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摘 要：本文将传统的测量方式当作基础，引入桥梁立柱的无接触偏心测量方法，通过该方法在具体工程中的运用和原有的测量方式加以比对，结果显示，在投入测量人员方面，无接触偏心测量方法是传统方法的三分之一，能够将测量的工期缩短百分之五十，使测量的成本大大减少。检测的内容主要有倾斜方位、倾斜度、偏移量、半径等，检测的数据能够从多个角度将桥梁墩柱倾斜的属性进行直观表达与分析。圆柱的无接触偏心测量方法不会受到三级风条件的影响，能够确保测量工作的有效进行。
关键词：垂直度；快速检测；桥梁高墩柱
引言
经济的快速发展带动了高速公路的不断进步，高墩柱在桥梁中得到了越来越多的应用。进行桥梁施工时，桥梁受力的状态会在一定程度上受到桥梁墩柱垂直度的影响，因此检测高墩柱的垂直度十分重要。相关公路质量评定标准对于桥梁墩柱垂直度检查频率、检查方法、允许偏差进行了规定：应采取吊线锤法对桥梁的4至8个部位进行检查，墩柱的倾斜度<墩柱的0.3%<20毫米。在进行桥梁高墩柱施工时，表面凹凸、外部荷载、桩基与承台下沉、初始倾角等情况都会造成桥梁倾斜以及倾斜假象。
一、研究背景
目前，大量学者进行了理论分析与工程实践，分析原有检测桥梁墩柱垂直度的方式，提出了一些优化的方法。有些学者指出，对于没有明显特征、柱状的构筑物，应利用非接触全站仪投影的方式来测量倾斜度。有些学者提出了弧长公式法、垂线法、坐标法、直尺加全站仪法，还对这几种方法的优势和不足展开了分析与对比。有些学者将薄壁空心墩当作例子，对高墩柱质量控制与施工特点进行了论述，指出一般检测桥梁高墩柱的方式只可以将特征点部位倾斜率与水平偏移检测出来，无法将构筑物内部中心轴线空间的线形检测出来。由此可见，原有测量方法过于传统，已经不能适用于测量当前高墩柱的垂直度。伴随测绘技术不断发展与进步，全站仪更为自动化，还搭载很多实用性、面对客户的程序，比如面积测量、悬高测量、自动点测量等，尤其是将全站仪与机载程序有机结合的测量方式让桥梁高墩柱能够进行更为全面的测量，测量的效果也更好。
二、检测桥梁高墩柱垂直度的方法
（一）原有测量方法
1.吊线锤发
相关规范对桥梁高墩柱的检测频率与检测方法进行了明确规定，要求使用吊线锤法的检测方法。使用吊线锤法进行测量的过程为：当安装完桥梁高墩柱的木板之后，将模板上方四周的边缘都支出、悬挂出一点，其作用是能够对具有重量的垂球进行垂吊，并且保持和抗风绳一样的方向。将相关读数设备设置于墩柱底部或是垂线下，量出或读取和底部相比桥梁高墩柱的方向与水平位移。如果误差处于规定范围之内，就将其认为是合格的桥梁高墩柱，反之就是不合格的桥梁高墩柱。
该方法测量时主要将地心引力这一原理当作依据，无需繁琐仪器的使用，能够使用非常简单的操作过程进行垂直度检测与模板校正，获得桥梁高墩柱测量的广泛应用。不过当现场有很大的风力时，垂球将会发生一定的摇摆，导致测量垂直度的工作较难或者不能进行。因此，该方法有一定的测量环境要求，在测量过程中处于风力很小或者无风条件下，垂球的垂度不会受到影响，需要准确地进行桩基施工定位，不能出现偏位[1]。但是，该方法不能很好地控制精度，精度控制具有一定难度，要求测量人员具备较强的耐心与责任心，进行测量的过程中，应把测量人员通过起高设备运到桥梁高墩柱上面来检测垂直度，伴随桥墩越来越高，该方法无法使测量人员生命安全得到保证，也无法让测量出的数据准确性得到保证。
2.弧长检测法
