塔柱施工測量控制方法

1、    塔柱施工測量控制方法    張重偉 陸湘鈞摘要：南寧外環(huán)公路大沖邕江特大橋是雙塔雙索面預應(yīng)力混凝土斜拉橋，塔柱較高，施工測量控制是塔柱施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵之一，而斜拉索索道管精確定位又是斜拉橋塔柱施工測量控制的難點。本文主要介紹塔柱施工測量控制的辦法及塔柱斜拉索索道管精密定位的方法。關(guān)鍵詞：索道管，測量控制，施工精度，三維坐標法中圖分類號：tu991文獻標識碼： a斜拉橋的施工測量因其跨度大、索塔高、精度要求高等特點，給我們的施工控制測量帶來了許多困難和挑戰(zhàn)。而在施工過程中塔柱受溫度、振動、大氣等因素的影響，軸線會產(chǎn)生偏移，而這偏移量往往大于塔柱施

2、工的允許誤差，所以施工測量控制是塔柱施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵之一。索道管是拉索兩端錨固于主塔、主梁的定位構(gòu)造。斜拉橋?qū)鞴?jié)點的位置要求相當嚴格，必須防止拉索與索道管發(fā)生摩擦，且要保證主塔兩側(cè)對稱布置的斜拉索位于同一設(shè)計平面上，防止錨固定位偏心產(chǎn)生的附加彎矩超過設(shè)計允許值。索道管的三維坐標有很高的精度要求，所以索道管精密定位是斜拉橋塔柱施工測量控制的重點和難點。1 工程概況大沖邕江特大橋跨越邕江及湘桂鐵路，是南寧外環(huán)公路項目的控制性工程。本橋為高低雙塔雙索面預應(yīng)力混凝土斜拉橋，全橋長888米，該橋塔柱為h型預應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其中8#墩塔高132.7米，9#墩塔高100米，塔柱為變截面空心五邊形斷

3、面。2 塔柱施工測量控制2.1 控制網(wǎng)布設(shè)本橋的平面與高程控制網(wǎng)由4個互相通視的gps控制點構(gòu)成，高程與平面控制網(wǎng)采取統(tǒng)一布設(shè)的方法，按經(jīng)典自由網(wǎng)進行平差處理。在橋梁施工過程中對控制點進行加密布設(shè)，并與設(shè)計的控制網(wǎng)點進行聯(lián)測，整體平差。按規(guī)范要求，控制網(wǎng)導線每6個月復測一次、水準點每3個月復測一次，臺風、大雨等特殊情況后，對控制網(wǎng)進行復測。該橋測量控制網(wǎng)如圖1所示。圖1測量控制網(wǎng)平面圖2.2 塔柱坐標計算塔柱坐標計算以左右幅塔柱內(nèi)側(cè)垂直面為計算基線，以內(nèi)側(cè)垂直線中心為基點，按每節(jié)塔柱頂高程與承臺頂面高程的高差乘以相應(yīng)拐角點的邊坡收縮率，計算出拐角點與基點之間的分向距離。本橋主塔順橋向回縮率為0

4、.6%，橫橋向外側(cè)回縮率為2.2%，按坐標計算法計算出塔柱拐角點在每節(jié)塔柱頂面上的相對坐標，然后通過編程計算器將相對坐標轉(zhuǎn)化為極坐標。2.3 塔柱施工測量作業(yè)程序（1）定位勁性骨架，精度控制在±10mm范圍內(nèi)。（2）放樣的模板位置，根據(jù)已準確定位的勁性骨架及其拐角放樣點，用鋼卷尺和垂球及液壓爬模系統(tǒng)粗略調(diào)整定位。（3）模板檢測調(diào)校。根據(jù)已計算出高程拐點處的坐標，用全站儀直接測量，最后精確定位并固定。（4）混凝土施工拆模實測實體拐點三維坐標作為該節(jié)段塔柱竣工資料。（5）進行下一節(jié)段塔柱施工。2.4 塔柱施工測量控制塔柱施工測量的重點是保證塔柱各部分的傾斜度、垂直度和外形幾何尺寸，以及一

5、些內(nèi)部構(gòu)件、預埋件的空間位置。具體內(nèi)容可分為塔柱各節(jié)段勁性骨架、模板和預埋件的定位，各節(jié)段交工測量、索道管的精密定位等。每次測量放樣后，嚴格執(zhí)行測量雙檢制，選不同時間，不同導線點，由不同測量人員對測量放樣結(jié)果進行復測。本橋?qū)λ┕y量驗收采用監(jiān)理、監(jiān)控和項目部三方檢測測量驗收的方法，確保塔柱施工精度。（1）測量建站點時對儀器進行氣象修正，然后對后視點的距離及坐標進行復測，并與控制網(wǎng)的設(shè)計坐標進行對比。符合精度要求后方可進行測量放樣工作。（2）施工測量放樣采用三維坐標法。塔柱的放樣主要是勁性骨架和各節(jié)段模板的定位。模板安裝就位后，測量斷面轉(zhuǎn)角點的坐標并與該高程面上的設(shè)計坐標進行對比，若兩者誤差

