塔柱施工測(cè)量控制方法

1、<p>　　塔柱施工測(cè)量控制方法</p><p>　　摘要：南寧外環(huán)公路大沖邕江特大橋是雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，塔柱較高，施工測(cè)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(cè)量控制的難點(diǎn)。本文主要介紹塔柱施工測(cè)量控制的辦法及塔柱斜拉索索道管精密定位的方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：索道管，測(cè)量控制，施工精度，三維坐標(biāo)法 </p&g

2、t;<p>　　中圖分類號(hào)：TU991文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　斜拉橋的施工測(cè)量因其跨度大、索塔高、精度要求高等特點(diǎn)，給我們的施工控制測(cè)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(dòng)、大氣等因素的影響，軸線會(huì)產(chǎn)生偏移，而這偏移量往往大于塔柱施工的允許誤差，所以施工測(cè)量控制是塔柱施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵之一。 </p><p>　　索道管是拉索兩端錨固于主塔、主

3、梁的定位構(gòu)造。斜拉橋?qū)鞴?jié)點(diǎn)的位置要求相當(dāng)嚴(yán)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(duì)稱布置的斜拉索位于同一設(shè)計(jì)平面上，防止錨固定位偏心產(chǎn)生的附加彎矩超過設(shè)計(jì)允許值。索道管的三維坐標(biāo)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(cè)量控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　大沖邕江特大橋跨越邕江及湘

4、桂鐵路，是南寧外環(huán)公路項(xiàng)目的控制性工程。本橋?yàn)楦叩碗p塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，全橋長(zhǎng)888米，該橋塔柱為H型預(yù)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面。 </p><p>　　2 塔柱施工測(cè)量控制 </p><p>　　2.1 控制網(wǎng)布設(shè) </p><p>　　本橋的平面與高程控制網(wǎng)由4個(gè)互相通視的GPS控制點(diǎn)

5、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(jìn)行平差處理。在橋梁施工過程中對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行加密布設(shè)，并與設(shè)計(jì)的控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，整體平差。按規(guī)范要求，控制網(wǎng)導(dǎo)線每6個(gè)月復(fù)測(cè)一次、水準(zhǔn)點(diǎn)每3個(gè)月復(fù)測(cè)一次，臺(tái)風(fēng)、大雨等特殊情況后，對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)。該橋測(cè)量控制網(wǎng)如圖1所示。 </p><p>　　圖1測(cè)量控制網(wǎng)平面圖 </p><p>　　2.2 塔柱坐標(biāo)計(jì)算 </p>&

6、lt;p>　　塔柱坐標(biāo)計(jì)算以左右幅塔柱內(nèi)側(cè)垂直面為計(jì)算基線，以內(nèi)側(cè)垂直線中心為基點(diǎn)，按每節(jié)塔柱頂高程與承臺(tái)頂面高程的高差乘以相應(yīng)拐角點(diǎn)的邊坡收縮率，計(jì)算出拐角點(diǎn)與基點(diǎn)之間的分向距離。本橋主塔順橋向回縮率為0.6%，橫橋向外側(cè)回縮率為2.2%，按坐標(biāo)計(jì)算法計(jì)算出塔柱拐角點(diǎn)在每節(jié)塔柱頂面上的相對(duì)坐標(biāo)，然后通過編程計(jì)算器將相對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo)。 </p><p>　　2.3 塔柱施工測(cè)量作業(yè)程序 </p&g

7、t;<p>　?。?）定位勁性骨架，精度控制在±10mm范圍內(nèi)。 </p><p>　　（2）放樣的模板位置，根據(jù)已準(zhǔn)確定位的勁性骨架及其拐角放樣點(diǎn)，用鋼卷尺和垂球及液壓爬模系統(tǒng)粗略調(diào)整定位。 </p><p>　?。?）模板檢測(cè)調(diào)校。根據(jù)已計(jì)算出高程拐點(diǎn)處的坐標(biāo)，用全站儀直接測(cè)量，最后精確定位并固定。 </p><p>　?。?）混凝土施工

8、拆模實(shí)測(cè)實(shí)體拐點(diǎn)三維坐標(biāo)作為該節(jié)段塔柱竣工資料。 </p><p>　　（5）進(jìn)行下一節(jié)段塔柱施工。 </p><p>　　2.4 塔柱施工測(cè)量控制 </p><p>　　塔柱施工測(cè)量的重點(diǎn)是保證塔柱各部分的傾斜度、垂直度和外形幾何尺寸，以及一些內(nèi)部構(gòu)件、預(yù)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(yù)埋件的定位，各節(jié)段交工測(cè)量、索道管的精密定位等。 &

9、lt;/p><p>　　每次測(cè)量放樣后，嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)量雙檢制，選不同時(shí)間，不同導(dǎo)線點(diǎn)，由不同測(cè)量人員對(duì)測(cè)量放樣結(jié)果進(jìn)行復(fù)測(cè)。本橋?qū)λ┕y(cè)量驗(yàn)收采用監(jiān)理、監(jiān)控和項(xiàng)目部三方檢測(cè)測(cè)量驗(yàn)收的方法，確保塔柱施工精度。 </p><p>　?。?）測(cè)量建站點(diǎn)時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行氣象修正，然后對(duì)后視點(diǎn)的距離及坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)測(cè)，并與控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。符合精度要求后方可進(jìn)行測(cè)量放樣工作。 </p>

10、<p>　　（2）施工測(cè)量放樣采用三維坐標(biāo)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(cè)量斷面轉(zhuǎn)角點(diǎn)的坐標(biāo)并與該高程面上的設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，若兩者誤差在5mm以內(nèi)，則該點(diǎn)可以認(rèn)為已定位在設(shè)計(jì)位置上，否則應(yīng)根據(jù)反算的△x、△y對(duì)模板進(jìn)行調(diào)整，直至滿足要求為止。 </p><p>　?。?）塔柱高程測(cè)量采用全站儀三角高程控制，與平面點(diǎn)位測(cè)量放樣同時(shí)進(jìn)行，保證儀器豎直角的指標(biāo)差和視線長(zhǎng)度，

