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客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)高橋墩施工中的幾種主要控制測(cè)量方法介紹

中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng) · 2009-10-23 00:00
  摘要:根據(jù)石太客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)大中橋梁的施工經(jīng)驗(yàn),探討了高橋墩施工中過(guò)程控制的方法,介紹了高橋墩施工中的注意事項(xiàng),以咨借鑒。 

  關(guān)鍵詞:高橋墩、測(cè)量控制、監(jiān)測(cè)、 施工工藝  

      石太客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)管段內(nèi)橋梁多數(shù)位于緩和曲線(xiàn)和圓曲線(xiàn)上。橋墩為薄壁空心雙線(xiàn)圓端形變截面空心墩、等截面空心墩及實(shí)體墩,高度多在30m以上,最大高度50m,墩孔跨式樣為24/32m雙線(xiàn)簡(jiǎn)支箱梁。由于墩高、跨度較大,對(duì)施工測(cè)量控制提出了較高的要求。 

  一、平面控制測(cè)量 

      應(yīng)對(duì)每座特大橋加密布設(shè)導(dǎo)線(xiàn)施工平面控制網(wǎng),以保證橋梁平面控制測(cè)量的精度,為放樣工作創(chuàng)造有利條件。在曲線(xiàn)橋上,橋墩縱軸線(xiàn)位于曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向上,橫軸線(xiàn)垂直于縱軸線(xiàn)。測(cè)設(shè)時(shí),必須以線(xiàn)路左線(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)。按照左線(xiàn)坐標(biāo)放出線(xiàn)路左線(xiàn)確定橋墩縱軸線(xiàn)后,以縱軸線(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn),分別順時(shí)針、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度,即為橋墩橫軸線(xiàn)。高墩中心定位測(cè)量采用三維坐標(biāo)控制法。每墩施工前,先將全站儀架設(shè)于橋梁施工控制點(diǎn)上進(jìn)行橋墩中心定位,采用直接測(cè)定四邊外模中心坐標(biāo),比較其計(jì)算坐標(biāo)以確定水平位置及軸線(xiàn)偏移,指導(dǎo)模板調(diào)差。 

  二、高程控制測(cè)量 

      橋梁施工需在橋梁兩側(cè)布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn),每側(cè)至少布置兩個(gè),且盡量靠近施工現(xiàn)場(chǎng),以便高程傳遞與校核。自橋梁一端永久水準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始,逐墩測(cè)量,最后閉合在另一端的永久水準(zhǔn)點(diǎn)上,其高差閉合差限差為fh限≤±4√n㎜(n為測(cè)站點(diǎn)數(shù))。水準(zhǔn)點(diǎn)可布設(shè)在不同的高度,以便混凝土施工到不同的高度時(shí)使用。進(jìn)行測(cè)量時(shí),嚴(yán)格實(shí)行過(guò)程控制,定期聯(lián)測(cè)各墩施工面水準(zhǔn)點(diǎn)和標(biāo)高。當(dāng)測(cè)設(shè)時(shí)因橋墩未完工而無(wú)法完成附和導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量時(shí),應(yīng)按照閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)要求進(jìn)行高程控制,并保證閉合限差滿(mǎn)足施工要求,嚴(yán)格禁止支水準(zhǔn)測(cè)量。切記水準(zhǔn)點(diǎn)要隨時(shí)進(jìn)行復(fù)核,使用前后及每測(cè)回都要進(jìn)行閉合。 

      當(dāng)?shù)匦纹教梗瑹o(wú)較高制高點(diǎn)時(shí),可采用全站儀進(jìn)行高程測(cè)量。這種方法是用全站儀,在任意點(diǎn)架鏡子調(diào)平后,追蹤桿立于已知高程點(diǎn)HB,后視對(duì)中桿棱鏡,測(cè)出此時(shí)全站儀目鏡與對(duì)中桿棱鏡的高差V1值,再把對(duì)中桿立于待測(cè)點(diǎn),測(cè)出待測(cè)點(diǎn)V2值,用已知高程減后視點(diǎn)V1值在加上待測(cè)點(diǎn)V2值,即為待測(cè)點(diǎn)高程HA。HA=HB- V1+ V2。全站儀測(cè)量高程不用測(cè)儀器高、棱鏡高,避免測(cè)儀器高、棱鏡高時(shí)誤差的累積,減少了誤差,而且操作方便。但要注意對(duì)地球曲率、折光差及溫差進(jìn)行改正,且該法僅適用于仰角、俯角不大時(shí)的測(cè)設(shè)。 

