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關鍵詞:精度分析、測回數2C互差平差歸零差施工控制網強制歸心對向觀測
前言:邊角后方交會在大頂子山航電樞紐工程的施工測量中得到了廣泛的應用,該工程為一等工程,工程規模為大一型、設計洪水位標冷為100年一遇,抗震烈度為6度。該工程是一座以航運、發電和改善哈爾濱市水環境為主,同時具有交通、水產養殖和旅游等綜合功能的低水頭航電樞紐工程。
問題的提出:在大頂子山航電樞紐工程的施工控制網加密過程中,受到地理條件的限制,首級控制網點之間相互不通視或通視條件不好,為此筆者采用了后方交會的辦法解決了施測過程中遇到的困難,在實際生產過程中取得了很好的效果。
一、觀測方法與基本原理
結合現場實際情況,在首級控制網的基礎上,布設了加密控制網。根據松花江大頂子山航電樞紐廠房、泄洪閘、船閘土建工程所處的施工部位,本著便于整體控制,易于保存的原則,以首級控制網為基礎,在施工區周圍布設了JK01、JK02、JK03、JK04四個加密點。這些加密點,分布均勻,通視條件好,地基穩定且不易被破壞,對整個施工區域可以進行全方位的觀測。加密控制網布設原則以首級控制點為基礎,并按二等的施測方安案做了一條閉合導線。
由于首級控制點江南SN01、SN02、SN03、02-1之間互不通視,江北SN04、SN05互不通視。受地形、通視條件的限制,采取邊角后方交會的方法,加密了JK01點、JK02點,再由SN02-Jk01起算,復核JK02,在布網過程中,為了保證精度,在不同的測站使用不同儀器和由不同人員觀測,采取了增加多余觀測、增加測回數、強制歸心等措施,后視SN01、SN02、02-1,使用徠卡TCR1800全站儀,觀測9個測回,經過計算JK01點的誤差為2.3mm,達到二等的精度要求。JK01與JK02、JK03、JK04、SN02構成一條閉合導線。
精度指標嚴格執法《水利水電工程施工測量規范》(DL/T5173-2003)中二等控制網的技術要求。Mb<1.0”、Mp<(5~7)mm(注:Mb:測量角中誤差;Mp:平面控制網點的點位中誤差)。
使用儀器及觀測方法。使用儀器為瑞士徠佧TCR1800系列全站儀,新建控制點采用具有強制歸心裝置的混凝土觀測墩,水平角觀測采用測回法,施測9個測回,同測回盤左、盤右所得角值較差小于4”,半測回歸零差小于6”,同方向各測回互差小6”;2C值互差小于9”,距離觀測采用電磁波測距(往返測),并進行了溫度和氣壓修正。
二、精度計算與分析
1、平面部分精度計算,邊角后方交會法測量測站點的精度估算公式為:
{[1+(sin2β)/(K2-sin2β)]m2s+[1+(cos2β)/(K2-sin2β)]2(s2m2β/ρ2)}
=±2.3mm<±(5~7)mm
其中:MpJK01為測站點JK01的點位中誤差,單位為mm
β=27”06”11.4722”
K=363.9389273/363.9341726=1.000013065
ms=0.0012855m
S=652.166462
Mβ=0.0392
ρ=206265”
由于規范標準主要以點位中誤差來稀量平面控制網的精度,因此,通過上式的計算結果與規范規定的相應控制網等級相比照,得出計算結果的中誤差達到二等平面控制網的精度要求。
2、控制網中導線點最弱點的點位中誤差;
MpJK03=±√{m2s+[smp/ρ]2}
=±2.4mm<
其中:MpJK03為測站點JK01的點位中誤差,單位為mm
ms為測距中誤差ms=0.002m
S測距邊邊長(平距)S=652.166462
Mβ=2”
ρ=206265”
MpJK01與MpJK03的值均在二等平面控制網點的點位中誤差限差要求;±(5~7)mm的范圍內,所以平面控制網精度達到二等的精度。
