專利名稱：鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑工程的安裝測量控制方法，尤其涉及一種鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法。
背景技術(shù)：
國內(nèi)目前在較高大橋鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝時(shí)一般采用“天頂法”，在施工底混凝土底板時(shí)，精確定出控制點(diǎn)位置，當(dāng)施工到較高層數(shù)時(shí)，用垂直經(jīng)緯儀，將垂直經(jīng)緯儀設(shè)在底層，用光學(xué)對中設(shè)備將經(jīng)緯儀的光學(xué)中心點(diǎn)對準(zhǔn)控制樁的中心，然后，將經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)指向天頂(施工層)在施工層上的預(yù)留孔處設(shè)有可移動的玻璃十字板，調(diào)整玻璃板對準(zhǔn)垂直經(jīng)緯儀的十字中心點(diǎn)，此點(diǎn)即為施工時(shí)設(shè)定的控制點(diǎn)。當(dāng)所有控制點(diǎn)投測完畢后，根據(jù)控制點(diǎn)定出各位置線。《鐵道建筑技術(shù)》2010年第9期，“干海子大橋鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝技術(shù)”一文對干海子大橋?yàn)榻煌ú课鞑可絽^(qū)科技示范項(xiàng)目依托工程，大橋下部結(jié)構(gòu)多為鋼管格構(gòu)墩， 對鋼管格構(gòu)墩的現(xiàn)場實(shí)際采取的安裝技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。目前的方法受各種環(huán)境因素及人為操作的影響較大，放樣精度和作業(yè)效率低，并且測量人員和儀器在底層作業(yè)易受墜物傷害。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，有效消除了各種環(huán)境因素、人為操作及施工不當(dāng)引起的墩身軸線偏差影響，具有很高的放樣精度和明顯的作業(yè)效率，滿足了格構(gòu)墩柱與橫撐安裝施工的需要，測量人員和儀器不會受墜物傷害，非常具有實(shí)用性。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，鋼管格構(gòu)墩由四根立柱鋼管組成，沿墩高每7-17m設(shè)置一道橫聯(lián)桁架，立柱鋼管之間每Um設(shè)置一道連接腹管，鋼管格構(gòu)墩施工是按照事先在地面加工好的鋼管節(jié)段單元及橫聯(lián)桁架運(yùn)至橋墩位現(xiàn)場進(jìn)行安裝，所述鋼管節(jié)段單元由兩片縱向A型架鋼管與橫撐連接組成，安裝時(shí)鋼管節(jié)段單元的定位采用以“三維坐標(biāo)控制法”為主，“雙軸線控制法”為輔的測量控制方法，所述“三維坐標(biāo)控制法”具體步驟如下(1)測量控制時(shí)將測量控制指標(biāo)分解到四根立柱鋼管上，首先測定出四根立柱鋼管(1)安裝節(jié)段的樁頂高程，高程位置確定采用幾何水準(zhǔn)測量法與全站儀三角高程測量法相結(jié)合進(jìn)行雙控，計(jì)算出各立柱鋼管柱頂?shù)膶?shí)測高程，并與設(shè)計(jì)的鋼管節(jié)段單元管頂高程進(jìn)行對比，最后根據(jù)各立柱鋼管柱頂?shù)膶?shí)測平面高程與鋼管設(shè)計(jì)傾斜度分別計(jì)算出各待測立柱鋼管柱頂?shù)钠矫嬷行淖鴺?biāo)；(2)在各鋼管節(jié)段單元放樣前，安裝人員提前在立柱鋼管柱頂管口平面的軸心區(qū)域焊接水平定位板；在現(xiàn)場進(jìn)行放樣控制時(shí)，根據(jù)已計(jì)算好的平面中心坐標(biāo)通過數(shù)據(jù)換算按極坐標(biāo)法進(jìn)行施工放樣，前視扶鏡人員在立柱鋼管柱頂?shù)乃蕉ㄎ话迳狭㈢R，通過測站觀測人員的定位指揮，依次在四根立柱鋼管上測放出各待測點(diǎn)的準(zhǔn)確中心位置；施工放樣完成后，儀器觀測人員重新返鏡觀測后視點(diǎn)，復(fù)核后視角度是否與放樣前配置的角度一致，
