大型桥梁施工测量问题综合分析及应用研究

发表时间:2020/10/10   来源:《建筑实践》2020年第16期   作者:林学龙
[导读] 随着桥梁施工技术的不断发展,我国桥梁工程质量在逐年提升。
        林学龙
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        摘要:随着桥梁施工技术的不断发展,我国桥梁工程质量在逐年提升。在施工过程中,施工测量质量能够直接影响到桥梁竣工后的整体质量。本文通过对大型桥梁的施工测量问题进行分析,并结合实际提出大型桥梁施工测量的应用,希望为关注大型桥梁施工测量问题的人群带来参考。
        关键词:大型桥梁;施工测量;测量要点

        引言:在大型桥梁工程中,通过分析、解决桥梁施工各个阶段中的测量问题能够大幅度提升桥梁工程的总体质量。因此,有必要对大型桥梁施工测量问题综合分析以及应用进行研究。
一、控制网布测
(一)控制点选埋
        在桥梁工程中,首级控制网多数都会选用侧边网、边角网、GPS网,其中侧边网与边角网都是大地常规测量控制网中的一种,在实际使用中需要保持点间通视以免发生偏心观测的情况。而GPS网在应用过程中因为其在观测过程中不会受到点间通视的影响,所以可以实现全天候作业,GPS网页因此得到了广泛的应用。大型桥梁工程中的首级GPS控制点在选埋过程中需要考虑以下几点:第一,首级GPS网需要服务于整个大型桥梁工程,所以在选埋过程中必须考虑桥梁工程的整体布局,并保证其控制点能够布控整个桥梁施工区域,提升控制点加密以及桥梁测量放样的质量。第二,通过GPS RTK进行放样时有时无法满足放样的精度要求,所以需要通过全站仪来完成控制点加密以及测量放样,在放样过程中尽量保证桥轴线周围能够有两个控制点与其保持通视。第三,为了确保卫星信号的稳定,施工时要尽量确保点位周围的开阔性,设置点位时需要避开建筑物与高大树木等。第四,测量时需要保证控制点的稳定性,选点过程中要额外注意区域的地形以及地质条件,并采用混凝土观测墩来进行辅助观测。
    某大型桥梁工程选用的首级GPS控制网是通过18个控制点组合而成,其主网形是将桥轴线作为近似对称轴的四个四边形。
(二)控制网观测
        大型桥梁工程中的收集GPS控制网是一种精密工程控制网,其对于静态观测等级以及设备精度等方面具有非常高的要求。
    大桥工程采用的收集GPS控制网属于B级网,在正式观测时通过双频接收机持续观测了大约24小时(第一日8:00~第二日7:40)。在整个观测期间一共观测28颗卫星,卫星的高度截止角为15°,有效卫星≥5。通过观测发现观测最佳时间段为第16~20h,精度最差时间段为第4~8h。观测时基线的精准度并不会因为观测时间的提升而增加。但是在24小时的观测时间内都可以使基线质量得到保证。
二、控制网数据处理
(一)坐标系、起算数据
        大桥设计时需要进行地形图的测绘,测绘时平面控制网中的坐标系需要和首级控制网一致,保证大桥工程中的设计、施工坐标一致性,在对首级控制网进行初次观测时可以通过联测国家三角点来完成,以此来保证位置信息测量时的准确性。而且国家标准坐标系统具备两种投影变形,更加容易满足大桥测量时的需求。在首级控制网进行第一次复测时,为了提升控制点的稳定性,所以可以进行相同三角点的联测,测量过程中尽量保证网形不发生改变,复测时所选用的坐标系与起算数据和初次观测相同。若采用了两个以上国家坐标作为起算数据,则必须对起算数据相容性进行检查、分析。为了提升首级控制网复测时的精确度,在完成手机控制点的稳定性分析之后,可以选取桥区中任意稳定点坐标与该点至另一稳定点的方位当作起算数据。