3、高程部分精度分析:
對向觀測高差較差:(表一)
方向
直覘高差(m)
反覘高差(m)
差值(mm)
三等限差
±35√s(mm)
SN02至JK01
-47.6403
47.632728
7.57
±28.3
JK01至JK04
-11.565461
11.558404
7.06
±23.48
JK04至JK03
-1.083775
1.080118
3.66
±12.78
JK03至JK02
12.017591
-12.01619
1.40
±20.87
JK02至SN02
48.254082
-48.271076
-16.99
±29.15
環線閉合差Mh=h1+h2+h3+h4=-0.923
環線閉合差限差:Mh容==±18.13mm
則Mh上述所有對向觀測高差較差均在三等高程控制網(光電測距三角高程導線測量)對向觀測高差較差的限差要求:±35√Smm的范圍內,環線閉合差值也在三等高程控制網(光電測距三角高程導線測量)環線閉合差的限差要求:±12√Lmm范圍內,所以高程控制精度達到三等精度。
三、結束語
通過筆者的實踐與分析,文中的邊角后方交會在袖珍計算機的廣泛普及和應用的今天,不僅能夠解決實際工作中控制點相互不通視的困難,而且實踐證明這種方法效果很好,在今天的具體工作當中會有廣泛地應用。
橋梁高墩施工是道路橋梁施工過程中的重要環節,也是道路橋梁施工技術中的難點。其中,橋墩的測量是一項非常重要的技術,只有保證測量數據的精確性與可靠性,才能為道路橋梁的施工打下基礎。筆者從道路橋梁高墩測量的技術入手,對現有的測量手段和測量方法進行了詳盡的分析與研究,希望能夠起到借鑒作用,提高道路橋梁高墩測量的技術水平,為道路橋梁的安全運行奠定基礎。
2道路橋梁高墩施工測量技術分析
2.1線性測量技術
道路橋梁高墩測量技術分為多個方而,其中線性測量就是一種非常重要的方法,并且在現階段的道路橋梁施工中得到了廣泛的應用在具體的測量過程中,應掌握正確的應用方法和控制于段,對測量技術的應用過程進行規范,這樣才能保證數據的可靠性與精準性為此,必須做好以下兒個方而的工作:
(1)對相關儀器進行嚴格的校準。為了保證測量數據的準確性,必須對相關的測量儀器進行校準要校準的過程中要嚴格按照相關的要求和步驟進行,可以將平臺建立在高塔吊上,并充分利用儀器的接收靶,將其作為校準工作的接收靶,利用校準平臺對儀器進行嚴格的校準,并根據需要進行調整,提高儀器的精準度在具體的校準過程中,要按照順次轉動的方向對儀器進行操作,并將光斑的狀態進行詳細的記錄要確保光斑的中心能夠達到四次重合,以確保激光鉛直儀的準確性,能夠放射出豎直的光束,這樣才能符合高墩測量的要求。
(2)相關構件的制作。在高墩的實體施工結束后,要進行混凝上樁的設置,將樁位設置在頂端和底端的圓心位置,對于凸出的鋼筋頭,要做好預埋工作,這樣才能保證相關構建的制作符合要求在制作構件的過程中,要嚴格地進行計算,準確把握圓心點的位置,同時要對橋墩加以保護,避免因測量對其造成不必要的損壞。此外,應通過鉛直儀確定橋墩的圓心位置,并在此基礎之上加以校準以保障測量的精確性。
(3)收坡處理。在進行收坡處理之前,應做好以下工作:首先,需要對相關技術和工藝進行充分的了解和掌握,以便后期精確運用;其次,嚴格按照技術標準和坡比進行處理,確保收坡處理工作的高效性并據此制定出標準的液壓自爬式翻模;再次,對模板進行針對性的處理以控制橋墩的線性進而保障測量工作的順利開展。
(4)正確利用相關的儀器。在高墩施工的測量工作中,如果應用線性測量技術,就必須要應用激光鉛直儀和全站儀,并要使這兩種儀器在測量的過程中相互配合,有效發揮全站儀的校準作用和激光鉛直儀的位置確定作用,這樣才能準確找到圓心的位置。最后,根據兩組儀器獲得的數據進行科學對比分析,最大程度的降低誤差并控制在最小范圍之內以提升測量的精確性。此外,假若在數據獲取環節中因人為因素導致出現誤差,則需進行針對性的檢測以確定原因所在并對儀器加以維修使之調整在最小誤差范圍內,同時根據全站儀獲取的結果調整光鉛直儀。
