三維坐標(biāo)法在xx大橋主塔索道管定位測(cè)量中的應(yīng)用【摘要】在斜拉橋高塔索道管測(cè)量中，運(yùn)用獨(dú)立控制系統(tǒng)配合全站儀三維坐標(biāo)法對(duì)索導(dǎo)管定位測(cè)量，簡(jiǎn)化測(cè)量步驟，提高測(cè)量速度，確保測(cè)量工作在高塔索道管定位測(cè)量中的精確性。【關(guān)鍵詞】獨(dú)立控制；三維坐標(biāo)；索道管定位；測(cè)量1、工程概況天津xx大橋主塔為“鉆石型”，直接坐落在承臺(tái)頂面上，承臺(tái)以上全高為164.798米。主塔由塔靴、下塔柱、中塔柱、上塔柱、下橫梁及上橫梁組成。索道管布置在上塔柱部分，斜拉索共74根，采用空間扇形布置，索面豎直方向在主塔上交點(diǎn)間距為1.5～2.5米，斜拉索錨點(diǎn)位于塔壁中心線。主梁上主跨側(cè)的水平方向索距為16米，橫橋向斜拉索線10.719米，豎直方向斜拉索錨固點(diǎn)距梁頂（最高點(diǎn)）1米，斜拉索通過鋼錨箱邊跨側(cè)索距為8米～10米，橫橋方向斜拉索錨點(diǎn)距道路中心線10.7米，豎直方向（最高點(diǎn)）2米。2、坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換在施工測(cè)量中平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用天津任意直角坐標(biāo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)不能直觀的反映構(gòu)筑物幾何尺寸和坐標(biāo)之間的位置關(guān)系，為了方便主塔施工控制，在原有坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，我們建立了大橋獨(dú)立坐標(biāo)系，作為主塔的獨(dú)立控制網(wǎng)。（如右圖）圖空間坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0，0）為塔對(duì)稱中心線高程+0．000m處，X軸正方向指向大樁號(hào)方向（邊墩方向），Y軸指向下游方向，Z軸指向塔頂。高程采用1972年大沽高程系統(tǒng)2003年成果。如右圖換算公式如下：其中：x、y為大橋獨(dú)立坐標(biāo)；x′、y′為天津任意直角坐標(biāo)；α為獨(dú)立坐標(biāo)X軸正方向在大地坐標(biāo)系中的方位角。3.索道管空間位置推算根據(jù)設(shè)計(jì)提供的主塔錨固區(qū)尺寸數(shù)據(jù)表和拉索錨固點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)表，求解每根拉索的空間直線方程?！?′=′=震注：抬為待測(cè)點(diǎn)到錨莊固點(diǎn)的斜距標(biāo)算式粘中授a悲x烈、買z熊y博、脆az口、伶為索號(hào)在大橋坐獨(dú)立坐標(biāo)系壇中診X濫Z損、貨Y珍Z古、用X窯Y跳平面的投影角贊戶x凡、電y紙、爽h糧為索號(hào)對(duì)應(yīng)塔守上錨固點(diǎn)坐標(biāo)歐。為驗(yàn)證空間錘直線方程的正富確性，慚以檔C嫌1目號(hào)索為例，按世照設(shè)計(jì)提供的用主塔錨固區(qū)尺示寸數(shù)據(jù)表和拉吉索坐標(biāo)數(shù)據(jù)表拖中的已知數(shù)據(jù)碼代入直線方程胡中，索道管斜后長取整個(gè)纜索覺的長度番=79.67始1代m刻（該根索的設(shè)感計(jì)總長）預(yù)鉗′挪=1.54+構(gòu)亦=15爛′粘=6.59母2+備=10.71很9支′撈=116.3戰(zhàn)64-蟻=39.6記95巾經(jīng)驗(yàn)證，所求盆點(diǎn)坐標(biāo)和設(shè)計(jì)械提供的梁上錨悅固點(diǎn)坐標(biāo)一致顫。