浅谈桥梁测量中误差控制要点

浅谈桥梁测量中误差控制要点

摘要：空心薄壁高墩在施工过程中，受日照温差、大气对流、机械振动及荷载偏心等影响，容易造成轴线的弯曲和摇摆，直接影响墩身施工精度。本文以某大桥空心薄壁高墩施工过程中的测量为例，探讨了其测量中的无擦控制措施。

关键词：高墩；误差；测量；控制

一、工程概述

某高速全线桥梁多数位于缓和曲线和圆曲线上。桥墩为薄壁空心双线圆端形变截面空心墩、等截面空心墩及实体墩，高度多在30m以上，最大高度50m，墩孔跨式样为2402m双线简支箱梁。由于是在高空作业，施工精度控制十分复杂，墩身过大的偏差势必对该桥的性能和线形有着较为显著的影响。所以，空心薄壁高墩测量精度的控制是决定大桥整体施工质量的关键因素。

二、造成高墩施工测量误差的因素 

（一）阳光照射产生的温差 

高墩柱已成型的混凝土墩身在阳光照射下，阳面一侧与阴面一侧形成温差，混凝土出现不均匀膨胀，阳面一侧向阴面一侧倾斜，其幅度是随着日照温度高低和温差大小变化的。温度与气压对全站仪测量精度也有影响。 

（二）风力对高墩测量的影响 

在大气作用下，在高墩被风面形成“风涡流”使柔性墩产生轻微摆动，风力的强弱变化是随机的，所以柔性墩的轻微摆动是无序的，在强风环境下，对墩身的轴线及垂直度影响较大。 

（三）混凝土施工过程中的机械振动对垂直度的影响 

在浇筑混凝土的过程中,振捣棒不对称振动，或振动桥撞击模板一侧也会使模板倾斜，造成上下混凝土不共轴，出现较大挫台或垂直度超过规范要求。

三、桥梁测量中误差控制要点

（一）平面位置控制

1、平面控制网的布设和测量 

选点埋石：根据桥梁和原始导线点的位置关系，选取地质牢固稳定、施工过程中不易破坏、且对所放样的桥梁视野开阔的地方埋置精密导线环控制点标石，并用砼加固，点位布设均匀，密度合适。

测量技术要求：按《公路勘测规范》（JTJ０6１—99）及《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中一级导线测量技术要求，对桥梁闭合导线环控制点进行观测，并将所有纳入线路主导线（复测过的原始导线点）控制网中。 

计算及平差方法：在满足闭合环要求的条件下，对桥梁控制网点和线路原始导线点按近似平差方法对观测结果进行平差。

2、放样与观测

对个别不能直接与桥梁主控制点通视的桥梁各部位施工控制点位放样，在距放样点较近且同时能与几个桥梁主控制点通视的地方（因地表不稳，不宜设置永久性控制点）自由设站，观测二个或多个已知点，徕卡TC-702型全站仪自动进行平差计算得出测站坐标，然后用极坐标法精确放样出点位，再到另一地方自由设站，测量放样点的坐标，复核是否与该点设计坐标的误差符合规范要求。 

3、测量时间选择  

挑选温度低、风速小的时段进行。墩身轴线放样时选择在无风或微风时刻，以减小因风载引起的轴线偏差。为了避开日照温差效应引起的墩身弯曲变形，一般选择在日照强度低的时刻如在早晨太阳升起之前，傍晚日落后墩身温差比较小的时刻。在正常情况下，测量时间在早上7：00～9：00或下午5：00～6：30最佳，可以有效地避开阳光照射的温差对立柱造成的偏移，但风力的影响是无法避免的，这个时间段不一定无风或风小，同样对测量有影响，测量精度无法保证。 

无风或弱风情况下，早晨7：00—9：00或下午5：00～6：30测量时间是可以选择的，但施工过程中，测量工作可能是随时要发生的，局限固定的测量控制时段就会出现施工等待测量现象，造成窝工现象，影响施工进度。

同时采用水雾降温法以减小由日照温差引起的轴线偏差。水雾降温法：在滑模结构底部安装周向喷水管，在日照强烈的天气间断地向墩身喷水，从而在墩身周围形成一层水雾，降低壁板的日照温差，减小因日照引起的墩身轴线偏差，同时为墩身混凝土表面提供养生用水。

（二）高程控制测量

桥梁施工需在桥梁两侧布设水准点，每侧至少布置两个，且尽量靠近施工现场，以便高程传递与校核。自桥梁一端永久水准戋开始，逐墩测量，最后闭合在另～端的永久水准点上，其高差闭合差限差为fh限≤±4mm(n为测站点数)。水准点可布设在不同的高度，以便混凝土施工到不同的高度时使用。进行测量时，严格实行过程控制，

定期联测各墩施工面水准点和标高。当测设时因桥墩未完工而无法完成附和

导线测量时，应按照闭合水准路线要求进行高程控制，并保证闭合限差满足施工要求，严格禁止支水准测量。切记水准点要随时进行复核，使用前后及每测回都要进行闭合。

当地形平坦，无较高制高点时，可采用全站仪进行高程测量。这种方法是用全站仪，在任意点架镜子调平后，追踪杆立于已知高程点HB，后视对中杆棱镜，测出此时全站仪目镜与对中杆棱镜的高差V1值，再把对中杆立于待测点，测出待测点V2值，用已知高程减后视点V1值在加上待测点V2值，即为待测点高程HAoHA=HB-V1+V2。全站仪测量高程不用测仪器高、棱镜高，避免测仪器高、棱镜高时误差的累积，减少了误差，而且操作方便。但要注意对地球曲率、折光差及温差进行改正，且该法仅适用于仰角、俯角不大时的测设。当仰角、俯角较大时，可采用水准仪将水准点引到桥墩下，利用钢尺把标高引到施工部位的方法。拉尺时要注意因拉力和温度差异引起的尺长改正。施工时可结合现场实际情况采用水准仪、钢尺和全站仪对每个循环进行反复校核，确保无误。

（三）垂直度控制测量

垂直度控制亦是墩身纠偏工作的主要依据。垂直度控制主要通过全站仪测放三维坐标法和激光铅直仪法进行控测。

1、控制标准

施工测量控制标准：断面尺寸±5mm，矩形截面4个角点的纵横偏差值均不大于10mm。

2、控制网的布设

根据施工现场交桩情况，结合具体地形及通视条件，对全桥进行导线布控，控制网按四等导线测设。布控点全部设为强制对中点。强制对中点为一钢筋砼小台体，高120m，基座与方柱体一次浇注成型，方柱顶预埋5mm厚不锈钢板，板中央预埋一英制全站仪通用螺栓。每次测量时不需携带三角架腿，只需把仪器直接拧紧在螺栓上调平即可。强制对中点做为大桥测量控制点并需移交给业主做为运营期监测使用。因此，对中点的坐标需经过施工单位、监控单位、测量监理、项目总监办测量班级测量复核确认。在相对固定的观测时间段，采用不同的人、不同的仪器换手复测，做到准确无误、万无一失。误差标准控制在ΔX≤2mm、ΔY ≤2mm 以内。

3、模板检测校正 

首先站在顶层翻模平台上，从模板角上沿模板内边缘的延长线拉钢卷尺，把激光靶中心十字线的一条线与钢卷尺的50cm刻度线重合，扶平激光靶，使激光靶平面与模板顶处于同一水平面内，用另一把钢卷尺丈量激光点距50cm刻度线的距离并记录。依次测量墩身4个点的偏差值，依据标准判定模板4个角点平面位置是否合格，若有一个点偏差值超过标准，则需重新调整模板，重新检查。因