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摘要:本文叙述了工程测量的放样方法在九江公路大桥施工中的应用,通常使用的是极坐标放样法进行放样,其中施工放样的精度又关系着桥梁施工的质量和进度。结合实践讨论了各种方法的特点和适用环境,最后进行了精度分析。
关键词:工程测量;施工放样;应用;误差的因素及处理方法
中图分类号:TB22文献标识码:A文章编号:
1. 桥梁工程概况
福州至银川高速公路(福银高速)九江长江公路大桥在江西省境内九江区段跨越长江,连接江西省九江市与湖北省黄梅县。
本项目起点位于江西省南九高速公路七里湖路段(起点桩号 K8+800 ),从江西省九江市现有阎家码头上游约 1 公里处跨越长江,终点接于湖北省黄梅县黄小高速公路小池收费站北侧(终点桩号 K33+145.25 ),路线全长 25.14525 公里。本项目的建设对于构筑国家高速公路干线网,完善江西、湖北两省高速公路网,推动区域的经济发展,促进区域的整体协调发展具有重要的作用。
九江长江大桥本合同段工程里程范围为 K22+639 ~ K24+844 ,合同段内主要工程包括北岸跨湖北黄广大堤 56+100+56m 变截面连续箱梁、北引桥61孔30m 预制架设小箱梁、跨105国道3孔40m预制架设小箱梁及39m 路基,合同工期为30个月。
2. 测量放样在施工中的应用
测量放样前,应从合法、有效途径获取施工区已有的平面和高程控制成果资料。根据现场控制点标志是否稳定完好等情况,对已有的控制点资料进行分析,确定是否全部或部分对控制点进行检测。已有控制点不能满足精度要求应重新布设控制,已有的控制点密度不能满足放样需要时应根据现有的控制点进行加密。必须按正式设计图纸、文件、修改通知进行测量放样,不得凭口头通知和未经批准的图纸放样。根据规范规定和设计的精度要求并结合人员及仪器设备情况制定测量放样方案。其内容应包括:控制点的检测与加密、放样依据、放样方法及精度估算、放样程序、人员及设备配置等。
2.1 放样前准备
阅读设计图纸,校算建筑物轮廓控制点数据和标注尺寸,记录审图结果。选定测量放样方法并计算放样数据或编写测量放样计算程序、绘制放样草图并由第二者独立校核准备仪器和工具,使用的仪器必须在有效的检定周期内。给仪器充电,检查仪器常规设置:如单位、坐标方式、补偿方式、棱镜类型、棱镜常数、温度、气压等。使用有内存的全站仪时,可以提前将控制点(包括拟用的测站点、检查点)和放样点的坐标数据输入仪器内存并检查。
2.2 极坐标法放点
在控制点上架设全站仪并对中整平,初始化后检查仪器设置:气温、气压、棱镜常数;输入(调入)测站点的三维坐标,量取并输入仪器高,输入(调入)后视点坐标,照准后视点进行后视。如果后视点上有棱镜,输入棱镜高,可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。瞄准另一控制点,检查方位角或坐标;在另一已知高程点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。利用仪器自身计算功能进行计算时,记录员也应进行相应的对算以检核输入数据的正确性。在各待定测站点上架设脚架和棱镜,量取、记录并输入棱镜高,测量、记录待定点的坐标和高程。以上步骤为测站点的测量。在测站点上按步骤1安置全站仪,照准另一立镜测站点检查坐标和高程,记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对,同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录,以验证标注数据和所放样点位无误。填写测量放样交样单。
3. 施工放线中各种误差的影响因素
3.1施工放线中还可运用经纬仪方向交会法、圆弧弦线支矩法、外控法等测量方法。 方向交会法放样在工程测量过程中经常使用,它具有施测方法简单方便,精度高等优点。特别是在不方便测距的情况下,如在水上施工中,水上目标固定困难,测距不方便,此时用方向交会法定位就显得方便快捷。 但与极坐标法或坐标法相比可以很明显地看出后者在外业方面的优点。此外,后者很大程度上也减少了测量放样对现场施工的干扰。从内业精度上分析,极坐标法测设构筑物的测设元素(极角和极距),对于在同一个测站上所测设的各点,除后视定向误差(即导线点本身的误差、仪器安置误差、后视瞄准误差等综合影响的反映)外,各测点拨角和量距误差都是独立的。也就是说,同一个测站所测设各点误差不积累、不传递,即点与点之间的误差是独立的。此外,极坐标法可以在导线点上直接放样构筑物中线点和构筑物边桩点,较之传统的放样方法减少了测设构筑物主要控制桩的误差、护桩的误差、恢复桩的误差、中桩测设误差等的影响。