2.2高程測量控制技術
一般而言,對于道路橋梁高墩測量運用此法時,首先需在橋梁兩側且靠近施工現場的范圍內選取合適的水準點,其次在橋梁的某一端選取一個永久性的水準點,進而開展橋梁的測量工作,而針對于混凝土施工中不同高度進行測量時,其水準點不需固定可選取不同高度進行測量。此外,需要注意的是遇到工程尚未竣工的情況下,為保障施工的需求應將水準線路進行閉合處理。同時,由于水準點設置的精確與否直接影響到高程測量結果的精確性,因而對水準點的復核工作至關重要并貫穿于整個高程測量控制操作的始終。
2.3垂直度測量控制技術
垂直度作為道路橋梁檢測的重要參數,對整個工程本身的結構穩定性以及承載能力都有著明顯的影響,這就需要相關施工單位以及質量監理單位做好垂直度的測量控制工作,以確保施工的整體質量。
(1)全站儀三維坐標法。此法的運用在于將墩身模板的高度以及坡度相結合進行墩身橫坐標和縱坐標的計算即可得出其實際距離與理論距離之間的數值差,并根據所得的數據信息分析出墩身在垂直方向上的變化,進而加以調整使之恢復到應有的狀態。運用此法的優勢在于,不僅能夠高效的計算出墩身的幾何尺寸和垂直高度而且能夠進行針對性的調整,操作更為簡便。
(2)激光鉛直儀法。激光鉛直儀法也是近年來采用較多的檢測方法,具體操作時首先應確定墩身的橫軸線和縱軸線的位置,進而確定出墩身的中心位置以及附近點位,將儀器分別安裝于九個點上,同時設置好相的激光接收靶,通過運用軸線引點對中進行墩身的豎直軸線傳遞,并間隔兩層加以糾編,如此不僅能夠大為降低原始操作的難度和簡化測量程序而且因控制點設置于墩身內部,降低了外界因素的影響,提升了測量數據的準確性和客觀性。但是在實際測量過程中,需配置專業人員對短線的垂直度進行動態觀測以校準偏差,保障測量數據的精確性。
(3)垂球法。垂球法的主要作用是對高墩身測量施工的誤差進行糾正。施工時首先應在墩身周圍的外模中心位置吊掛垂球,隨后通過鋼絲將垂球緩慢釋放。通過實時觀察墩身高度和坡度的實際距離與理論距離的差距,就能夠分析出高墩身垂直度的偏差情況。在具體操作過程中,必須要安排固定人員時時關注垂球的是否處于穩定狀態,比便于及時加以調整。為保障垂球的穩定性和獲取精確的測量數據,應根據現場環境選擇事宜的垂球和垂線,并通過小幅度擺動加以觀測直至建立模板后再使用卷尺加以測量。同時,在對模板方向加以調整過程中,可以通過獲取當節模板的垂直度加以計算和進行微調。
2.4平面測量控制技術
在對大型橋梁的施工進行測量控制時,為保證測試的精度與準確性,通常需要在施工平面布置上各種控制網,通過對控制網進行合理設置能夠為測量工作提供各種有效的數據,為以后的放樣工作提供更為有效的支持。尤其是在道路橋梁高墩的施工中,常用的方式是通過將線路中線作為測量的標準進而獲取到橋墩的橫軸線。而要進一步提升測量數據的精確性,則可以通過運用三維坐標控制法加以檢驗和修正,具體操作為將道路橋梁高墩的中心位置放置全站儀,利用外模中心的坐標計算出軸線的移動數據。
3結語
關鍵詞:航空中心工程施工測量主樓旋轉餐廳南裙房大弧度造型
西安西北航空中心工程是由西北航空中心有限公司投資興建,中國建筑西北設計研究院設計。位于西安市勞動南路東側,緊靠西北民航管理局辦公樓。地下二層,最大埋深12.14m;平面呈多邊形(主樓水平投影類似于烏龜殼),東西向軸長約100m,南北向150m(其中主樓約45m),最高點108m,自然地坪標高402.3m,±0.000標高402.9m。工程由北裙樓、主樓、南裙樓三部分組成。北裙樓主要為地下二層地上四層服務區;中部為主樓部分,內設賓館、寫字間、游樂中心、餐飲等;南裙樓主要為商場、保齡球館并且屋頂有游泳池。