倍4捆．三維坐標(biāo)法恢在空間定位中汪的運(yùn)用共4.1.給喪索管道定位雪斜拉索管道定糞位的關(guān)鍵是保臭證錨固中心點(diǎn)蛋的空間位置及撿管道的方向正該確。上塔柱每麗節(jié)有多層索導(dǎo)例管，并且導(dǎo)管投精密定位時(shí)無缸模板可依，索訓(xùn)道管定位可分屠兩步。麻莊首先將概略位犯置放樣于勁性端骨架上，將索戒道管基本就位榨；然后精密定她位時(shí)先定位錨件座中心位置。煉考慮到索道管剛本身變形以及望索道管和錨墊是板的焊接加工次誤差，應(yīng)直接膽實(shí)測(cè)錨座中心甘。菜校將直徑等于索絕道管內(nèi)徑的套暑件放入索道管蹦并固定，使其旗盤面與錨墊板吹面位于同一平律面內(nèi)，此時(shí)盤導(dǎo)面圓心即為索老道管錨座中心怒，實(shí)測(cè)該中心濫并調(diào)到設(shè)計(jì)位竄置，然后將圓籮盤標(biāo)志件放入鬧索道管另一端稅口，此時(shí)盤面臨圓心即為索道渡管中心軸線上正一點(diǎn)，實(shí)測(cè)該討點(diǎn)三維坐標(biāo)，俘由此反算該點(diǎn)封到錨座中心設(shè)警計(jì)位的距離，普再由拉索中心版軸線的空間直岔線方程求得該?dān)楛c(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)，倉將其調(diào)到設(shè)計(jì)時(shí)位置，由于調(diào)旋校端口時(shí)可能綱引起錨座移動(dòng)吹，反復(fù)觀測(cè)錨勺座中心并調(diào)校準(zhǔn)，直至錨座中征心和另一端口孕中心均位于設(shè)谷計(jì)位的允許偏闊差范圍內(nèi)，索搭道管定位完成資。套件如下圖爺：姓坑4.2.眾定位檢核和糾睬偏叛憶由于索道管自沾身重量較大，粥在勁性骨架上漆焊接過程中，脂其標(biāo)定三維位梁置將產(chǎn)生移動(dòng)泡，在錨固端固坐定好之后，需莫對(duì)出口端進(jìn)行況二次調(diào)整。丑跌率首先，憲實(shí)測(cè)湯索道管梳錨固點(diǎn)和出口尼點(diǎn)遇O茫1籠、棟O固2敲的三維位置都；刊根據(jù)錨固點(diǎn)與杏設(shè)計(jì)點(diǎn)的三維粘偏差值修正出漢口點(diǎn)的位置寧。滋兼′進(jìn)=遼沙′怪′=′′=′式中：還xo鑒1穴、春yo1允詠、江zo1免棟、女巷刊—設(shè)—袋出口點(diǎn)三維坐沈標(biāo)實(shí)測(cè)值；膏陳x姜o豬′亞、峰y鐮o桶′愉、秀z稈o歲′環(huán)墾愚—旱—類塔上錨固點(diǎn)和孔梁上錨固點(diǎn)差軋值；份l早、折l票′秤鴉叫—眾—呀索道管實(shí)測(cè)長分度和設(shè)計(jì)長度啊的差值和該根鹿索的設(shè)計(jì)總長限；抽4.2.蜂2娃計(jì)算管中心到脈斜拉索軸線的恰垂距問斜拉索軸線方后程為：默膨租過管口中心切鋒垂直于斜拉索魯軸線的平面方撈程為：渾將斜拉索軸線留方程代入平面隊(duì)方程，再由此課求管口中心至耐斜拉索軸線的頂垂距：Ｄ＝丸式中：盼待拾、各、西、哪出口點(diǎn)調(diào)整后伍，桑實(shí)測(cè)其三維實(shí)奶測(cè)坐標(biāo)，肉代入方程驗(yàn)算茫索道管定位精匙度是否滿足設(shè)申計(jì)要求，若不硬滿足，適當(dāng)調(diào)可整，直到達(dá)到冷要求為止。志4.3稍外界影響產(chǎn)生債的誤差澡偽歉由于塔柱受溫檢度、氣壓、風(fēng)弱力、潮位、及圣太陽活動(dòng)等外狂界因素影響較塑大，所以我們廟在主塔左右幅用第三十二節(jié)段長分別布置變形碑觀測(cè)點(diǎn)，并進(jìn)叮行與4令8辮小時(shí)連續(xù)觀測(cè)廣，取得其變形掩規(guī)律以此來進(jìn)打行誤差改除正蜓.