一般来说，弧长检测法也叫作投点法，使用该方法进行测量的过程为：把仪器放置在可以看到墩柱整体的位置，使用望远镜对墩柱模板的顶端边缘处进行瞄准，将水平度盘锁定以后设置水平角为零。将垂直螺旋的按钮进行旋转，将望远镜的视角调整至墩柱最下方。把水平度盘解锁，将视角进行微调，直到可以对墩柱最下方的外侧进行位置瞄准，把水平角度测量值设为a，墩柱最下方边缘和无棱镜测量仪器间距离设为S，那么按照aπS/180=L的弧长计算公式就能对该墩柱垂直度进行计算。与吊线锤法相比，弧长检测法拥有更高的精度，不过需要对角度进行反复测量，对垂直度偏差进行反复计算，过程繁琐而复杂，测量时还要设置两次仪器，分别测横向偏差与纵向偏差。如果测量仪器是经纬仪而不是无棱镜全站仪，那么墩柱最下方边缘和仪器的距离就要借助钢尺来测量，进一步增加测量误差[2]。除此之外，该方法在设置仪器时有很高的位置要求，设置的位置既要满足墩柱最下方边缘的观测需要，还要满足墩柱最上方边缘的观测需要，不过施工现场有很多的湖泊、填土、陡坡等遮挡严重的地段，使检测桥梁高墩柱垂直度受到严重阻碍。
（二）圆柱偏心测量方法
圆柱偏心测量方法能够测量相对高耸的柱状体，本文把该方法引入桥梁高墩柱垂直度检测之中。圆柱偏心测量方法是一种新型检测方法，使用该方法进行测量的过程为：将仪器设置在已知点M，对已知点N设站定向，然后开始圆柱偏心的测量步骤，确保以竖直角不发生改变为前提采取无棱镜模式，让十字丝竖丝墩柱右边线与左边线相切来测量又切与左切，然后对水平螺旋进行微调，把水平角度设置为成0°0'0″再进行测量，这样可以直接获得该平面半径与圆心坐标。
与弧长检测法、吊线锤法相比，圆柱偏心测量的方法精度更高，测量时不需要和被测量的物体进行接触，使测量人员生命安全得到保证。进行桥梁高墩柱測量的过程中，由于不需要对最下方边缘与最上方边缘进行观测，因此不会受到起伏地形的过多限制。把仪器设置于已知点M，若墩柱处于没有遮挡的条件下，能够用单测站测量多个桥梁高墩柱，提高了检测桥梁高墩柱的效率。由此可见，如果使用弧长检测法与吊线锤法测量桥梁高墩柱不仅费力而且费时，但圆柱偏心测量方法能够让测量工作完成得更加轻松。
三、检测桥梁高墩柱的应用实例
某在建的高速公路长度为59千米，有40多座大桥，桥梁的总长度约为16千米，墩柱的数量设计超过4000根，并且有很多的桥梁高墩柱，具有一定的施工难度和较高的技术要求。使用徕卡全站仪来检测该高速公路1600根左右的墩柱。经过现场测量来全方位、多角度地比较三个测量方法[3]。通过比较发现，全站仪的圆柱偏心测量方法在设备需要、检测内容、测量危险程度、自动化程度、最少时间投入、最少人员投入、环境影响、精度、复杂程度等都比另外两个原有测量方法要好。圆柱偏心测量方法是传统方法的三分之一，能够将测量的工期缩短百分之五十，使测量的成本大大减少。
与此同时，使用无接触的圆心偏心测量方法能够将倾斜方位、倾斜度、偏移量、设计半径差值、墩柱半径等多种内容测量出来。同一标段的15个墩柱里仅有1个墩柱超出偏移量要求且倾斜度达到千分之三，其余倾斜度都为千分之一左右，设计半径和测量半径的差值保持在1.5毫米之内。该方法和原有的检测方法相比，检测的数据更加直观、详细，能够全方位、多角度地表达桥梁高墩柱倾斜的属性。为了对吊垂线法受风力影响情况进行检验，通过实验检测出在10米高时各种风力等级下垂球摇动的幅度，发现处于三级风力下垂球出现了5毫米的摇动幅度，又因为桥梁高墩柱高度是15米，通过对桥梁高墩柱上方风力影响的考虑，吊线锤法风力不可超过二级，但圆心偏心测量方法不受二三级风风力限制，能够正常进行测量。
结语
总而言之，在对桥梁的施工质量进行评定时，桥梁墩柱垂直度是一项非常重要的指标，伴随城市化程度的不断加深，建设了大量高速公路，很多桥梁高墩柱出现在高速公路中，但是原有的检测方式已经不能符合当前检测桥梁立柱的要求。因此，测量人员应对桥梁墩柱原有的测量方法与圆心偏心测量方法有一个全面的了解，并合理应用到实际中，从而实现桥梁高墩柱快速检测。
参考文献
[1]马宏伟，林逸洲，聂振华.利用少量传感器信息与人工智能的桥梁结构安全监测新方法[J].建筑科学与工程学报，2018，35（05）：9-23.
[2]周广东，操声浪，刘定坤.基于自适应动态惩罚遗传算法的桥梁监测无线测点优化研究[J].建筑科学与工程学报，2018，35（05）：86-92.