主樓位于本工程的正中間,地下有兩個標高層,地上有8個標高層(其中有20層的標準層),平面尺寸為100×45m,結構頂標高108m,基礎埋深-9m,最大埋深-12.14m。作為具有深基礎、大凌空、高程落差大、曲線類型多、結構平面形式復雜的大型建筑,且工期緊、任務重、圖紙多,促成施工測量工作內業計算量超常。因此,如何控制本工程測量放樣的精度,如何進行系統地、高效地、全面地圖紙審核和快速準確的提供施工測量數據,是測量工作的重中之重,直接關系著最終工程的質量。從測量工作的逐級控制原則出發,嚴格執行“項目部測量組施工測量復核監理檢核”的三級管理程序,高標準、嚴要求、高精度,為確保工程質量獲結構優質的目標實現提供基本保障。
1總體控制
1.1平面控制
場地控制測量,按照由整體到局部、先控制整體后控制碎部的逐級控制的測量原則,結合場地、工程建筑結構特點,根據現場通視條件以及現場施工的需要,以城市導線點為高級控制點,沿場地周圍布設了一條閉合導線,作為首級控制導線網。導線全長相對中誤差高于1/35000,方位角閉合差小于±5″√n(n為導線點個數),平差后精度指標:測角中誤差小于±2.5″,邊長相對誤差高于1/40000。
由于曲線類型多、通視條件差、占地面積大、平面形狀復雜等施工特點,外控制點的布設困難大,布設導線邊長差異大,首級導線點之間精度不均勻,且在施工過程中的使用率也會受到很大程度的限制。因此,在施工測量的總體控制采取內控為主,外控為輔,內外控相結合的的控制方法,但始終保持內、外聯測。測設現場方格網做為軸線控制時,邊長不宜過長(如取≤100m),并以此作為工程的二級導線,為減少由于工程高差太大產生I角的影響,避免地下、地上兩部分結構出現測量放樣的超差,事先在基礎護坡周圍布設“十”字軸線控制點,并與地上Ⅰ、Ⅱ級導線點聯測,檢核,以確保施工測量控制精度的要求。
軸線控制點的測放,按常規正倒鏡投點法投測,并經平差、復核后,采用內分法或直角坐標法測放出其他線及墻體控制線等細部線。如基坑開挖進行邊坡上、下口線控制時,應根據坡度計算邊坡外放量。
為便于層間的檢核,在各流水段內應以適當密度設置預留點:軸線控制點,主樓每層預留點九個),以此進行層間放線的復核,對于大凌空層間較復雜的點位采用激光鉛直儀法進行投點檢核。
平面細部測量一般分為初測和歸化2步進行,放樣定點后要對各點做校核條件的檢查或在一點架設儀器重復檢查。對于一些不連線的或與周邊結構相對關系不很明確的獨立結構(如獨立柱),在放樣后必須用另外的控制點或軸線進行檢查,以保證其位置正確。
1.2豎向標高控制
本工程的高層控制,采取二等水準測量和四等水準測量法控制。
1.2.1±0.000以下
由于工程結構基坑深,采用水準儀高程測量向基坑度進行標高傳遞,獲得基底高程,經檢查、復檢、復核進行閉合差調整后將標高基準樁妥善保護起來(標高基準樁不少于三個),對于基底均以2-3m設控制樁帶水平線來控制開挖平整度。
1.2.2±0.000以上
為了避免標高傳遞出現上、下層標高超差,經常對標高控制點進行聯測、復測、平差,檢查核對后方可進行向上層的標高傳遞,在適當位置設標高控制點(每層不少于三點),精度在±3mm以內,總高±15mm以內調整閉合差,結構標高主要采取測設﹢1m標高控制線,作為高程施工的依據。
1.3非常規結構構件的測量控制
西北航空中心工程中,主樓平面中軸以斜10°11″線為主。東西端輔以圓弧。旋轉餐廳為半懸空圓形,南裙房交叉圓弧等。因此,控制曲線放樣精度及中軸斜線精度,直接關系到建筑物的成形效果。
1.3.1外業控制