健一般采用在溫登差變化較小時(shí)漿安裝索道連管朝.全即早晨或荒下午四點(diǎn)以后瞎安扣裝固.注5吩、三維坐標(biāo)法烏精度分析念全站儀的放樣薯源程序一般采蟻用極坐標(biāo)法計(jì)刊算模式，放樣著點(diǎn)位測(cè)量時(shí)，務(wù)點(diǎn)位誤差是m朋的主要來源是剛水平角誤差辛△行α扭，豎直角誤差料△摟β菠，和測(cè)距誤差板△鐮S拋引起的，三維勺坐標(biāo)計(jì)算公式亦為：（1）（2）（3）關(guān)式中：資β教聾為觀測(cè)的水平襖角，訓(xùn)α鳳衣為觀測(cè)點(diǎn)的豎巴直角腳，皂S和為斜距。蘆不考慮標(biāo)睬高京H瓜0脅和儀器諒高閃i博，及棱鏡的高土度俊l裙，則上式可修清改為：（4）好豬（寺5筆）料俊包（郵6斃）傷根據(jù)誤差傳播灶定律，可得待暮測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位水?dāng)[平位移中誤差陜?yōu)椋籂N垂直中誤差為等：閉實(shí)際觀測(cè)時(shí)，映采用瑞士徠卡挑TC掙8揚(yáng)02茶全站儀，預(yù)m軌α軟=m管β晴=以±爛2降”董；孤m弱s奉=2爬±所2ppm架，瓜的全站儀，根絨據(jù)誤差傳播定脅律，踏代入上式可得便水平位移的點(diǎn)況位中誤差驗(yàn)m=篇±宿2袋．雁16mm,施垂直位移點(diǎn)位蜂中誤差而m=末±械0軌．招78mm促。杜取二倍中誤差米為極限誤差圈，跡M=2Mp=晨±4.32m范m拼＜碑±5mm鑄,念完全滿足橋梁快施工和索道管鐵安裝精度的需償要。由于施工配中不確定因素糠的存在，受支規(guī)架或其它構(gòu)件恰的影響，不能死保證視線的理橋想通視狀態(tài)。茶為了能更快，橫更準(zhǔn)確的確定縫放樣的點(diǎn)位，抵施工放樣時(shí)采辦用后方交會(huì)的拾方法，后視三貸個(gè)或三個(gè)以上飾的控制樁。此籃方法在《工程宏測(cè)量規(guī)范》高真程構(gòu)筑物放樣剩中得到認(rèn)可。篇由于后視的樁裳位為獨(dú)立閉合冊(cè)環(huán)中的導(dǎo)線樁額，各樁位相對(duì)扁精度得到充分瀉保證，儀器建匆站中誤差穩(wěn)定迷，這就充分保舉證了主塔外形增幾何尺寸和鉛芬垂度的準(zhǔn)確性校。6、結(jié)論猾斜拉橋一般都狹是高索塔，跨館度大，是高度糊超靜定結(jié)構(gòu)體思系，截面尺寸教隨高度變化，莫內(nèi)部構(gòu)造繁瑣慨，預(yù)埋件多，酒它的每個(gè)接點(diǎn)土的三維坐標(biāo)的而位置變化都會(huì)刷影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力某的分配。因此奉，斜拉橋的成挑橋線形要求嚴(yán)截格符合設(shè)計(jì)，兄在建橋過程中撕，必須以精密獨(dú)工程測(cè)量手段佳控制測(cè)設(shè)斜拉就橋的線形和索士道構(gòu)件位置，脾這就給傳統(tǒng)的炎施工測(cè)量帶來輝難題，本案在顫運(yùn)用了施工獨(dú)歪立坐標(biāo)系的基輪礎(chǔ)上，采用全累站儀三維坐標(biāo)泛法，對(duì)主塔索妥道管安裝進(jìn)行輕控制測(cè)量，該門方案靈活，方動(dòng)便，經(jīng)濟(jì)，高摸效，有效的解胸決了構(gòu)件和外倒部尺寸對(duì)測(cè)量稻帶來的難題，青避免了現(xiàn)場(chǎng)施的工和測(cè)量工作櫻帶來的沖突，速既保證了施工共質(zhì)量屆,恒又加快了進(jìn)度腥,裹為類似工程提扒供了不錯(cuò)的借民鑒。參考文獻(xiàn)：處[1]熄房栓社賄.綠三維坐標(biāo)法在冒深基坑變形監(jiān)池測(cè)中的應(yīng)用沖[J].辨山東大學(xué)學(xué)報(bào)