[3]朱玉雪.水下玻纤套筒为桥梁保驾护航——中岩科技“水下玻纤套筒技术”引领水下桩基修复新方向[J].中国建材，2018，（09）：114-116.
（作者单位：中交一公局集团第七工程有限公司）
关键词：垂直度；快速检测；桥梁高墩柱
引言
经济的快速发展带动了高速公路的不断进步，高墩柱在桥梁中得到了越来越多的应用。进行桥梁施工时，桥梁受力的状态会在一定程度上受到桥梁墩柱垂直度的影响，因此检测高墩柱的垂直度十分重要。相关公路质量评定标准对于桥梁墩柱垂直度检查频率、检查方法、允许偏差进行了规定：应采取吊线锤法对桥梁的4至8个部位进行检查，墩柱的倾斜度<墩柱的0.3%<20毫米。在进行桥梁高墩柱施工时，表面凹凸、外部荷载、桩基与承台下沉、初始倾角等情况都会造成桥梁倾斜以及倾斜假象。
一、研究背景
目前，大量学者进行了理论分析与工程实践，分析原有检测桥梁墩柱垂直度的方式，提出了一些优化的方法。有些学者指出，对于没有明显特征、柱状的构筑物，应利用非接触全站仪投影的方式来测量倾斜度。有些学者提出了弧长公式法、垂线法、坐标法、直尺加全站仪法，还对这几种方法的优势和不足展开了分析与对比。有些学者将薄壁空心墩当作例子，对高墩柱质量控制与施工特点进行了论述，指出一般检测桥梁高墩柱的方式只可以将特征点部位倾斜率与水平偏移检测出来，无法将构筑物内部中心轴线空间的线形检测出来。由此可见，原有测量方法过于传统，已经不能适用于测量当前高墩柱的垂直度。伴随测绘技术不断发展与进步，全站仪更为自动化，还搭载很多实用性、面对客户的程序，比如面积测量、悬高测量、自动点测量等，尤其是将全站仪与机载程序有机结合的测量方式让桥梁高墩柱能够进行更为全面的测量，测量的效果也更好。
二、检测桥梁高墩柱垂直度的方法
（一）原有测量方法
1.吊线锤发
相关规范对桥梁高墩柱的检测频率与检测方法进行了明确规定，要求使用吊线锤法的检测方法。使用吊线锤法进行测量的过程为：当安装完桥梁高墩柱的木板之后，将模板上方四周的边缘都支出、悬挂出一点，其作用是能够对具有重量的垂球进行垂吊，并且保持和抗风绳一样的方向。将相关读数设备设置于墩柱底部或是垂线下，量出或读取和底部相比桥梁高墩柱的方向与水平位移。如果误差处于规定范围之内，就将其认为是合格的桥梁高墩柱，反之就是不合格的桥梁高墩柱。
该方法测量时主要将地心引力这一原理当作依据，无需繁琐仪器的使用，能够使用非常简单的操作过程进行垂直度检测与模板校正，获得桥梁高墩柱测量的广泛应用。不过当现场有很大的风力时，垂球将会发生一定的摇摆，导致测量垂直度的工作较难或者不能进行。因此，该方法有一定的测量环境要求，在测量过程中处于风力很小或者无风条件下，垂球的垂度不会受到影响，需要准确地进行桩基施工定位，不能出现偏位[1]。但是，该方法不能很好地控制精度，精度控制具有一定难度，要求测量人员具备较强的耐心与责任心，进行测量的过程中，应把测量人员通过起高设备运到桥梁高墩柱上面来检测垂直度，伴随桥墩越来越高，该方法无法使测量人员生命安全得到保证，也无法让测量出的数据准确性得到保证。
2.弧长检测法
一般来说，弧长检测法也叫作投点法，使用该方法进行测量的过程为：把仪器放置在可以看到墩柱整体的位置，使用望远镜对墩柱模板的顶端边缘处进行瞄准，将水平度盘锁定以后设置水平角为零。将垂直螺旋的按钮进行旋转，将望远镜的视角调整至墩柱最下方。把水平度盘解锁，将视角进行微调，直到可以对墩柱最下方的外侧进行位置瞄准，把水平角度测量值设为a，墩柱最下方边缘和无棱镜测量仪器间距离设为S，那么按照aπS/180=L的弧长计算公式就能对该墩柱垂直度进行计算。与吊线锤法相比，弧长检测法拥有更高的精度，不过需要对角度进行反复测量，对垂直度偏差进行反复计算，过程繁琐而复杂，测量时还要设置两次仪器，分别测横向偏差与纵向偏差。如果测量仪器是经纬仪而不是无棱镜全站仪，那么墩柱最下方边缘和仪器的距离就要借助钢尺来测量，进一步增加测量误差[2]。除此之外，该方法在设置仪器时有很高的位置要求，设置的位置既要满足墩柱最下方边缘的观测需要，还要满足墩柱最上方边缘的观测需要，不过施工现场有很多的湖泊、填土、陡坡等遮挡严重的地段，使检测桥梁高墩柱垂直度受到严重阻碍。