受通視等條件制約較大,常規的測量方法已無法滿足該工程的精度和質量要求,現場施工測量主要采用全站儀極坐標測量法,局部放線也可適當采用直角坐標放樣法。全站儀的選擇和精度指標控制是制約施工測量的因素之一,如本工程中全站儀(精度指標在2+2ppm)和棱鏡,要求能精確測距和極坐標放樣乃至進行三維坐標測量,其精度在±3mm。
1.3.2內業控制
測量內業工作是進行一切施工測量的重要前提和保障,尤其對于本工程而言包括施工圖紙的準確核對、以不同種方法進行圖紙原始數據和推算數據的計算與核對、復核以及資料編制等,為此,利用計算機編程和電子板制圖方法進行測量內業工作在本工程中得到了廣泛的應用。
1.3.2新方法的探討與改進
在高精度要求的復雜建筑工程結構施工中,受到現場通視等條件影響,當在控制點的布設和使用率受到限制時,采用GPS進行控制點的隨機布設,既可避免由于不通視所帶來的困擾,且可免除控制點間聯測等工作,從而一步定點,既可確保點位精度,又可節省時間提高工作效率,每定一點時間不超過40min,點位精度可達到±3mm,但使用GPS定點應確保有一個固定點做為永久性控制點用于相對定點。
2施工測量技術的應用
在西北航空中心工程中,除了大范圍的斜線,復雜的平面曲線,螺旋曲線也是本工程的重點與難點,以下將分別從平面斜線、二維曲線(旋轉餐廳),異形曲線樓梯等結構的測量控制加以探討。
2.1復雜平面斜線的測量控制
本工程的結構平面為非對稱性平面,且無主軸定位線,對測量控制標準要求更高(本工程的內控制標準比國家提高一級),考慮到施工中其他分項工程(如鋼筋、模板工程)的相互制約。施測步驟如下:①在1點處架設經緯儀,觀測2(2´),旋轉90°0´0″之后取3點及4點,滿足√3,√4的距離;(此時正南北、正東西控制線已施測出來了)②在3(4)點處架設經緯儀,向內轉10°11´(a值);至此本工程主樓的平面方位控制線均已明確。(說明:原施工組織設計為四角控制點,本人對此作了修改,同時滿足分成左右兩段施工及測量的要求,為主體的提前竣工搶得了寶貴的時間)
2.2旋轉餐廳的施工測量控制
2.2.1基本特征
旋轉餐廳位于主樓28層頂,且偏西方向,呈半懸挑狀態,平面為一半徑為6.8m的圓弧圖形,內弧半徑為6.8m,外圓弧半徑為10m,懸挑3.8m。旋轉餐廳有三層,包括設備層、餐廳、水箱間三部分。
2.2.2測量控制
根據施工餐廳與主樓屋面有高低差,故旋轉餐廳的測量分為:高程傳遞與平面控制兩大部分。本文著重介紹平面控制測量方法:將儀器架設于2點處,將2、2´線移至標高H1處,再在2´處架儀器,2´2″線即可出來。
2.3南裙房
2.3.1基本特征
入口門廳為一半徑為35m的弦,在其南方由一空中游泳池。
2.3.2測量控制
主要介紹入口門廳弦的平面定位:已知OM=a,CM=m,AO=R。
易知:OC=√a2+m2,DC=R-√a2+m2,n=DC/OC×m,即b/a=n/m,則:b=n/m×a,x1=m+n=MR/√a2+m2,D1=b=R-√a2+m2/√a2+m2×a。I測量時,知x1即1M,y1即1D,調整為x1,H-y1,此D點即為已知OM、R及CM時的圓弧上的點。此法我們稱之為平行移弦法。避免了需要圓心時的測量變通法。
3施工測量中計算機技術的應用
在大型工程的施工測量中,由于結構復雜、計算量大,尤其是對于平面不規則的施工放樣與數據計算(包括二維曲線和三維曲線),使用傳統的計算方法已不能滿足工程的需要。因此,利用計算機程序進行計算也越來越廣泛地應用在大量的測量內業計算中,不但計算精確、高效,而且能快速完成復雜、大量的計算,人而大地提高工作效率。
3.1曲線放樣計算程序
根據曲線特征要素,為施工放樣的方便起見,以一定弧長為等分圓弧起始步長,來實現計算圓弧中間加密點坐標,輸入已知數據即可算出該段圓弧中所加密點數和各點在當前坐標系內的坐標值。對于隨圓曲線,可以一確定距離為限定界限等分拖延來計算加密點坐標。