4復(fù)核無誤后方可提供定位調(diào)整數(shù)據(jù)，指導(dǎo)作業(yè)人員進(jìn)行管口尺寸微量調(diào)校；所述“雙軸線控制法”指控制待測點(diǎn)位的垂直度與傾斜度，其通過定向控制待測立柱鋼管的縱、橫向控制軸線來實(shí)現(xiàn)，具體步驟如下(1)安裝前測量人員根據(jù)A型架鋼管管徑分中的原理提前在每片縱向A型架鋼管外壁上準(zhǔn)確量測出鋼管樁的縱、橫向軸線點(diǎn)位置，通過定向彈墨線在鋼管外管壁上標(biāo)定出縱、橫向控制軸線；(2)鋼管節(jié)段單元在安裝過程中，現(xiàn)場安裝人員均以三聯(lián)A型架鋼管為一組采用拉軸線的方法對鋼管節(jié)段單元進(jìn)行軸心控制與偏差調(diào)整；當(dāng)鋼管節(jié)段單元管壁上標(biāo)定的縱、橫向控制軸線與縱、橫向軸線通線處于完全重合的狀態(tài)下，格構(gòu)墩柱鋼管安裝單元的軸心滿足精確就位要求。作為優(yōu)選，所述幾何水準(zhǔn)測量方法是利用橋墩下的支水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)儀和鋼尺把標(biāo)高分段引到施測部位，所述全站儀三角高程測量法為正、倒鏡測量。作為優(yōu)選，測量時(shí)間選擇在日照強(qiáng)度弱的時(shí)刻，在進(jìn)行測量控制時(shí)及時(shí)根據(jù)施測時(shí)的室外溫度和氣壓值，校正儀器相關(guān)參數(shù)減弱環(huán)境因素引起的誤差；對鋼管格構(gòu)墩柱進(jìn)行軸心偏差調(diào)整控制時(shí)選擇在日照溫差較低的無風(fēng)或微風(fēng)時(shí)刻。作為優(yōu)選，對鋼管格構(gòu)墩柱進(jìn)行軸心放樣控制時(shí)，導(dǎo)線控制點(diǎn)根據(jù)格構(gòu)墩柱的分布特點(diǎn)定向劃分相應(yīng)的施測范圍，檢測過程中控制點(diǎn)不跨區(qū)交叉使用。作為優(yōu)選，在對立柱鋼管進(jìn)行空間定位與調(diào)整時(shí)，采用拉尺丈量法分別對鋼管格構(gòu)墩柱的小跨與大跨的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行鋼尺量距檢測與控制。作為優(yōu)選，每半年進(jìn)行一次對施工控制網(wǎng)復(fù)測，在對控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測時(shí)，與相鄰標(biāo)段的控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測。本發(fā)明的有益效果是通過以“三維坐標(biāo)控制法”為主，“雙軸線控制法”為輔的測量控制方案，通過“三維坐標(biāo)控制法”與“雙軸線控制法”的雙控檢測對高空定位安裝測量控制形成了相互校核和互補(bǔ)的局面，有效消除了各種環(huán)境因素、人為操作及施工不當(dāng)引起的墩身軸線偏差影響。通過對驗(yàn)收合格的鋼管格構(gòu)墩柱進(jìn)行混凝土澆筑完成前、后的軸心偏差對比檢測，其混凝土澆筑前鋼管柱的最大縱向偏差為4mm，最大橫向偏差為4mm ；混凝土澆筑完成后鋼管柱的最大縱向偏差為5mm，最大橫向偏差為4mm，檢測數(shù)據(jù)均滿足鋼管格構(gòu)墩柱安裝施工的設(shè)計(jì)控制要求，具有很高的放樣精度和明顯的作業(yè)效率。另外測量人員和儀器不會受墜物傷害，非常具有實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明格構(gòu)墩鋼管柱縱、橫向控制軸線平面示意圖；圖2是本發(fā)明格構(gòu)墩鋼管柱縱向控制軸線示意圖。其中1-立柱鋼管，2-腹管，3-立柱鋼管的縱向控制軸線，4-立柱鋼管的橫向控制軸線，5-橫聯(lián)桁架。
