對稱外移法在橋梁立柱放樣中的應(yīng)用

左宜軍

(湖南路橋建設(shè)集團有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410000)

1 引 言

榮烏高速公路新線項目是雄安新區(qū)“四縱三橫”區(qū)域高速路網(wǎng)的重要組成路段，ZT9標(biāo)位于保定市定興縣境內(nèi)，項目全長8.286 km，其中橋梁長度7.977 km，橋墩采用圓形三柱式、鉆孔樁基礎(chǔ)。全項目立柱共有1 587根，在不到5個月的時間全部完成立柱混凝土澆筑工作，平均每天澆筑10.6根立柱，在如此快速的施工速度下，如何確保測量放樣準(zhǔn)確、快速、高效，是一線工作人員面臨的很大挑戰(zhàn)。

2 橋梁立柱底部中心點放樣的難點

(1)采用GNSS RTK放樣立柱中心點時，由于衛(wèi)星信號受到多路徑效應(yīng)的影響，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)誤差非常大，無法正常使用，當(dāng)放樣在系梁中間拉延長線時其橫向誤差也較大；

(2)采用全站儀轉(zhuǎn)點在基坑邊放樣時，半幅立柱數(shù)為3根，很難確保全站儀至3根立柱中心點的視線不被密集的立柱鋼筋籠遮擋；

(3)采用全站儀放樣時，需要搭設(shè)爬梯、翻越至立柱底部安置對中桿，導(dǎo)致測量效率較低，難以滿足現(xiàn)場快速施工進度需求也會增加安全風(fēng)險。

3 對稱外移放樣方法

采用對稱外移放樣方法，在立柱底部中心點放樣時，在立柱外側(cè)約10 cm處的系梁頂面任意做一標(biāo)記點并測量其坐標(biāo)，通過該點與立柱中心設(shè)計坐標(biāo)計算出立柱外另一側(cè)對應(yīng)的點位坐標(biāo)，采用全站儀放樣該點坐標(biāo)，該兩點坐標(biāo)的連線中心即為立柱中心設(shè)計坐標(biāo)。解決了需要工人反復(fù)攀爬翻越進出立柱鋼筋籠所帶來的人工增加、安全隱患及被全站儀視線遮擋的風(fēng)險，實現(xiàn)精準(zhǔn)、快速、安全的現(xiàn)場測量。

3.1 全站儀轉(zhuǎn)點

為了確保導(dǎo)線點不被破壞，線路工程的控制點一般都埋設(shè)在路線30 m外，但是系梁頂標(biāo)高一般都會低于地面約0.5 m，因此在原有控制點上基本無法直接同時觀測半幅橋墩的3個立柱底部，需要全站儀轉(zhuǎn)點至基坑邊才能通視。

轉(zhuǎn)點應(yīng)選擇在基坑邊，采用木樁或鋼筋(上方用羊沖打小孔)打入地下。觀測時采用Leica TS15全站儀自動照準(zhǔn)觀測，前視點采用對中桿棱鏡，采用方向觀測法觀測左角、右角各一個測回，在轉(zhuǎn)點上架設(shè)全站儀時返測邊長并加入計算。

在PC端事先將控制點成果、角度計算程序、坐標(biāo)計算程序編制在一個Excel文件中?，F(xiàn)場轉(zhuǎn)點時，手機端打開該Excel電子表格，輸入控制點名、觀測角度及邊長，可以現(xiàn)場查看觀測2C值、方向值較差、觀測邊長較差等觀測精度。

在現(xiàn)場使用該Excel程序用于計算觀測值、轉(zhuǎn)點坐標(biāo)的目的，一是提高轉(zhuǎn)點的精度及可信度：只需告之現(xiàn)場測量人員2C較差、測回較差、邊長往返差的限差即可，可以有效減少讀錯、記錯、輸錯等出錯概率，消除或減弱現(xiàn)場轉(zhuǎn)點出現(xiàn)錯誤或粗差的可能性；二是降低對一線測量人員的技能要求，外業(yè)觀測人員只需要按照事先規(guī)定的操作規(guī)程完成操作即可，利用手機截圖的便利性隨時將觀測數(shù)據(jù)發(fā)至工作群內(nèi)，以便當(dāng)晚對數(shù)據(jù)進行校對。

3.2 立柱外圍任意點測量

為了滿足施工現(xiàn)場立柱圓形模板的安裝，需要放樣立柱中心設(shè)計坐標(biāo)于實地，由于立柱鋼筋籠密集工人無法用手豎立對中桿，采用傳統(tǒng)的方法是在立柱鋼筋籠外搭設(shè)爬梯，工人爬上鋼筋籠頂后在攀爬至鋼筋籠內(nèi)部放樣點位。

在立柱鋼筋籠外側(cè)約10 cm處任意選擇一點位，用記號筆做上標(biāo)記，在轉(zhuǎn)點上架設(shè)全站儀，采用極坐標(biāo)法或直接坐標(biāo)法測量該點坐標(biāo)，稱為該點為A。

在計算機端采用Excel電子表格編制計算程序， 將整個項目工程的立柱中心設(shè)計坐標(biāo)、 相應(yīng)編號放在一個工作表內(nèi)，采用INDEX+MATCH函數(shù)組合查找并顯示對應(yīng)立柱中心設(shè)計坐標(biāo)。在另外一個工作表編寫計算程序：根據(jù)實測的A點坐標(biāo)與立柱中心設(shè)計坐標(biāo)反算坐標(biāo)方位角和距離，并以此距離計算出另一端B點的坐標(biāo)，計算出的B點坐標(biāo)與A點形成對稱的關(guān)系，其兩點連線中點即為立柱理論中心點(見圖1坐標(biāo)計算示意圖)。

圖1 坐標(biāo)計算示意圖

在現(xiàn)場工作時，手機端打開Excel程序，輸入立柱編號、實測A點坐標(biāo)，即可自動計算出對稱B點之坐標(biāo)、A或B點至立柱理論中心點距離(見圖2Excel計算坐標(biāo)程序截圖)。

圖2 Excel計算坐標(biāo)程序截圖

將計算的B點坐標(biāo)輸入全站儀，以直接坐標(biāo)法放樣該點，做好標(biāo)記。以鋼卷尺連接A、B兩點，根據(jù)丈量距離取中做標(biāo)記，并與反算距離對比，該點即為立柱中心設(shè)計位置。

4 結(jié) 語

需要注意的是，在實際工作中，首先測量的任意點A應(yīng)盡量選擇在立柱的外側(cè)，以避免放樣B點時出現(xiàn)懸空的狀況。使用該方法，可以避免需要人工翻越至立柱鋼筋籠內(nèi)，采用一個測站同時放樣多根立柱時不受立柱鋼筋籠視線的遮擋，對外業(yè)觀測人員的技能要求也不高，只需按照規(guī)定的程序操作即可。在榮烏高速ZT9標(biāo)段，運用該方法很好的解決了量大、速度快、現(xiàn)場情況多變等多種情況，也使得測量數(shù)據(jù)可追溯，避免因為快速測量出現(xiàn)錯誤的可能性。