特大桥索塔建设中的施工测量技术
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摘 要：文章以伍家岗长江大桥工程为例，在确定该大桥的施工测量方案的基础上建立了施工控制网，并对施工测量进行了详细的研究，具体涉及到塔柱施工测量、横梁施工测量和索塔沉降测量等内容，为后续稳定施工提供良好的条件。
关键词：施工测量 高程控制网 施工控制网
索塔施工测量定位在整个特大桥索塔桥施工测量中是最关键的一步。本文以伍家岗长江特大桥索塔施工为实例，重点介绍索塔几何位置控制测量方法和索导管的精确定位安装过程，从而整体详细介绍索塔施工测量相关技术。
1.工程概况
伍家岗长江大桥南岸为点军区艾家镇，北岸为伍家岗新区。上距离宜万铁路长江大桥5.3km，下距离宜昌长江公路大桥6.3km，自塔顶开始，塔柱四周+208.525m至标高+76.025m，其范围内设置装饰条。装饰条厚0.2m，平行于横桥向塔壁范围装饰条宽1m，平行于纵桥向塔壁范围宽1.2～1.8m。塔柱标高+76.025m位置设置混凝土装饰座。
2.编制索塔施工测量方案
高次超静定结构对每个节点要求十分严格，特大桥索塔属于这种结构体系，而节点几何尺寸及平面位置会由于基础沉降、混凝土收缩、温度变化、风荷载、施工偏差等因素对施工过程产生影响，成桥线形以及分配索塔的结构内力都会在施工过程中受到施工控制网建立、观测与数据处理、桥梁基础和上部结构的施工放样与检测、钢梁拼装过程中的形态测控等的影响，所以在测量工作的整体过程中，建设桥梁的过程是极为重要的。而对整个索塔施工测量控制进行指导以制定切实可行的索塔定位测量方案是十分有必要的。索塔测量的主要方法是精密全站仪极坐标法，并以精密全站仪交会法和自由设站法作为辅助。索塔施工测量的基本工序是以特大桥索塔的定位测量计划为基础，复核以及安装劲性骨架定位是其主要内容。
3.施工控制网的建立
3.1平面坐标控制网
在进行平面控制网复测前，首先要检查现场标石的完好性，经过现场勘查，此本标段范围内共有14个点，而DQ11点已经被破坏，其他设计提供的点完好。其次是要求首级控制网和加密控制网采用精度进行。最后是平面控制网复测，其使用仪器、作业方法、精度指标都要按照公路二等GPS网精度标准进行。
3.2高程控制网
跨江三角高程测量、南岸二等水准测量、北岸二等水准测量共同组成水准网复测的3个部分，其中采用徕卡TS30全站仪（0.5″）进行测量的是跨江水准测量。而限差按二等水准测量要求设置，分别采用电子水准仪进行的是南北岸的水准测量。水准复测和加密同时测量。
使用电子水准仪的高程控制网复测，对检定单位进行检定，使用的是测绘仪器计量，检定结果是合格，而且在检定的期限内，对等级精度有相应要求的测量可以用来工作。水准复测要按照国家二等水准测量技术的要求进行施测，且要逐一对相邻水准点之间的高差进行复核，这样做的目的在于，通过对设计高差和复测高差进行比较确认，看设计单位交过来的高程控制点精度能否满足精度要求，点位稳固可靠与否。
4.索塔施工测量
4.1塔柱施工测量
要进行塔柱施工，先要对劲性骨架定位，之后针对塔柱钢筋主筋边框，进行架线放样，最后是预埋件安装定位和塔柱模板检查定位以及进行塔柱截面轴线点、边界点放样。全站仪三维坐标法在此次各种定位和放样中为主，其中用正倒镜观测（其是全站仪三维坐标法的一种）对塔柱模板进行定位以及进行竣工测量，其它测量方法对相应的测量进行校核。
仪器可以实现特殊的功能放样，而全站仪三维坐标法恰恰就是利用这一点，先是在仪器中输入检测点的三维坐标，接着使后视方向对准，然后将后视方位角输入仪器中，之后对望远镜进行旋转，目的是照准定位点，最后一步是运用仪器内部的电算程序进行测设（得到测设定位点X、Y、Z坐标）。此次塔柱施工测量主要采用的是高精度全站仪TS30，对两塔柱模板间距的丈量采用的是定期检定过的钢尺，以此确保施工质量和塔柱定位精度。
4.2横梁施工测量
主塔设有上、下两道横梁，下横梁采用钢管支架法施工。每一层每一根钢管完全严格按照图纸设计位置，三维坐标法定位，以此保证每根钢管的垂直度。上横梁支撑系统由附塔支架组成。上横梁采用三角桁架附塔支撑。上横梁施工前先在左右塔柱之间安装钢桁架作为底模支撑系统，再后安装贝雷片及分配梁，最后安装底模系统，施工前应对预埋件和钢桁架进行准确定位。
横梁底模铺设结束后，在底模用全站仪放样横梁特征点，且在底模上标注墩的中心线位置和桥轴线位置。一旦横梁侧模支立后，就需要进行检查定位，主要是对横梁的模板顶面特征点以及轴线点，运用的是全站仪三维坐标法。之后再调整横梁模板至理论位置。接着对横梁顶面高程控制线采用精密水准仪进行标示。
最后是在横梁底模两侧的横桥方向进行均匀的布设监测点，主要用来支架系统沉降监测。
这其中，需要进行定时监测的环节是横梁混凝土浇注过程，如果发生支架系统沉降有什么异样，就要及时采取相应措施，确保施工的安全。
4.3索塔断面特征轮廓点坐标计算
根据施工设计图纸以及索塔施工节段划分，建立数学模型，编制数据处理程序，计算索塔断面特征轮廓点三维坐标。计算成果编制成汇总资料，报监理工程师审批。
4.4索塔沉降测量
沉降观测点设置于横梁的顶面或塔柱的侧面（共两个）。沉降测量采用精密水准仪几何水准法和三角高程对向观测法。按《工程测量规范》（GB 50026-2007）三等垂直位移变形测量进行施测，三等垂直位移监测网的主要技术要求见表1。三等变形测量监测网内业计算取值精确度要求见表2。
表1中：“N”為测段的测站数。
4.5全站仪三维坐标法放样塔柱、横梁精度估算
P点这个定位点的三维坐标方程式是根据全站仪三维坐标法测量原理而建立的，图1为全站仪三维坐标法计算原理。
5.结束语
综上所述，在钢锚梁、索塔索导管的定位安装中，工作效率的提高、测量中施工干扰的减少、施工进度的增加都源于施工测量精度的提高；以桥梁线路为轴线，在直线段上建立施工测量坐标系，在特大桥索塔桥施工测量中可极大地减少计算步骤，提高施工测量放样速度。
参考文献：
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