具體實(shí)施例方式作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，如圖1和圖2所示，一種鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，鋼管格構(gòu)墩由四根立柱鋼管1組成，沿墩高每1 !設(shè)置一道橫聯(lián)桁架5，立柱鋼管之間每ail設(shè)置一道連接腹管2，鋼管格構(gòu)墩施工是按照事先在地面加工好的鋼管節(jié)段單元及橫聯(lián)桁架5運(yùn)至橋墩位現(xiàn)場進(jìn)行安裝，所述鋼管節(jié)段單元由兩片縱向A型架鋼管與橫撐連接組成。 本發(fā)明使用的全站儀儀器型號為拓普康全站儀-GTS7501，其測角精度為1秒，測距精度士 Imm;水準(zhǔn)儀型號為北京博飛DSB-I和天津歐波DS32H。在工程開工前，根據(jù)施工需要須提前對所投入的測量儀器經(jīng)過西南交大測量檢測中心進(jìn)行檢校和標(biāo)定。
施工前先進(jìn)行施工控制網(wǎng)加密布設(shè)，施工控制網(wǎng)是施工放樣和測量控制的基礎(chǔ)， 施工控制網(wǎng)數(shù)據(jù)的精確性直接決定放樣數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。在施工前，測量班根據(jù)現(xiàn)場地形條件和工程放樣的規(guī)模，對施工控制網(wǎng)方案進(jìn)行了規(guī)劃和布設(shè)，其中平面控制網(wǎng)主要是對高度在90m以上的鋼管格構(gòu)墩柱區(qū)域重新進(jìn)行了控制導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)，即根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的控制點(diǎn)在施工區(qū)域根據(jù)不同施工放樣要求在不同高程地面位置布設(shè)了加密閉合、附和導(dǎo)線控制網(wǎng)。對于水準(zhǔn)測量控制網(wǎng)的布設(shè)，以四等水準(zhǔn)測量網(wǎng)為基準(zhǔn)，從大橋一端的永久水準(zhǔn)點(diǎn)開始，按附合水準(zhǔn)路線要求進(jìn)行高程傳遞，并逐墩分區(qū)進(jìn)行支水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)，最后附合在另一端的永久水準(zhǔn)點(diǎn)上，其高差閉合差限差為fh限< 士6 V nmm(n為測站點(diǎn)數(shù))。安裝時(shí)鋼管節(jié)段單元的定位采用以“三維坐標(biāo)控制法”為主，“雙軸線控制法”為輔的測量控制方法，所述“三維坐標(biāo)控制法”具體步驟如下(1)測量控制時(shí)將測量控制指標(biāo)分解到四根立柱鋼管1上，首先測定出四根立柱鋼管1安裝節(jié)段的樁頂高程，高程位置確定采用幾何水準(zhǔn)測量法與全站儀三角高程測量法相結(jié)合進(jìn)行雙控，計(jì)算出各立柱鋼管1柱頂?shù)膶?shí)測高程，并與設(shè)計(jì)的鋼管節(jié)段單元管頂高程進(jìn)行對比，最后根據(jù)各立柱鋼管1柱頂?shù)膶?shí)測平面高程與鋼管設(shè)計(jì)傾斜度分別計(jì)算出各待測立柱鋼管1柱頂?shù)钠矫嬷行淖鴺?biāo)；在本實(shí)施例中，作為優(yōu)選，所述幾何水準(zhǔn)測量方法是利用橋墩下的支水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)儀和鋼尺把標(biāo)高分段引到施測部位，所述全站儀三角高程測量法為正、倒鏡測量。(2)在各鋼管節(jié)段單元放樣前，安裝人員提前在立柱鋼管1柱頂管口平面的軸心區(qū)域焊接水平定位板；在現(xiàn)場進(jìn)行放樣控制時(shí)，根據(jù)已計(jì)算好的平面中心坐標(biāo)通過數(shù)據(jù)換算按極坐標(biāo)法進(jìn)行施工放樣，前視扶鏡人員在立柱鋼管1柱頂?shù)乃蕉ㄎ话迳狭㈢R，通過測站觀測人員的定位指揮，依次在四根立柱鋼管1上測放出各待測點(diǎn)的準(zhǔn)確中心位置；施工放樣完成后，儀器觀測人員重新返鏡觀測后視點(diǎn)，復(fù)核后視角度是否與放樣前配置的角度一致，復(fù)核無誤后方可提供定位調(diào)整數(shù)據(jù)，指導(dǎo)作業(yè)人員進(jìn)行管口尺寸微量調(diào)校。一般情況下，各待測點(diǎn)能直接進(jìn)行極坐標(biāo)放樣，個(gè)別情況下因上下行走轉(zhuǎn)梯、操作平臺及施工設(shè)備等影響視線通視時(shí)，可通過調(diào)整棱鏡桿長度，或在局部范圍內(nèi)采用偏距測量等輔助方法解決待測點(diǎn)的放樣問題。