11、用盤左、盤右分別進(jìn)行觀測(cè)，取平均值。高程測(cè)量校核與平面測(cè)量同步，對(duì)塔柱施工控制測(cè)量要測(cè)量的點(diǎn)位進(jìn)行往返或閉合測(cè)量，復(fù)測(cè)無誤后方可進(jìn)行下道工序。 </p><p>　?。?）主塔塔柱內(nèi)側(cè)垂直度采用JC100全自動(dòng)激光垂準(zhǔn)儀進(jìn)行檢驗(yàn)，混凝土施工拆模后對(duì)塔柱實(shí)體垂直度進(jìn)行檢測(cè)并記錄，以此作為該階段塔柱竣工資料。 </p><p>　　（5）主塔沉降觀測(cè)及全橋高程控制點(diǎn)貫通測(cè)量。塔柱施工前在承臺(tái)上

12、預(yù)埋高程觀測(cè)點(diǎn)，采用對(duì)向觀測(cè)法四測(cè)回對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并紀(jì)錄該點(diǎn)實(shí)測(cè)高程，每節(jié)塔柱施工完畢后對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，以便掌握實(shí)際沉降量。 </p><p>　　3索道管的控制測(cè)量 </p><p>　　本橋塔柱索道管采用三維坐標(biāo)法精密定位，利用施工專用控制網(wǎng)，用全站儀測(cè)量空間坐標(biāo)，直接測(cè)定索道管錨墊板中心、出口中心和出口下緣坐標(biāo)進(jìn)行定位放樣、調(diào)整和檢驗(yàn)。 </p><p>　

13、　3.1 索道管定位元素 </p><p>　　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(diǎn)要求：一是錨固點(diǎn)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(duì)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(diǎn)位置的精度作為放樣的主導(dǎo)。 </p&g

14、t;<p>　　3.2 索道管控制點(diǎn)的計(jì)算方法 </p><p>　　塔柱索道管錨墊板中心的坐標(biāo)及高程設(shè)計(jì)、斜拉索在各個(gè)投影面的夾角和出口中心點(diǎn)高程已經(jīng)給出?？梢岳靡阎獥l件計(jì)算出口點(diǎn)坐標(biāo)及出口下緣空間位置。其中計(jì)算塔柱斜拉索出口中心坐標(biāo)方法如下： </p><p>　　X2=x1-(h1-h2) ／tanα y2=y1-(h1-h2)tanγ </p><

15、;p>　　式中：x1，y1為錨墊板中心坐標(biāo) </p><p>　　x2，y2為出口中心坐標(biāo) </p><p>　　h1為錨墊板中心的設(shè)計(jì)高程，h2為出口設(shè)計(jì)高程 </p><p>　　α為斜拉索在XOZ面的投影與X軸的夾角 </p><p>　　γ為斜拉索與其在XOY面上投影的夾角 </p><p>　　根據(jù)已計(jì)

16、算得到的管口中心空間坐標(biāo)、管徑及管口與塔身斜面的夾角計(jì)算出管口下緣的高程，再用上述公式計(jì)算坐標(biāo)。拉索角度如圖2所示。 </p><p>　　圖2斜拉索角度示意圖 </p><p>　　3.3 索道管施工控制測(cè)量方法 </p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)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(shí)施過程如下： </p><p&

17、gt;<b>　　圖3索道管定位圖 </b></p><p>　?。?）計(jì)算出斜拉索索道管的錨固點(diǎn)中心、出口中心和出口下緣的空間三維坐標(biāo)； </p><p>　　（2）用全站儀放出索道管出口下緣的高程，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)此高程焊接一根橫梁在勁性骨架上，復(fù)測(cè)高程符合誤差允許后，將管口下緣點(diǎn)平面坐標(biāo)放樣于該橫梁上； </p><p>　?。?）將索道管置于橫

18、梁放樣點(diǎn)上，放出出口中心位置，調(diào)整索道管出口中心至放樣點(diǎn)。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； </p><p>　?。?）放樣錨固點(diǎn)中心的位置，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整索道管錨固點(diǎn)中心的空間位置，直至達(dá)到誤差允許范圍； </p><p>　　（5）調(diào)整錨固點(diǎn)中心后，重新檢測(cè)索道管出口下緣及出口中心的坐標(biāo)，如有較大偏差則根據(jù)偏差情況進(jìn)行調(diào)整，直至

19、達(dá)到誤差允許范圍； </p><p>　?。?）重復(fù)第4、5步，反復(fù)調(diào)整出口及錨固點(diǎn)中心的三維坐標(biāo)，直至兩個(gè)位置都達(dá)到誤差范圍且索道管中心軸線與設(shè)計(jì)值誤差達(dá)到允許值后，對(duì)索道管進(jìn)行焊接加固，加固完成后復(fù)測(cè)一次，確保安裝精度。 </p><p><b>　　4結(jié)語 </b></p><p>　　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

20、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(zhǔn)確?？梢?，科學(xué)合理的布設(shè)控制網(wǎng)和合理的測(cè)量控制方法對(duì)塔柱的施工控制測(cè)量起著至關(guān)重要的作用，三維坐標(biāo)法精密定位索道管是一種有效、可靠的測(cè)量方法，它不僅精度滿足要求，有效提高測(cè)量質(zhì)量，也減少?gòu)?fù)測(cè)耗時(shí)，有效提高特大橋的施工速度。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　1、陳明憲.《斜