橋梁墩（塔）臺施工測量一、橋梁墩、臺中心位置的測設測設橋臺、橋墩的中心位置在橋梁建設中是十分重要的，在這項工作中，主要要求是橋臺間距離和各橋墩互相間的距離，應該有足夠的精度，如果精度不夠或出現(xiàn)錯誤，就會使預制的橋梁安裝不上，造成嚴重的工程質(zhì)量事故。因此，在橋梁墩臺位置放樣時必須按有關規(guī)定精度要求去放樣，直到符合精度要求并經(jīng)過反復的檢查確認無誤為止。1．用全站儀測定橋軸線的長度橋梁的中心線稱為橋軸線。如圖1所示，橋軸線上兩岸的控制樁A、B間的距離稱為橋軸線長度。由于在橋梁施工中須把橋墩、臺的中心位置精確地測設出來，而橋軸線長度為測設墩、臺位置的依據(jù)，因此必須精確測定橋軸線的長度。全站儀測定橋軸線長度具有便于操作、計算簡單、精度高、速度快等優(yōu)點，而且不受地形限制，只要兩點能夠通視，在儀器測程范圍之內(nèi)，即可獲得滿意結果。目前生產(chǎn)的全站儀測程一般可達到3～5km，測距精度一般為（2+2×10-6D）㎜。圖1直線段橋軸線放樣在條件允許的情況下，如位于干河或淺水河道上，可將儀器置于控制樁A或B上直接測定橋軸線長度或其坐標；在精確測定橋軸線長度之后，便可由A點或B點測設各橋墩、橋臺的位置。如果設計文件中給出各墩、臺中心的坐標，可直接利用坐標進行測設。當橋軸線位于江河水面上時，只能在橋梁施工控制網(wǎng)上測設橋軸線的長度和橋墩、臺的中心位置。直線橋墩、臺中心的測設直線橋梁的墩、臺中心位于橋軸線方向上，如圖1所示，已經(jīng)知道橋軸線控制樁A、B及各墩、臺中心的里程，據(jù)此可算得各墩、臺至控制樁A或B的距離。將全站儀置于控制樁A或B上，按距離將各墩、臺中心在實地用樁志標出。在標出墩、臺中心位置后，再測其距離進行檢核，至滿足其精度要求為止。如果各墩、臺中心給出設計坐標，儀器可置于控制樁A或B上，亦可置于施工控制網(wǎng)的某一控制點上，用各墩、臺中心坐標利用極坐標的方法進行測設。曲線橋墩、臺中心的測設由于曲線橋的路線中心線是曲線，而所用的梁是直線，因此路線中心與梁的中心線不能完全吻合，如圖2所示。梁在曲線上的布置，是使各跨梁的中線聯(lián)結起來，成為與線路中線基本相符的折線，這條折線稱為橋梁的工作線，墩、臺中心一般就位于這條折線轉折角的頂點上。測設曲線橋墩、臺中心，就是測設這些頂點的位置。圖2曲線橋墩、臺中心的放樣圖2曲線橋墩、臺中心的放樣如圖2所示，在橋梁設計中，梁中心線的兩端并不位于路線中心線上，而是向外側移動了一段距離E，這段距離E稱為偏距；相鄰兩跨梁中心線的交角α稱為偏角；每段折線的長度L稱為橋墩中心距。這些數(shù)據(jù)在橋梁設計時已經(jīng)確定。用全站儀測設橋墩、臺中心位置，宜采用極坐標法進行測設，具體步驟如下：=1\*GB2⑴據(jù)路線中線坐標按切線支距法或偏角法計算出各墩、臺縱軸線與路線中心線的交點坐標，也就是各墩、臺中心坐標。=2\*GB2⑵將全站儀置于任一控制點上，按坐標放樣法測設出這些交點的位置。=3\*GB2⑶從交點測設出墩、臺縱軸線的方向，并從交點向曲線外側沿縱軸線測設相應的E值，即可得到墩、臺的中心位置。如果算出的是橋梁各墩、臺中心的坐標，亦可按其坐標，用極坐標法直接將墩、臺中心標定出來。二、橋梁墩、臺的施工測量橋梁墩、臺主要是由基礎、墩（臺）身、墩（臺）帽組成。墩臺細部放樣，就是根據(jù)施工的需要，從下至上分段地將墩臺各部分的尺寸和相對應的位置測設到施工的作業(yè)面上，這項工作自始至終貫穿于墩臺施工的全過程。墩臺的細部放樣，是在中心定位和標定縱橫軸線的基礎上進行的。