4. 施工放样中产生误差的处理方法
施工放样的成果通常是即刻(或数小时后)交付使用,往往不能等待再去检查成果的正确性。这就要求放样作业人员在作业中处处要有自我校核条件,以便及时发现错误,及时纠正。尽量避免误差出现。
4.1在放样工作中进行现场平差
一般工程放样的平差工作都是在现场进行的,因此,常将这类在现场消除测量误差的方法统称为现场平差。如在测放一个方向线时,采用正、倒镜定点,而后在现场取两方向线的中点作为最后方向值等方法。在所有建筑领域中,对测量放样的精度要求具有严密性和松散性两个方面的特性。严密性指工程建筑物必须保持其构件严密的相互关系,即在放样中具有较大误差时,则会有损于工程质量。松散性指松散的建筑部位,彼此间联系松驰。这类工程部位,虽在设计图纸上有三维尺寸的规定,但在施工时,可予以不同程度的伸缩,因其放样后果对工程建设的影响远比严密性的部位要宽松得多。
4.2避免误差的有效方法
在放样工作中采取适当的措施,使严密区段保证严密性,以满足建筑标准要求,而将由于控制测量所带来的误差平摊于工程部位松散的区段中, 使它对工程质量不产生任何影响,从而达到现场平差的目的。它和一般平差任务不同之处是:误差并未消除,不过是将其挤放于一个对工程质量不产生影响的区段,而将其“吸收”罢了。可采用以下平差手段达到这一目的:
第一,对严密部位,一般采用本身主轴线为基本控制去进行放样。即不论控制网布设的精度如何,一旦利用其测设主轴线后,该工程部位就以该轴线为基础了,这样就保证了建筑物的相对严密性;
第二,所有轴线的测设,应在主轴线的基准上进行,以避免再由控制网测设,而将控制网本身的测设误差带入严密区段;
第三,在施工过程中,所有轴线的测设定位,应具有一次性,切忌反复变更造成轴系的混乱。
5. 平面控制网的测量精度等级要求
5.1利用极坐标法或坐标法进行施工测量,可以解决了某些墩台轴线护桩难以测设的问题,加快了外业工作速度,减少了外业工作的劳动强度。同时,这种方法还可以将整个大桥的所有墩位纳入同一个整体网中,避免了个别墩位发生偏移的可能性,实践表明,此方法是一种行之有效的施工测量方法。
《公路桥涵施工技术规范》( JTJ 041-200 )的3.2.1 条要求:桥墩中心线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于± 15mm 。根据桥梁长度的不同,其相对中误差也不一样。平面控制网的
测量等级按桥长的不同分为五个级别的测量等级。
测量精度高于放样精度,在放样后,需更换基站点和后视点对放样点进行测量,检核放样点位。
6. 在放样后做好复测工作
测量复测(检查测量)是保证建筑工程质量必不可少的一项工作。复测的目的是检查建筑物(构筑物)平面位置和高程数据是否符合设计要求。以往发生的施工測量事故,大都是忽视复测工作所造成的。
6.1设计图纸的复核
施工测量人员要对设计图纸上的尺寸进行全面的校核,校对总平面上的建筑物坐标和相关数据,检查平面图和基础图的轴线位置、标高尺寸和符号等是否相符,分段长度是否等于各段长度的总和。矩形建筑物的两对边尺寸是否一致,局部尺寸变更后,是否给其他尺寸带来影响。
6.2建筑物定位的复测
建筑物定位后,要根据定位控制桩或龙门桩,复测建筑物角点坐标、平面几何尺寸、标高与设计图纸上的数据是否吻合,是否满足工程精度要求,建筑物的方向是否正确,有无颠倒现象,有没有因现场运输车辆将桩碰动,造成位置偏移等现象,发现问题要及时纠正。
6.3水准点高程的复测
施工现场引进水准点后,要进行复测并应往返观测两次。测设±0 水准点时,一定要校核好图纸上每个数据,防止用错高程而造成整栋建筑物高程降低或升高的严重后果。
6.4原始观测记录的复核
对外业实测记录,应换另外一名测量员进行全面复核。可用加法还原检查法,利用校对公式或采取其他方法查原始计算项目,发现错误及时解决。
参考文献:
[1] 数字化测图技术及应用;国防科技出版社,2006.
[2] 李仕东等.工程测量.人民交通绘出版社.2002.