      當(dāng)仰角、俯角較大時(shí),可采用水準(zhǔn)儀將水準(zhǔn)點(diǎn)引到橋墩下,利用鋼尺把標(biāo)高引到施工部位的方法。拉尺時(shí)要注意因拉力和溫度差異引起的尺長(zhǎng)改正。 

      施工時(shí)可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用水準(zhǔn)儀、鋼尺和全站儀對(duì)每個(gè)循環(huán)進(jìn)行反復(fù)校核,確保無(wú)誤。 

  三、垂直度控制測(cè)量 

      作為高橋墩結(jié)構(gòu),垂直度是影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、承載力以及外觀質(zhì)量的重要因素。因此,垂直度的控制測(cè)量是施工控制的主要內(nèi)容。垂直度控制亦是墩身糾偏工作的主要依據(jù)。垂直度控制主要通過(guò)全站儀測(cè)放三維坐標(biāo)法和激光鉛直儀法進(jìn)行控測(cè)。 

      ⑴全站儀施放三維坐標(biāo)法 

      在每次澆注混凝土前,必須根據(jù)所立墩身模板的高度,并利用墩身坡度(外模為35:1,內(nèi)模21~30m時(shí)為70:1,31~40m時(shí)為80:1,41m~50m時(shí)為90:1)計(jì)算出墩身縱、橫軸線(xiàn)坐標(biāo),再統(tǒng)一外放到墩身外模板上。利用鋼板尺量出理論距離和實(shí)放距離的差值,即可反推出墩身的垂直度的變化,以便及時(shí)對(duì)墩身偏差進(jìn)行調(diào)整。這樣既可較好地控制墩身的垂直度,又可較好地控制墩身的幾何尺寸,同時(shí)定期采用全站儀在導(dǎo)線(xiàn)控制點(diǎn)上進(jìn)行墩身位置復(fù)核,作到控制無(wú)誤。 

      ⑵激光鉛直儀法 

      在澆注混凝土第一模塊之前,必須在承臺(tái)上準(zhǔn)確放出墩身縱、橫軸線(xiàn)的位置。選擇墩身中心及距中心左、右、前、后各1m的點(diǎn)位,作為垂直度觀測(cè)點(diǎn)(見(jiàn)圖),并增設(shè)四個(gè)點(diǎn)作為護(hù)樁,以防控制點(diǎn)缺失。觀測(cè)時(shí)把激光鉛直儀安裝在9個(gè)點(diǎn)上,并在工作平臺(tái)上設(shè)激光接受靶,以顯示光斑并撲捉斑心。激光斑心連線(xiàn)即為橋墩縱、橫軸線(xiàn)。采用軸線(xiàn)引點(diǎn)對(duì)中進(jìn)行墩身的豎直軸線(xiàn)傳遞,并且每隔2層要進(jìn)行糾偏。這樣就通過(guò)激光鉛直儀將控制點(diǎn)準(zhǔn)確的引到工作平臺(tái)上,簡(jiǎn)化了繁瑣的測(cè)量工作,而且控制點(diǎn)設(shè)在墩身內(nèi)部,受外界環(huán)境影響小,控制準(zhǔn)確,可靠。施工過(guò)程要配有專(zhuān)人對(duì)墩身的垂直度進(jìn)行連續(xù)觀測(cè),并采用專(zhuān)用表格對(duì)觀測(cè)時(shí)間、記錄人、偏移量進(jìn)行記錄,以便根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)對(duì)墩身模板進(jìn)行調(diào)整,以防止墩身出現(xiàn)大的偏差和偏差累積。  [Page]