所述“雙軸線控制法”指控制待測點(diǎn)位的垂直度與傾斜度，其通過定向控制待測立柱鋼管的縱、橫向控制軸線3、4來實(shí)現(xiàn)，具體步驟如下(1)安裝前測量人員根據(jù)A型架鋼管管徑分中的原理提前在每片縱向A型架鋼管外壁上準(zhǔn)確量測出鋼管樁的縱、橫向軸線點(diǎn)位置，通過定向彈墨線在鋼管外管壁上標(biāo)定出縱、橫向控制軸線3、4。(2)鋼管節(jié)段單元在安裝過程中，現(xiàn)場安裝人員均以三聯(lián)A型架鋼管為一組采用拉軸線的方法對鋼管節(jié)段單元進(jìn)行軸心控制與偏差調(diào)整；當(dāng)鋼管節(jié)段單元管壁上標(biāo)定的縱、橫向控制軸線3、4與縱、橫向軸線通線處于完全重合的狀態(tài)下，格構(gòu)墩柱鋼管安裝單元的軸心滿足精確就位要求，同時(shí)也表明鋼管格構(gòu)墩柱的垂直度與傾斜度滿足設(shè)計(jì)要求。各鋼管節(jié)段單元在高空定位安裝的實(shí)施階段，采用以上測量控制方法能滿足鋼管格構(gòu)墩柱的安裝精度和施工需要，但實(shí)施過程中也發(fā)現(xiàn)了一些影響鋼管樁柱安裝精度的不利因素，主要有以下兩種1.環(huán)境因素影響環(huán)境因素的影響主要是指風(fēng)載、太陽輻射位差造成結(jié)構(gòu)不對稱變形。由于缺少日照溫差對鋼管格構(gòu)墩安裝精度方面的具體影響參數(shù)，分別選擇在不同時(shí)段，不同日照溫差的條件下對已檢測合格的20#墩第五節(jié)段鋼管柱(墩高約60米)進(jìn)行對比檢測檢測結(jié)果顯示，偏差值的大小與結(jié)構(gòu)物的柔度系數(shù)和溫差成正比，在上午10點(diǎn)鐘以前日照強(qiáng)度相對較弱時(shí)對鋼管進(jìn)行檢測其軸心偏差值等控制要素相對穩(wěn)定，變化較小。而在上午10點(diǎn)鐘至下午16點(diǎn)鐘這期間的日照強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)進(jìn)行檢測，受溫差的影響，其鋼管柱的軸心偏差值比較明顯。檢測數(shù)據(jù)見表一《鋼管格構(gòu)墩柱在不同日照溫度條件下的軸心偏差值對比檢測表》。表一鋼管格構(gòu)墩柱在不同日照溫度條件下的軸心偏差值對比檢測表
權(quán)利要求
1.一種鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，其特征在于鋼管格構(gòu)墩由四根立柱鋼管組成，沿墩高每7-17m設(shè)置一道橫聯(lián)桁架，立柱鋼管之間每Um設(shè)置一道連接腹管，鋼管格構(gòu)墩施工是按已加工好的鋼管節(jié)段單元及橫聯(lián)桁架運(yùn)至橋墩位現(xiàn)場進(jìn)行安裝，所述鋼管節(jié)段單元由兩片縱向A型架鋼管與橫撐連接組成，安裝時(shí)鋼管節(jié)段單元的定位采用以“三維坐標(biāo)控制法”為主，“雙軸線控制法”為輔的測量控制方法，所述“三維坐標(biāo)控制法”步驟包括(1)測量控制時(shí)將測量控制指標(biāo)分解到四根立柱鋼管上，首先測定出四根立柱鋼管安裝節(jié)段的樁頂高程，高程位置確定采用幾何水準(zhǔn)測量法與全站儀三角高程測量法相結(jié)合進(jìn)行雙控，計(jì)算出各立柱鋼管柱頂?shù)膶?shí)測高程，并與設(shè)計(jì)的鋼管節(jié)段單元管頂高程進(jìn)行對比， 最后根據(jù)各立柱鋼管柱頂?shù)膶?shí)測平面高程與鋼管設(shè)計(jì)傾斜度分別計(jì)算出各待測立柱鋼管柱頂?shù)钠矫嬷行淖鴺?biāo)；(2)在各鋼管節(jié)段單元放樣前，安裝人員提前在立柱鋼管柱頂管口平面的軸心區(qū)域焊接水平定位板；在現(xiàn)場進(jìn)行放樣控制時(shí)，根據(jù)已計(jì)算好的平面中心坐標(biāo)通過數(shù)據(jù)換算按極坐標(biāo)法進(jìn)行施工放樣，前視扶鏡人員在立柱鋼管柱頂?shù)乃蕉ㄎ话迳狭㈢R，通過測站觀測人員的定位指揮，依次在四根立柱鋼管上測放出各待測點(diǎn)的準(zhǔn)確中心位置；施工放樣完成后，儀器觀測人員重新返鏡觀測后視點(diǎn)，復