[3]《RTK-GPS在高速公路工程放样的应用》,覃昌佩,《广西测绘》2004.2.
[4]《施工测量与放样》,李佩林,《山东测绘》2005.2.
关键词:工程测量;施工放样;应用;误差的因素及处理方法
中图分类号:TB22文献标识码:A文章编号:
1. 桥梁工程概况
福州至银川高速公路(福银高速)九江长江公路大桥在江西省境内九江区段跨越长江,连接江西省九江市与湖北省黄梅县。
本项目起点位于江西省南九高速公路七里湖路段(起点桩号 K8+800 ),从江西省九江市现有阎家码头上游约 1 公里处跨越长江,终点接于湖北省黄梅县黄小高速公路小池收费站北侧(终点桩号 K33+145.25 ),路线全长 25.14525 公里。本项目的建设对于构筑国家高速公路干线网,完善江西、湖北两省高速公路网,推动区域的经济发展,促进区域的整体协调发展具有重要的作用。
九江长江大桥本合同段工程里程范围为 K22+639 ~ K24+844 ,合同段内主要工程包括北岸跨湖北黄广大堤 56+100+56m 变截面连续箱梁、北引桥61孔30m 预制架设小箱梁、跨105国道3孔40m预制架设小箱梁及39m 路基,合同工期为30个月。
2. 测量放样在施工中的应用
测量放样前,应从合法、有效途径获取施工区已有的平面和高程控制成果资料。根据现场控制点标志是否稳定完好等情况,对已有的控制点资料进行分析,确定是否全部或部分对控制点进行检测。已有控制点不能满足精度要求应重新布设控制,已有的控制点密度不能满足放样需要时应根据现有的控制点进行加密。必须按正式设计图纸、文件、修改通知进行测量放样,不得凭口头通知和未经批准的图纸放样。根据规范规定和设计的精度要求并结合人员及仪器设备情况制定测量放样方案。其内容应包括:控制点的检测与加密、放样依据、放样方法及精度估算、放样程序、人员及设备配置等。
2.1 放样前准备
阅读设计图纸,校算建筑物轮廓控制点数据和标注尺寸,记录审图结果。选定测量放样方法并计算放样数据或编写测量放样计算程序、绘制放样草图并由第二者独立校核准备仪器和工具,使用的仪器必须在有效的检定周期内。给仪器充电,检查仪器常规设置:如单位、坐标方式、补偿方式、棱镜类型、棱镜常数、温度、气压等。使用有内存的全站仪时,可以提前将控制点(包括拟用的测站点、检查点)和放样点的坐标数据输入仪器内存并检查。
2.2 极坐标法放点
在控制点上架设全站仪并对中整平,初始化后检查仪器设置:气温、气压、棱镜常数;输入(调入)测站点的三维坐标,量取并输入仪器高,输入(调入)后视点坐标,照准后视点进行后视。如果后视点上有棱镜,输入棱镜高,可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。瞄准另一控制点,检查方位角或坐标;在另一已知高程点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。利用仪器自身计算功能进行计算时,记录员也应进行相应的对算以检核输入数据的正确性。在各待定测站点上架设脚架和棱镜,量取、记录并输入棱镜高,测量、记录待定点的坐标和高程。以上步骤为测站点的测量。在测站点上按步骤1安置全站仪,照准另一立镜测站点检查坐标和高程,记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对,同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录,以验证标注数据和所放样点位无误。填写测量放样交样单。
3. 施工放线中各种误差的影响因素
3.1施工放线中还可运用经纬仪方向交会法、圆弧弦线支矩法、外控法等测量方法。 方向交会法放样在工程测量过程中经常使用,它具有施测方法简单方便,精度高等优点。特别是在不方便测距的情况下,如在水上施工中,水上目标固定困难,测距不方便,此时用方向交会法定位就显得方便快捷。 但与极坐标法或坐标法相比可以很明显地看出后者在外业方面的优点。此外,后者很大程度上也减少了测量放样对现场施工的干扰。从内业精度上分析,极坐标法测设构筑物的测设元素(极角和极距),对于在同一个测站上所测设的各点,除后视定向误差(即导线点本身的误差、仪器安置误差、后视瞄准误差等综合影响的反映)外,各测点拨角和量距误差都是独立的。也就是说,同一个测站所测设各点误差不积累、不传递,即点与点之间的误差是独立的。此外,极坐标法可以在导线点上直接放样构筑物中线点和构筑物边桩点,较之传统的放样方法减少了测设构筑物主要控制桩的误差、护桩的误差、恢复桩的误差、中桩测设误差等的影响。
