特大橋梁施工測量及其放樣實(shí)施研究

鄭英豪 范仕臣

摘要：自改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)獲得了飛速發(fā)展，科技與基礎(chǔ)建設(shè)也取得了豐碩的發(fā)展成果。以橋梁為代表的交通工程建設(shè)也實(shí)現(xiàn)了發(fā)展進(jìn)步，尤其是特大橋梁建設(shè)工程方面，我國的施工技術(shù)不斷提高，為我國交通事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步起到了強(qiáng)大的推動作用。當(dāng)前情況下，保證特大橋梁的施工質(zhì)量是第一要務(wù)，而施工測量與放樣實(shí)施又是特大橋梁質(zhì)量管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，做好施工測量與放樣實(shí)施工作至關(guān)重要。本文對特大橋梁施工策略及放樣實(shí)施工作技術(shù)進(jìn)行了分析，希望能為相關(guān)從業(yè)者提供一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：特大橋梁;施工測量;放樣實(shí)施;加密控制網(wǎng)

近年來，我國道路橋梁專業(yè)技術(shù)獲得了空前發(fā)展，尤其是隨著一項(xiàng)項(xiàng)特大橋梁工程項(xiàng)目的竣工，使我國的橋梁施工技術(shù)躋身于世界前列。但是目前我國的特大橋梁施工方面依然存在著難題，比如在特大橋梁的施工測量和放樣實(shí)施方面，還存在很大的難度。對于當(dāng)前的特大橋梁高程測量方面，受大氣垂直折光的影響較大，遠(yuǎn)距離觀測存在較大的誤差，在測量精度的控制方面存在較大的難題。

一、工程實(shí)例概況

隨著科技的發(fā)展，越來越先進(jìn)的技術(shù)被應(yīng)用于橋梁工程建設(shè)中，世界上一些知名的特大橋梁的施工工藝也在不斷地更新中，比如長江大橋、跨海大橋?qū)κ┕y量也提出了新的要求。在施工階段，測量的主要工作是建筑物的放樣。為了做好這一環(huán)節(jié)，必須做到建立施工平面和高程控制網(wǎng)點(diǎn)，用以放樣橋梁中線、基礎(chǔ)樁、墩臺、塔柱等。深水河道一般采用測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)建立平面控制，還能夠建立GPS平面控制網(wǎng)。高程控制網(wǎng)一般采用水準(zhǔn)測量方法建立，在施工區(qū)域合宜的地方布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)（還兼作運(yùn)營階段沉降觀測的高程依據(jù)）與施工水準(zhǔn)點(diǎn)。同時還需要注意：為使河流兩岸的高程基準(zhǔn)一致，需進(jìn)行跨河水準(zhǔn)測量，跨河水準(zhǔn)測量可采用水準(zhǔn)儀傾斜螺旋法或經(jīng)緯儀傾角法和光學(xué)測微法等進(jìn)行對向觀測。

運(yùn)營管理的階段，應(yīng)觀測墩臺的沉陷和水平位移，以保證行車安全和及時維修加固。沉陷觀測采用精密水準(zhǔn)測量，墩臺沿上下游方向的水平位移，可利用視準(zhǔn)線法和波帶板激光準(zhǔn)直法測定，墩臺順橋中線方向的位移觀測，應(yīng)用特制的鋼線尺或精密光電測距儀測定。上部結(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)在堅(jiān)直方向的變形值用水準(zhǔn)測量方法測定。沉陷和位移觀測需要定期進(jìn)行，初始周期應(yīng)短些，其后可適當(dāng)增長。

二、控制網(wǎng)的復(fù)測及加密控制網(wǎng)的建立

（一）主控制網(wǎng)的復(fù)測

在開始施工前必須要對已有的高程以及平面控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測，通過利用全站儀進(jìn)行同等精度，邊角同測的方案實(shí)施復(fù)核，對于測量復(fù)測不合格的則應(yīng)當(dāng)對其采取補(bǔ)測處理，復(fù)測完成后，經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)批準(zhǔn)后方可以建立加密控制網(wǎng)點(diǎn)。

（二）加密控制網(wǎng)點(diǎn)的建立

加密控制網(wǎng)點(diǎn)的建立應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)保證施工放樣精度的要求，結(jié)合國家三等網(wǎng)和三等水準(zhǔn)測量的規(guī)范要求來加密高程和平面控制網(wǎng)點(diǎn)，對于測量標(biāo)志樁應(yīng)當(dāng)采取防護(hù)處理，以確保測量精度。同時為了能有效消除儀器中的隨機(jī)誤差影響，針對于使用頻率較高的控制點(diǎn)應(yīng)當(dāng)設(shè)置有觀測墩，通過全站儀觀測來對其采取強(qiáng)制對中裝置。