(fù)核后視角度是否與放樣前配置的角度一致，復(fù)核無誤后方可提供定位調(diào)整數(shù)據(jù)，指導(dǎo)作業(yè)人員進(jìn)行管口尺寸微量調(diào)校；所述“雙軸線控制法”指控制待測點(diǎn)位的垂直度與傾斜度，其通過定向控制待測立柱鋼管的縱、橫向控制軸線來實(shí)現(xiàn)，其步驟包括(1)安裝前測量人員根據(jù)A型架鋼管管徑分中的原理提前在每片縱向A型架鋼管外壁上準(zhǔn)確量測出鋼管樁的縱、橫向軸線點(diǎn)位置，通過定向彈墨線在鋼管外管壁上標(biāo)定出縱、橫向控制軸線；(2)鋼管節(jié)段單元在安裝過程中，現(xiàn)場安裝人員均以三聯(lián)A型架鋼管為一組采用拉軸線的方法對鋼管節(jié)段單元進(jìn)行軸心控制與偏差調(diào)整；當(dāng)鋼管節(jié)段單元管壁上標(biāo)定的縱、橫向控制軸線與縱、橫向軸線通線處于完全重合的狀態(tài)下，格構(gòu)墩柱鋼管安裝單元的軸心滿足精確就位要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，其特征在于所述幾何水準(zhǔn)測量方法是利用橋墩下的支水準(zhǔn)點(diǎn)、水準(zhǔn)儀和鋼尺把標(biāo)高分段引到施測部位，所述全站儀三角高程測量法為正、倒鏡測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，其特征在于測量時(shí)間選擇在日照強(qiáng)度弱的時(shí)刻，在進(jìn)行測量控制時(shí)及時(shí)根據(jù)施測時(shí)的室外溫度和氣壓值， 校正儀器相關(guān)參數(shù)減弱環(huán)境因素引起的誤差；對鋼管格構(gòu)墩柱進(jìn)行軸心偏差調(diào)整控制時(shí)選擇在日照溫差較低的無風(fēng)或微風(fēng)時(shí)刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，其特征在于對鋼管格構(gòu)墩柱進(jìn)行軸心放樣控制時(shí)，導(dǎo)線控制點(diǎn)根據(jù)格構(gòu)墩柱的分布特點(diǎn)定向劃分相應(yīng)的施測范圍，檢測過程中控制點(diǎn)防止跨區(qū)交叉使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，其特征在于在對立柱鋼管進(jìn)行空間定位與調(diào)整時(shí)，采用拉尺丈量法分別對鋼管格構(gòu)墩柱的小跨與大跨的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行鋼尺量距檢測與控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，其特征在于每半年進(jìn)行一次對施工控制網(wǎng)復(fù)測，在對控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測時(shí)，與相鄰標(biāo)段的控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼管格構(gòu)墩現(xiàn)場安裝測量控制方法，鋼管格構(gòu)墩由四根立柱鋼管組成，沿墩高設(shè)置橫聯(lián)桁架，立柱鋼管之間設(shè)置連接腹管，鋼管格構(gòu)墩按事先加工好的鋼管節(jié)段單元及橫聯(lián)桁架運(yùn)至橋墩位現(xiàn)場進(jìn)行安裝，所述鋼管節(jié)段單元由兩片縱向A型架鋼管與橫撐連接組成，安裝時(shí)鋼管節(jié)段單元定位采用以“三維坐標(biāo)控制法”為主，“雙軸線控制法”為輔的測量控制方法。本發(fā)明有效消除了環(huán)境因素、人為操作及施工不當(dāng)引起的墩身軸線偏差，具有高放樣精度和作業(yè)效率，滿足了格構(gòu)墩柱與橫撐安裝施工的需要，測量人員和儀器不會受墜物傷害，具有實(shí)用性。
文檔編號E01D19/02GK102251476SQ201110097959
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者李文軍, 李治強(qiáng), 武旭升, 羅國峰, 董鳳杰 申請人:中鐵二十三局集團(tuán)第三工程有限公司