如果在施工中由于墩臺逐段加高或其它某種原因，縱橫軸線遭到破壞，這時應根據(jù)護樁或交會定位的方法恢復軸線，然后再進行細部放樣。所以橋墩臺的中心定位與細部放樣工作有時是交織在一起反復進行。一般來說，墩臺施工中的測量工作，就是要使整個構造物在平面和高程方面都能滿足設計要求。墩臺的施工測量主要是控制模板上、下口的位置和混凝土澆筑的頂面高程。同時，要控制好墩（臺）柱的垂直度或傾斜度。三、高塔柱施工測量高塔柱施工測量與橋梁墩、臺的施工測量相同，但作為斜拉橋或懸索橋的主塔施工測量有其特殊性。高塔柱施工測量的重點是保證塔柱各部分的空間位置，其主要任務有：塔柱各節(jié)段的軸線放樣；勁性骨架與勁性柱的定位與檢查；模板的定位與檢查；預埋件定位；各節(jié)段的竣工測量；索道管的精密定位與竣工測量等。由于篇幅所限，在此主要介紹高塔柱的施工控制與高程傳遞。斜拉橋或懸索橋的主塔相對高度較大，若在陸地上施工其上述的各頂測量工作都可以在施工控制點上直接進行極坐標放樣，施工放樣比較容易，且精度也容易保證。然而，大部分斜拉橋或懸索橋位于江河上，其主塔都位于主航道附近，距離岸邊較遠，要完成塔柱軸線及其以上所述的測量任務，若直接利用岸上的施工控制點來進行放樣，無論是在精度上，還是在速度上都無法滿足施工的需要。因此根據(jù)塔柱的結構特點，結合施工現(xiàn)場情況，對于不同的施工階段，在不同的施工部位應建立相應的施工控制。高塔柱施工控制的建立在塔樁基礎的承臺上建立如圖3所示的控制點（以XX橋為例）作為下塔柱及下橫梁施工階段放樣的依據(jù)。墩中心點A將作為整個塔柱平面控制的基準，上投到下橫梁和上橫梁。A點的位置確定是整個塔柱控制的重點，可采用極坐標法和距離交會法來精密定位。在墩中心線上距A點上、下游各7m處布設平面控制點B、C作為檢核與備用點。高程基準采用三角高程測量方法由岸上精密傳遞，在承臺平面上的上、下、南、北共設4個水準點。中心點和高程點須由測量監(jiān)理工程師復測認可，最后作為整個塔柱施工放樣的基準。對稱于中心的4個水準點，除作為高程控制外，還可用來觀測塔墩的沉降情況：通過定期觀測其絕對高程變化可確定絕對沉降值；通過觀測其相對高差變化而確定不均勻沉降和塔柱的傾斜情況。根據(jù)主塔施工的階段性，于下橫梁竣工后，在其頂面建立如圖4所示的控制點，作為中塔柱及上橫梁施工階段放樣的依據(jù)。A為墩中心點，B、C在墩中線上且皆距A11.7m。水準點也布設了上、下、南、北4點，為了便于基準點的向上傳遞，結合下橫梁的結構，在橋軸線上適當位置布置了一直徑約為150㎜的預留孔。圖3下塔柱施工控制點圖4中塔柱施工控制點上橫梁竣工后，考慮到上塔柱的具體外形及上塔柱索道管定位的特殊要求，為便于上塔柱施工，在其頂面上，布設了如圖5的控制點。A為墩中心點，J為預留孔，供傳遞中心基準點用。另設有I、K兩孔，它們在墩中心線上且距墩中心A為11.7m，孔I、K可作為投點檢核用，同時也是塔柱日照扭轉變形觀測和監(jiān)控狀態(tài)下梁體施工時觀測塔柱變形的預留孔。矩形控制網(wǎng)點M、N、L、P建立在上塔柱“H”型斷面內(nèi)，可直接用來控制上塔柱及索道管的施工。圖5主塔上部結構施工控制點分布圖2．塔柱施工測量基準的傳遞由各層控制點的布設情況可知，整個塔柱施工測量的平面基準為基礎承臺平面的墩中心點，高程基準為該平臺上的4個水準點。平面基準的傳遞分為兩次進行，第一次是在下橫梁竣工后，借助于預留孔，將承臺頂面的墩中心點鉛直地投到下橫梁頂面，以建立如圖4的平面控制點線；第二次是在上橫梁竣工后，將墩中心點再次鉛直上投到上橫梁頂面，建立如圖5的上塔柱及索道管定位平面控制網(wǎng)點。