（二）圆柱偏心测量方法
圆柱偏心测量方法能够测量相对高耸的柱状体，本文把该方法引入桥梁高墩柱垂直度检测之中。圆柱偏心测量方法是一种新型检测方法，使用该方法进行测量的过程为：将仪器设置在已知点M，对已知点N设站定向，然后开始圆柱偏心的测量步骤，确保以竖直角不发生改变为前提采取无棱镜模式，让十字丝竖丝墩柱右边线与左边线相切来测量又切与左切，然后对水平螺旋进行微调，把水平角度设置为成0°0'0″再进行测量，这样可以直接获得该平面半径与圆心坐标。
与弧长检测法、吊线锤法相比，圆柱偏心测量的方法精度更高，测量时不需要和被测量的物体进行接触，使测量人员生命安全得到保证。进行桥梁高墩柱測量的过程中，由于不需要对最下方边缘与最上方边缘进行观测，因此不会受到起伏地形的过多限制。把仪器设置于已知点M，若墩柱处于没有遮挡的条件下，能够用单测站测量多个桥梁高墩柱，提高了检测桥梁高墩柱的效率。由此可见，如果使用弧长检测法与吊线锤法测量桥梁高墩柱不仅费力而且费时，但圆柱偏心测量方法能够让测量工作完成得更加轻松。
三、检测桥梁高墩柱的应用实例
某在建的高速公路长度为59千米，有40多座大桥，桥梁的总长度约为16千米，墩柱的数量设计超过4000根，并且有很多的桥梁高墩柱，具有一定的施工难度和较高的技术要求。使用徕卡全站仪来检测该高速公路1600根左右的墩柱。经过现场测量来全方位、多角度地比较三个测量方法[3]。通过比较发现，全站仪的圆柱偏心测量方法在设备需要、检测内容、测量危险程度、自动化程度、最少时间投入、最少人员投入、环境影响、精度、复杂程度等都比另外两个原有测量方法要好。圆柱偏心测量方法是传统方法的三分之一，能够将测量的工期缩短百分之五十，使测量的成本大大减少。
与此同时，使用无接触的圆心偏心测量方法能够将倾斜方位、倾斜度、偏移量、设计半径差值、墩柱半径等多种内容测量出来。同一标段的15个墩柱里仅有1个墩柱超出偏移量要求且倾斜度达到千分之三，其余倾斜度都为千分之一左右，设计半径和测量半径的差值保持在1.5毫米之内。该方法和原有的检测方法相比，检测的数据更加直观、详细，能够全方位、多角度地表达桥梁高墩柱倾斜的属性。为了对吊垂线法受风力影响情况进行检验，通过实验检测出在10米高时各种风力等级下垂球摇动的幅度，发现处于三级风力下垂球出现了5毫米的摇动幅度，又因为桥梁高墩柱高度是15米，通过对桥梁高墩柱上方风力影响的考虑，吊线锤法风力不可超过二级，但圆心偏心测量方法不受二三级风风力限制，能够正常进行测量。
结语
总而言之，在对桥梁的施工质量进行评定时，桥梁墩柱垂直度是一项非常重要的指标，伴随城市化程度的不断加深，建设了大量高速公路，很多桥梁高墩柱出现在高速公路中，但是原有的检测方式已经不能符合当前检测桥梁立柱的要求。因此，测量人员应对桥梁墩柱原有的测量方法与圆心偏心测量方法有一个全面的了解，并合理应用到实际中，从而实现桥梁高墩柱快速检测。
参考文献
[1]马宏伟，林逸洲，聂振华.利用少量传感器信息与人工智能的桥梁结构安全监测新方法[J].建筑科学与工程学报，2018，35（05）：9-23.
[2]周广东，操声浪，刘定坤.基于自适应动态惩罚遗传算法的桥梁监测无线测点优化研究[J].建筑科学与工程学报，2018，35（05）：86-92.
[3]朱玉雪.水下玻纤套筒为桥梁保驾护航——中岩科技“水下玻纤套筒技术”引领水下桩基修复新方向[J].中国建材，2018，（09）：114-116.
（作者单位：中交一公局集团第七工程有限公司）