143_5m高墩垂直度控制测量技术

第一作者简介:刘宏选(1971—

),男,工程师,工学硕士,1995年7月毕业长安大学。

143.5m 高墩垂直度控制测量技术

刘宏选　王再清

(中铁二十局集团二公司,云南昆明650200)

Control Sarvey of the V erticality of a 143.5m H igh Pier

Liu H ongxuan 　Wang Z aiqing

　　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

质量的一项重要指标。本文详细介绍洛河特大桥143.5m 高墩施工过程中,利用全站仪和激光垂准仪对高墩垂直度的控制方法。

关键词　桥梁　垂直度　控制　测量

1　工程概况

　　洛河特大桥位于陕西省洛川县境内,是西部大通

道包(头)北(海)线陕西境内黄陵至延安段高速公路上的一座特大型公路桥梁,桥梁位于半径1700m 的曲线上,全长1056m ,为亚洲第一高桥。其中主桥为“90m +3×160m +90m ”预应力砼连续刚构,墩身为双薄壁空心墩;引桥分别是:黄陵岸为10×30m 预应力钢筋砼连续箱梁,延安岸为3×30m 预应力钢筋砼连续箱梁。13#主墩墩身高度为143.5m ,且位于洛河主河道中,施工难度大,技术要求高,如何控制高墩的垂直度就成为控制施工质量的重中之重。

2　方案选择

　　由于13#墩采用液压翻模施工,施工平台始终高

出墩身砼面0.6m 。平台四周设有吊架和安全网,不能通视,且墩身处于常年流水的主河道中,无法布设十字方向控制点,常规的测量方法无法采用。经过多次论证,选用激光垂准仪和全站仪相结合的方法控制墩身垂直度。

3　测量方法3.1　控制标准

刚构桥超高墩施工控制标准在现有施工规范中没有明确规定,参照斜拉桥、悬索桥主塔验收允许偏差标准:断面尺寸±20mm 、倾斜度为墩高的1/3000且不大于30mm 。实际施工测量控制标准:断面尺寸±5mm ,矩形截面4个角点的纵横偏差值均不大于10mm 。

3.2　控制网的布设

根据施工现场交桩情况,结合具体地形及通视条件,对全桥进行导线布控,控制网按现行《工程测量规

范》(G B50026-93)中四等导线测设。

布控点全部设为强制对中点。强制对中点为一钢筋砼小台体,高120cm ,基座与方柱体一次浇注成型,方柱顶预埋5mm 厚不锈钢板,板预埋一英制全站仪通用螺栓。每次测量时不需携带三角架腿,只需把仪器直接拧紧在螺栓上调平即可。

强制对中点做为大桥测量控制点并需移交给业主做为运营期监测使用。因此,对中点的坐标需经过施工单位、监控单位、测量监理、项目总监办测量班4级测量复核确认。在相对固定的观测时间段,采用不同的人、不同的仪器换手复测,做到准确无误、万无一失。

误差标准控制在ΔX ≤2mm 、

ΔY ≤2mm 以内。3.3　激光垂准仪的选择

采用苏光有限公司生产的DZ J2激光垂准仪,配有木制三角架,人工调平,激光束向下对中。主要技术参数为:

向上一测回垂准测量标准偏差1/45000;

激光有效射程白天≥100m ,夜间≥250m 。

3.4　激光垂准仪对中点设置

13#墩位于洛河主河道中,常年水位高出承台顶

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5143.5m 高墩垂直度控制测量技术:刘宏选　王再清

在每个空心墩四角沿纵横方向距墩身50cm设置8个点(因吊架距墩身60cm宽,定为50cm是避免吊架遮挡视线),该8个点高于平台0.5m,且不受扰动。控制点设在厚20mm的钢板上并冲刻成十字丝,13#墩4个空心墩共32个控制点。

该32个控制点利用已建成的洛河大桥施工控制网,依线路中心设计坐标计算出32个控制点的坐标,点位经洛河特大桥施工监控单位和测量监理用不同的仪器、不同的人员分别换手复测,结果一致后交底于施工队,做为墩身施工时控制横截面4个角点平面位置的依据。