    该大桥工程中的首级GPS控制网初次观测以及初次复测对三个相同的国家三角点进行了联测,并采用了三个三角点的3°带坐标当作起算数据来完成对平差的约束,以此来获取桥位区控制网的位置数据。为了降低投影带来的长度变形,该工程选择将桥轴线经度作为中央子午线经度,并选择了桥区南部某一稳定点坐标当作起算坐标,该坐标到另一稳定点的方位则成为了起算方位[1]。
(二)独立控制网尺度
    桥位区独立控制网中只有一点坐标以及一个方位来当作起算数据并不足以支持大桥工程的测量,还需要明确控制网尺度。通过采用测距仪来完成边长的测量,并将边长数据向椭球面以及桥面高程面进行投影修正能够得到三组不同投影面的平差成果,能够满足后续施工测量时的各种需求。
三、施工放样以及定位检测
(一)施工放样
        大桥工程施工时,自基础开始直到上部结构需要经历多种不同工序,在此期间,施工放样具有无可替代的重要性。由于大桥工程的特殊性,所以其施工放样的方式往往会受到多种不同因素的影响。比如对控制点的利用以及施工时通视的影响等。放样方案在确定过程中既要考虑施工放样时的精度,又要考虑施工放样的可行性。通常情况下,大桥工程的施工放样会选用GPS RTK技术以及全站仪放样,并且在桥梁施工的过程中还需要采取跟踪观测以及检核,检核时采用的方法以及控制点不能与施工放样时一致。
        某大桥工程因为其施工区域的水域很宽,所以在控制点中很难通过常规测量方式来完成施工放样,因此在实际施工过程中需要利用水上试桩来完成观测墩的设置,还要采用静态GPS技术来完成对平面控制点的加密,这部分点位还能够以高程加密控制点的形式来进行高程联测。在桥梁施工过程中,随着施工平台的推进还要完成对新控制点的加密。大桥施工时需要根据实际情况来选择放样、检核方法,比如在对4#主塔墩钢吊箱进行沉放时,就可以通过GPS RTK技术来完成跟踪测量,然后通过全站仪测量来完成根据检核。GPS RTK技术在跟踪测量过程中需要设立基准站,还要在钢吊箱轴线与内壁板的交接位置处分别加设4个GPS流动站点,在沉放钢吊箱时,要通过GPS RTK技术实时跟踪监测流动站点中的各项数据,确保能够在第一时间得到每个流动站点的平面位置、倾斜度等定位参数,以便于在沉放钢吊箱的过程中对钢吊箱的调整与控制。而全站仪方向交会法在跟踪检核时,则需要在3#主墩以及4#主塔墩的施工平台分别设置加密控制点并放置全站仪,在对加密控制点以及轴线点时需要将水上试桩上设置的加密控制点当作后视,当全站仪望远镜以及轴线点的正确方向确定了之后,再去完成检核作业。
(二)定位检测
        在施工放样中,定位检测属于最后一道工序,定位检测时需要选用不同的控制点以及放样方法。在实际操作过程中,除了测量人员必须进行定位检测之外,监理人员以及其他人员同样需要根据实际情况来进行定位检测。该工程在基础施工阶段中,所有关键环节在施工放样完成之后都会进行定位检测,检测得出的结构也会成为阶段性验收成果。比如,大桥施工区域选用了双壁钢吊箱来进行施工环境的搭建,还将其作为了承台侧面模板,所以定位质量能够影响到承台完工之后的精度、质量,只有在钢吊箱稳定之后对其位置以及标高进行全方位的定位检测,才能保证大桥工程的最终质量。当施工场地相对比较宽阔且加密控制点以及钢吊箱的通视质量良好时,可以在加密控制点上进行全站仪的架设并通过三维坐标法来进行测量。如果施工场地相对比较拥挤且通视质量不佳,则需要在钢吊箱上对全新的控制点进行加密处理并通过全站仪三维坐标法来完成测量[2]。
结论:总而言之,大型桥梁工程中的施工测量质量能够影响到桥梁竣工后的各项性能指标,通过对施工测量中遇到的问题进行分析能够提升大桥工程施工测量质量。相信随着更多人注意到施工测量的重要性,大桥工程的施工测量技术一定会更加完善。
参考文献:
[1]唐涛.长大桥梁与隧道的测量控制研究[J].福建交通科技,2020(03):122-123.
[2]张瑞伟.大型桥梁施工测量问题综合分析及应用[J].交通世界,2020(Z1):158-159.
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