6、在5mm以內(nèi)，則該點可以認為已定位在設(shè)計位置上，否則應(yīng)根據(jù)反算的x、y對模板進行調(diào)整，直至滿足要求為止。（3）塔柱高程測量采用全站儀三角高程控制，與平面點位測量放樣同時進行，保證儀器豎直角的指標差和視線長度，用盤左、盤右分別進行觀測，取平均值。高程測量校核與平面測量同步，對塔柱施工控制測量要測量的點位進行往返或閉合測量，復測無誤后方可進行下道工序。（4）主塔塔柱內(nèi)側(cè)垂直度采用jc100全自動激光垂準儀進行檢驗，混凝土施工拆模后對塔柱實體垂直度進行檢測并記錄，以此作為該階段塔柱竣工資料。（5）主塔沉降觀測及全橋高程控制點貫通測量。塔柱施工前在承臺上預埋高程觀測點，采用對向觀測法四測回對該點進行測

7、量，并紀錄該點實測高程，每節(jié)塔柱施工完畢后對該點進行測量，以便掌握實際沉降量。3索道管的控制測量本橋塔柱索道管采用三維坐標法精密定位，利用施工專用控制網(wǎng)，用全站儀測量空間坐標，直接測定索道管錨墊板中心、出口中心和出口下緣坐標進行定位放樣、調(diào)整和檢驗。3.1 索道管定位元素索道管作為斜拉橋特有的構(gòu)造部位，其空間定位元素為三維，施工中可通過定位兩端中心及出口下緣來定位索道管的空間位置。索道管的定位精度有兩點要求：一是錨固點空間位置的三維允許誤差為±10mm，二是索道管軸線與拉索軸線的相對允許偏差為±5mm。根據(jù)上述兩方面的要求和斜拉索的結(jié)構(gòu)受力特性，將斜拉索軸線精度和錨固點位置

8、的精度作為放樣的主導。3.2 索道管控制點的計算方法塔柱索道管錨墊板中心的坐標及高程設(shè)計、斜拉索在各個投影面的夾角和出口中心點高程已經(jīng)給出。可以利用已知條件計算出口點坐標及出口下緣空間位置。其中計算塔柱斜拉索出口中心坐標方法如下：x2=x1-(h1-h2) tan y2=y1-(h1-h2)tan式中：x1，y1為錨墊板中心坐標x2，y2為出口中心坐標h1為錨墊板中心的設(shè)計高程，h2為出口設(shè)計高程為斜拉索在xoz面的投影與x軸的夾角為斜拉索與其在xoy面上投影的夾角根據(jù)已計算得到的管口中心空間坐標、管徑及管口與塔身斜面的夾角計算出管口下緣的高程，再用上述公式計算坐標。拉索角度如圖2所示。圖2斜

9、拉索角度示意圖3.3 索道管施工控制測量方法根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況，本橋在索道管施工放樣過程中采用如下定位索道管的方法，其實施過程如下：圖3索道管定位圖（1）計算出斜拉索索道管的錨固點中心、出口中心和出口下緣的空間三維坐標；（2）用全站儀放出索道管出口下緣的高程，現(xiàn)場根據(jù)此高程焊接一根橫梁在勁性骨架上，復測高程符合誤差允許后，將管口下緣點平面坐標放樣于該橫梁上；（3）將索道管置于橫梁放樣點上，放出出口中心位置，調(diào)整索道管出口中心至放樣點。調(diào)整到位后在索道管出口兩側(cè)焊接固定鋼筋固定索道管出口，防止后期調(diào)整過程中出口位置出現(xiàn)較大的偏移；（4）放樣錨固點中心的位置，現(xiàn)場調(diào)整索道管錨固點中心的空間位置

10、，直至達到誤差允許范圍；（5）調(diào)整錨固點中心后，重新檢測索道管出口下緣及出口中心的坐標，如有較大偏差則根據(jù)偏差情況進行調(diào)整，直至達到誤差允許范圍；（6）重復第4、5步，反復調(diào)整出口及錨固點中心的三維坐標，直至兩個位置都達到誤差范圍且索道管中心軸線與設(shè)計值誤差達到允許值后，對索道管進行焊接加固，加固完成后復測一次，確保安裝精度。4結(jié)語目前南寧外環(huán)公路大沖邕江特大橋塔柱施工已全部完成，塔柱平面位置，垂直度均控制在規(guī)范允許誤差范圍內(nèi)，索道管定位準確。可見，科學合理的布設(shè)控制網(wǎng)和合理的測量控制方法對塔柱的施工控制測量起著至關(guān)重要的作用，三維坐標法精密定位索道管是一種有效、可靠的測量方法，它不僅精度滿足要求，有效提高測量質(zhì)量，也減少復測耗時，有效提高特大橋的施工速度。參考文獻：1、陳明憲.斜拉橋建造技術(shù)2003.12人民交通出版社2、周孟波.斜拉橋施工手冊2004.03人民交通出版社3、中交第一公路工程