3.5　激光垂准仪检查模板4个角点的方法

(1)在液压翻模平台顶面人行步板上对应位置切割一个20cm×20cm的方洞(网格激光靶尺寸为20 cm×20cm),并把激光靶安装于此洞上。在钢板平台上架立角架,安装垂准仪,打开向下发射激光束按钮,对中后精确调平垂准仪。关闭向下发射按钮,打开向上发射激光束按钮,调节物镜焦距,使激光束在靶标上形成一个直径1mm的光点,在靶标表面光点中心做标记,任意水平转动垂准仪,看多次光点中心偏差是否超过1mm,若超过则重新调整垂准仪,直至光点中心偏差不超过1mm,此时激光束竖直线即为该控制点的垂直方向线。

(2)站在外吊架上,从模板角上沿模板内边缘的延长线拉钢卷尺,把激光靶中心十字线的一条线与钢卷尺的50cm刻度线重合,扶平激光靶,使激光靶平面与模板顶处于同一水平面内,用另一把钢卷尺丈量激光点距50cm刻度线的距离并记录。

(3)依次测量每个空心墩8个点的偏差值,依据标准判定模板4个角点平面位置是否合格,若有一个点偏差值超过标准,则需重新调整模板,重新检查。

(4)全站仪测量结果和激光垂准仪测量结果有一定的偏差,经多次检查对比,偏差值为2mm,因此激光垂准仪检查控制标准确定为8mm。

3.6　全站仪检查模板方法

(1)全站仪检查模板上口4个角点平面位置。置棱镜于模板上口角点上,测出实测坐标,求出ΔX、ΔY 值,依X、Y轴与纵横桥轴线夹角,把测量结果换算成纵横向偏差值,依标准判定模板安装是否合格。

(2)对照全站仪、激光垂准仪检查结果,两者检查结果相符,则可以判定模板安装合格,可以进入下道工序施工,若两者差值超过2mm则分别重新检查。3.7　控制结果

洛河特大桥主墩墩身施工已结束,墩身的竣工测量结果显示:128m高的12#墩墩身横向偏差为4mm,纵向偏差为3mm;143.5m高的13#墩墩身横向偏差为5mm,纵向偏差为1mm,达到了施工规范要求。

4　施工体会

　　(1)由于墩身高达143.5m,受气温、风力的影响,墩身会来回微微摆动,因此测量控制应选择一个时间相对固定、气温相对恒定的时间段来测量,这样测量出来的数据才有可比性。建议选择:早晨6∶30～8∶30,下午4∶00～6∶30。

(2)激光垂准仪对空气中的湿度较为敏感,在雨后或大雾天最好不要使用激光垂准仪进行测量。

(3)墩身开始施工时,两种方法同时使用,经过10余次的检查对比,找出两种仪器的偏差值,为后续施工测量结果对比提供依据。

(4)全站仪检查简单方便,但价格昂贵,一个项目分部工程较多,无法固定一台仪器和一班人员专门测量墩身;若全站仪撤走,模板调整没有参照物,可能需多次检查、多次调整才能合格,这将大大制约施工进度,增加测量人员的劳动强度。激光垂准仪价格便宜,而且仅需2个人即可检查,因此,使用垂准仪检查既方便又快捷。每施工10m高用两种方法同时检查校核一次。

(5)垂准仪检查应由专门的测量人员操作,一旦人员确定,不宜频繁更换。

(6)爱惜仪器,妥善保管,轻拿轻放,避免碰撞,减少仪器误差,提高测量精度。

5　结束语

　　经施工监控单位、测量监理、总监办测量班、质检站测量人员多次随机抽查,我部高墩施工横截面平面位置偏差全部合格,最大不超过5mm,受到各方好评,此种控制办法被其它标段广泛采纳。以垂准仪控制为主,全站仪控制为辅的办法控制高墩施工,既大大减少了测量对施工周期的影响,加快了施工进度,又能减少了测量人员和全站仪数量,降低了施工成本,提高了经济效益。

85　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　铁　道　勘　察　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2004年第6期