墩中心點的傳遞是整個塔柱施工測量的關鍵，其正確與否直接影響塔柱及索道管定位的質(zhì)量，基準點向上傳遞的方法很多，精密投點是其中方法之一，而具體的精密投點也隨儀器設備的不同而異。國內(nèi)外有很多類型的激光鉛直儀，利用激光鉛直儀可直接向上投點。一般來講，該類儀器的投點精度約為1/20000。結合現(xiàn)有的儀器設備，在高塔柱的施工測量中也常使用一種充分利用T2經(jīng)緯儀的豎盤自動補償裝置，配合折角目鏡來進行鉛直投點的方法――精密天頂基準法。該方法充分發(fā)揮了儀器高精度補償器（T2經(jīng)緯儀或徠卡TC702全站儀的補償精度可達1"～2"）的功能，使用方便可靠，且精度較高，足以滿足施工的需要。精密天頂基準法的基本思想是：整平儀器后，將豎盤讀數(shù)置于零讀數(shù)處，利用折角目鏡向上投點，得到初始點，此時儀器是用管水準整平，投點精度不高，因此再施測初始點在x、y兩方向上的天頂距，根據(jù)初始點與儀器的高差可算出改正值，改正后再施測。若天頂距為零，則所投點位已改正到鉛直線上了。因帶有自動補償裝置的T2經(jīng)緯儀天頂距測角精度較高，投點精度也相應提高了。該法的具體操作過程如圖6所示，在A點安置T2經(jīng)緯儀或TC702全站儀，精確對中、整平，裝上折角目鏡；將望遠鏡固定于豎盤讀數(shù)為零處，在需要投點的高度面上，于望遠鏡視場內(nèi)十字絲處，固定一透明玻璃板。旋轉經(jīng)緯儀照準部一周，由于視準軸與旋轉軸的不一致，十字絲交叉點在玻璃板上的軌跡一般是一個圓。旋轉一周時，間隔均勻地選擇4點或8點，就可以描繪出十字絲交叉點在玻璃板上的軌跡，取軌跡的中心點，得初步投設的鉛直點Bˊ。在Bˊ點做上明顯的標志，ˊ點，讀取天頂距兩測回，算出天頂距Zx與Zy，根據(jù)玻璃板離儀器視準軸中心的垂直高度h，可知：(1)根據(jù)Δx、Δy，在x、y兩方向上，將Bˊ改正到A的正天頂B點。改正完后再施測一遍，直至x、y兩方向上天頂距趨近于零。此時A點就鉛直地投設到另一高度上的B點處。因具有豎盤自動補償裝置的T2經(jīng)緯儀其補償精度高達1"～2"，天頂距的實際測角精度為"。B點的設點點位精度：可見，精密天頂基準法投點的精度可達1/73000，大大高于一般激光鉛直儀1/20000的精度，且該法還可同時建立鉛直面，可快速滿足塔柱施工的需要。高程基準的傳遞，常采用檢定過的鋼尺傳遞，傳遞時如圖7所示，須同時設置兩臺水準儀，兩根水準尺，一把鋼尺。將鋼尺懸掛在固定架上，零點端在下，下掛一與鋼尺檢定時同重的重錘。下水準儀1，在起始水準點上的水準尺3上讀數(shù)得a，在鋼尺上讀取r1，上水準儀2同時在鋼尺上讀取r2，在待定水準點上的水準尺4上讀取b，并同時測定溫度，則待定點的高程可用下式計算：圖6天頂基準法投點圖7高程基準傳遞示意圖(2)式中，Δlt為溫度改正；Δl為鋼尺的檢定改正數(shù)。為檢核，后視3應分別立于上、下、南、北的4個水準點上，鋼尺應變換三次高度，再取均值作為最后結果。對于整個塔柱的高程基準，即基礎承臺頂面上的4個水準點，應定期與岸上水準點進行聯(lián)測，以確定其沉降量。3．高塔柱施工放樣的方法在塔柱的施工放樣中，勁性骨架或勁性架的放樣和塔柱中心十字線的放樣方法基本相同，這里僅以塔柱中心十字線的放樣為例來具體說明。下、中塔柱都是傾斜的柱體，其放樣方法基本相同。下、中塔柱橫橋向中心線與墩中心線一致，放樣比較方便，一般是在墩中心架設全站儀，后視橋軸線方向，旋轉90o就可直接投放不同高度上的橫橋向中心線（高度較大時