 ?、清N球法 

      在墩身的四邊外模中心位置采用鋼絲、滑輪等吊掛垂球,釋放錘球至與上次澆注墩身的接縫相接觸,測(cè)量錘球長(zhǎng)度及探出墩身的水平距離,與根據(jù)上次所澆注墩身砼高度及墩身坡度反算出的理論水平距離相比較,即可得知墩身垂直度的偏差情況。垂球的穩(wěn)定與否,與垂線(xiàn)長(zhǎng)度及垂球量重量很大關(guān)系, 50 m以下墩身宜采用5kg垂球比較適合。觀測(cè)時(shí)應(yīng)該注意盡量采用穩(wěn)定觀測(cè)或小幅擺動(dòng)觀測(cè)。 

  四、模板偏移控制 

      ①加強(qiáng)立模過(guò)程控制,嚴(yán)格按照施工工序施工,勤量測(cè),多觀察,確保立模各部位凈空尺寸、位置準(zhǔn)確。因?yàn)槎丈硎┕ぶ兄挥袌A弧段發(fā)生變化,直板段并不發(fā)生變化,所以圓弧段和直板段相交處尤其需要注意。 

      ②嚴(yán)格控制模板拼裝和支撐系統(tǒng)。在對(duì)內(nèi)外模進(jìn)行支撐時(shí),對(duì)于傾斜的支撐桿和拉筋,應(yīng)立即調(diào)正或更換,確保模板接縫嚴(yán)密,保證砼澆注時(shí)不漏漿。 

      ③注意混凝土澆筑順序,混凝土澆注時(shí)注意砼入模的順序,均勻布料,所以澆筑順序應(yīng)注意調(diào)整,確保砼澆注過(guò)程中模板不產(chǎn)生過(guò)大變形。 

      ④?chē)?yán)格控制拆模時(shí)間。高性能混凝土早期強(qiáng)度上升較慢,因此要嚴(yán)格控制拆模時(shí)間,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)力度。 

      ⑵糾偏 

      模板出現(xiàn)偏差是必然的,高墩對(duì)垂直度要求非常嚴(yán)格,一旦產(chǎn)生偏差糾正非常困難,因此必須杜絕大的偏差出現(xiàn),出現(xiàn)偏差要及時(shí)糾正。 

      ①對(duì)于10 mm以下的偏移或扭轉(zhuǎn),可采用變換混凝土澆筑方向的方法進(jìn)行逐步的糾正,即先澆筑偏移反向一邊的混凝土,后澆筑偏移方向一邊的混凝土;對(duì)于模板的扭轉(zhuǎn),應(yīng)采取反方向澆筑混凝土的方法予以糾正。即依靠混凝土的自重對(duì)模板體系的壓力逐漸消除偏差。 

      ②對(duì)于10 mm以上的偏移或扭轉(zhuǎn),可利用倒鏈、撐桿、借助外力橫拉糾偏等方法,但對(duì)于高橋墩的垂直度要求而言,許多糾偏方法并不實(shí)用。糾偏應(yīng)堅(jiān)持有偏即糾的原則,杜絕偏差的出現(xiàn)。 

      總之,在施工中必須建立系統(tǒng)完善的技術(shù)復(fù)核制度,并在過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行,這是確保結(jié)構(gòu)物精度控制的關(guān)鍵。在施工過(guò)程中必須要有專(zhuān)人采用全站儀、鉛直儀、水準(zhǔn)儀等儀器堅(jiān)持對(duì)墩身橫、縱軸線(xiàn)和墩身各部位截面尺寸進(jìn)行反復(fù)檢測(cè)核對(duì),并定期對(duì)儀器進(jìn)行檢測(cè)校對(duì)。測(cè)量放樣中必須采用二人輪換制。采用偏角法和切線(xiàn)支距法進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算,并通過(guò)CAD制圖,查看坐標(biāo)點(diǎn)位是否一致,結(jié)果確保無(wú)誤后方可采用進(jìn)行測(cè)設(shè),并必須保留詳細(xì)的放樣記錄,以備查尋。內(nèi)、外業(yè)分別使用EXCEL及CASIO4800計(jì)算器編制坐標(biāo)計(jì)算程序,簡(jiǎn)化計(jì)算步驟,提高計(jì)算效率。

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