4. 施工放样中产生误差的处理方法
施工放样的成果通常是即刻(或数小时后)交付使用,往往不能等待再去检查成果的正确性。这就要求放样作业人员在作业中处处要有自我校核条件,以便及时发现错误,及时纠正。尽量避免误差出现。
4.1在放样工作中进行现场平差
一般工程放样的平差工作都是在现场进行的,因此,常将这类在现场消除测量误差的方法统称为现场平差。如在测放一个方向线时,采用正、倒镜定点,而后在现场取两方向线的中点作为最后方向值等方法。在所有建筑领域中,对测量放样的精度要求具有严密性和松散性两个方面的特性。严密性指工程建筑物必须保持其构件严密的相互关系,即在放样中具有较大误差时,则会有损于工程质量。松散性指松散的建筑部位,彼此间联系松驰。这类工程部位,虽在设计图纸上有三维尺寸的规定,但在施工时,可予以不同程度的伸缩,因其放样后果对工程建设的影响远比严密性的部位要宽松得多。
4.2避免误差的有效方法
在放样工作中采取适当的措施,使严密区段保证严密性,以满足建筑标准要求,而将由于控制测量所带来的误差平摊于工程部位松散的区段中, 使它对工程质量不产生任何影响,从而达到现场平差的目的。它和一般平差任务不同之处是:误差并未消除,不过是将其挤放于一个对工程质量不产生影响的区段,而将其“吸收”罢了。可采用以下平差手段达到这一目的:
第一,对严密部位,一般采用本身主轴线为基本控制去进行放样。即不论控制网布设的精度如何,一旦利用其测设主轴线后,该工程部位就以该轴线为基础了,这样就保证了建筑物的相对严密性;
第二,所有轴线的测设,应在主轴线的基准上进行,以避免再由控制网测设,而将控制网本身的测设误差带入严密区段;
第三,在施工过程中,所有轴线的测设定位,应具有一次性,切忌反复变更造成轴系的混乱。
5. 平面控制网的测量精度等级要求
5.1利用极坐标法或坐标法进行施工测量,可以解决了某些墩台轴线护桩难以测设的问题,加快了外业工作速度,减少了外业工作的劳动强度。同时,这种方法还可以将整个大桥的所有墩位纳入同一个整体网中,避免了个别墩位发生偏移的可能性,实践表明,此方法是一种行之有效的施工测量方法。
《公路桥涵施工技术规范》( JTJ 041-200 )的3.2.1 条要求:桥墩中心线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于± 15mm 。根据桥梁长度的不同,其相对中误差也不一样。平面控制网的
测量等级按桥长的不同分为五个级别的测量等级。
测量精度高于放样精度,在放样后,需更换基站点和后视点对放样点进行测量,检核放样点位。
6. 在放样后做好复测工作
测量复测(检查测量)是保证建筑工程质量必不可少的一项工作。复测的目的是检查建筑物(构筑物)平面位置和高程数据是否符合设计要求。以往发生的施工測量事故,大都是忽视复测工作所造成的。
6.1设计图纸的复核
施工测量人员要对设计图纸上的尺寸进行全面的校核,校对总平面上的建筑物坐标和相关数据,检查平面图和基础图的轴线位置、标高尺寸和符号等是否相符,分段长度是否等于各段长度的总和。矩形建筑物的两对边尺寸是否一致,局部尺寸变更后,是否给其他尺寸带来影响。
6.2建筑物定位的复测
建筑物定位后,要根据定位控制桩或龙门桩,复测建筑物角点坐标、平面几何尺寸、标高与设计图纸上的数据是否吻合,是否满足工程精度要求,建筑物的方向是否正确,有无颠倒现象,有没有因现场运输车辆将桩碰动,造成位置偏移等现象,发现问题要及时纠正。
6.3水准点高程的复测
施工现场引进水准点后,要进行复测并应往返观测两次。测设±0 水准点时,一定要校核好图纸上每个数据,防止用错高程而造成整栋建筑物高程降低或升高的严重后果。
6.4原始观测记录的复核
对外业实测记录,应换另外一名测量员进行全面复核。可用加法还原检查法,利用校对公式或采取其他方法查原始计算项目,发现错误及时解决。
参考文献:
[1] 数字化测图技术及应用;国防科技出版社,2006.
[2] 李仕东等.工程测量.人民交通绘出版社.2002.
[3]《RTK-GPS在高速公路工程放样的应用》,覃昌佩,《广西测绘》2004.2.
[4]《施工测量与放样》,李佩林,《山东测绘》2005.2.