三、施工放樣技術(shù)

特大橋梁的施工放樣常采用前方交會法、距離交會法等方法。目前，由于全站儀的普遍使用，放樣工作一般都采用全站儀坐標(biāo)法進(jìn)行，利用鋼尺直接丈量或間接測距方法檢核放樣點(diǎn)之間的相對關(guān)系。對于基礎(chǔ)樁的放樣也可利用GPS（RTk）進(jìn)行。

全站儀坐標(biāo)放樣法充分的利用了全站儀測角、測距和計(jì)算一體化的特點(diǎn)，只需知道待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，不需事先計(jì)算放樣元素，就可在現(xiàn)場放樣，而且操作十分方便，由于目前全站儀的使用已十分普及，該方法已成為目前施工放樣的主要方法。

全站儀架設(shè)在已知設(shè)置在點(diǎn)A上，只要輸人測站點(diǎn)A、后視點(diǎn)B以及待放樣點(diǎn)P的三點(diǎn)坐標(biāo)，瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)定向，按下反算方位角鍵，則儀器自動將測站與后視的方位角設(shè)置在該方向上。然后按下放樣鍵，儀器自動在屏幕上用左右箭頭提示，應(yīng)該將儀器往左或右旋轉(zhuǎn)，這樣就可使儀器到達(dá)設(shè)計(jì)的方向線上。接著通過測距離，儀器自動提示棱鏡前后移動，直到放樣出設(shè)計(jì)的距離，這樣就能方便地完成點(diǎn)位的放樣。若需要放樣下一個點(diǎn)位，只要重新輸入或調(diào)用待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)即可，按下放樣鍵后，儀器會自動提示旋轉(zhuǎn)的角度和移動的距離。

用全站儀放樣點(diǎn)位的方法，可事先輸入氣象元素即現(xiàn)場的溫度和氣壓，儀器會自動進(jìn)行氣象改正。因此用全站儀放樣點(diǎn)位既能保證精度，同時操作十分方便，無須做任何手工計(jì)算。

近年來，高精度GPS實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)RTK得到了快速的發(fā)展，它不但能用于控制測量，而且可用于建筑物的細(xì)部放樣。由于它能夠?qū)崟r地提供在任意坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在橋梁工程的施工測量中利用GPS（RTK）直接坐標(biāo)放樣已很普遍。

GPS（RTk）是一種全天候、全方位新型測量系統(tǒng)，是目前實(shí)時、準(zhǔn)確地確定待測點(diǎn)位置的最佳方式。它需要一臺基準(zhǔn)站接收機(jī)和一臺或多臺流動站接收機(jī)，以及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娕_。RTK定位技術(shù)是將基準(zhǔn)站的相位觀測數(shù)據(jù)及坐標(biāo)信息通過數(shù)據(jù)鏈方式及時傳送給動態(tài)用戶，動態(tài)用戶將收到的數(shù)據(jù)鏈連同自采集的相位觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時差分處理，從而獲得動態(tài)用戶的實(shí)時三維位置。動態(tài)用戶再將實(shí)時位置與設(shè)計(jì)值相比較，進(jìn)而指導(dǎo)放樣。

GPS（RTK）定位技術(shù)具有與使用其它測量儀器不同的優(yōu)點(diǎn)。采用一般儀器，如全站儀測量等，既要求通視，又費(fèi)工費(fèi)時，而且精度不均勻。RTK測量擁有彼此不通視條件下遠(yuǎn)距離傳遞三維坐標(biāo)的優(yōu)勢，并且不會產(chǎn)生誤差累積，應(yīng)用RTK直接坐標(biāo)法能快速、高效率地完成測量放樣任務(wù)。

在橋梁工程施工的過程中，需要放樣由設(shè)計(jì)所指定的高程，如橋梁墩臺、橋面等的高程。高程放樣和平面放樣一樣，也是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作，為此，需根據(jù)工程的進(jìn)度，及時將高程基準(zhǔn)傳遞到合宜的位置，以方便放樣工作的進(jìn)行。高程放樣的主要方法有：水準(zhǔn)儀法放樣、三角高程法放樣，在某些特殊場合，還可利用鋼尺或全站儀進(jìn)行高程的傳遞工作。

四、結(jié)束語

總之，近年來特大橋梁施工工藝不斷改進(jìn)，施工測量和放樣實(shí)施工作必須要引起相應(yīng)的重視。越來越高質(zhì)量的要求也決定著必須要有高精度的測量技術(shù)才能適應(yīng)特大橋梁施工發(fā)展的需要。

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（作者單位：中建八局第一建設(shè)有限公司）