专门测
5 ]" @" l. k, ]+ o, z5 m0 k& t
量墩身;若全站仪撤走,模板调整没有参照物,可能需
! y! \/ M& R5 {/ o. g9 [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,
Y2 v& _% m8 e& ~6 N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
; {4 A5 \$ z' z% Q
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。
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(6)爱惜仪器,妥善保管,轻拿轻放,避免碰撞,减
, E, ~/ J" o9 J! E- y( Y少仪器误差,提高测量精度。
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5 结束语
- v# v: s) w2 Y经施工监控单位、测量监理、总监办测量班、质检
8 n2 |* w" y, |8 i站测量人员多次随机抽查,我部高墩施工横截面平面
. C! j; z- n' T/ T1 M# |% A& i) h位置偏差全部合格,最大不超过5 rain,受到各方好评,
; O0 j2 W3 G3 _2 }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
3 B2 g: n# M! N& j' a. X/ q
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
' ]+ y0 {) g; q: q济效益
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