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预制厂测量塔布设及监测研究

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胡风明王一霏薛杰

摘要：由于短线法施工，重点在预制过程，预制的好坏直接影响到成桥线形与质量。所以，要满足极高的测量精度，必须要有稳定的观测点及固定的监测网。本文详细的介绍了预制厂测量塔的布设、精度分析，及监测网的建立。通过对监测数据的分析，可得出测量塔变形小，满足施工要求，可作为同类型预制梁厂的借鉴依据。

关键词：短线法；原理；测量塔；精度分析；监测

1引言

随着我国交通事业的发展和城市化进程的需要，桥梁建设进入了高峰期，大跨、新型桥梁结构不断出现，桥梁的分段施工方法和技术逐渐受到广泛重视。其中短线法以其占地面积小、制梁效率高、制造周期短、成桥后混凝土收缩徐变影响小、节约成本等优点被广泛应用于各种线形的预应力混凝土大跨度桥梁建设中。但短线法测量精度要求高，预制过程尤为重要，所以本文以乐清湾1号桥节段梁预制为背景，叙述预制厂区测量塔的布设及监测网的建立。

2工程概况

图2.1箱梁横断面图

乐清湾1号桥上部节段梁施工，采用短线法预制对称悬拼，精度要求按毫米控制。非通航孔等截面箱梁要经过圆曲线和缓和曲线段，主桥变截面节段梁（如图2.1所示），箱顶带坡、箱底水平，梁高从9m经1.8次方抛物线渐变到3.6m，腹板直斜结合，底宽渐变，在预制厂制作节段梁时颇为困难。如此大的节段悬拼变截面箱梁，在国内尚属首例，一系列测量活动均是按毫米控制，测量难度不言而喻。

3工艺简介

3.1施工工艺流程图

短线法施工工艺流程图如图3.1.1所示。

图3.1.1短线法施工工艺流程

3.2施工工艺

短线匹配法以预制第一个节段（一般称为0号灌注梁段）于固定端模和移动端模之间。由于该节段也是整个跨度中所浇注的第一块，所以也称为起始节段。在起始节段达到所需强度之后，将它移动以取代移动端模的位置。这时，将第二节段浇注于固定端模和起始节段之间。此时，起始节段也被称为匹配节段。此工序将使该两段箱梁之间的接合面形成完整的匹配面。重复使用该工序对随后的梁段进行浇注到最后一个节段。短线匹配法预制的主要作用就是通过控制各预制节段在匹配位的空间位置，从而达到节段拼装后梁体的线型以满足设计线型的要求。

3.3测量控制精度要求

短线法制梁工艺中，其平面及高程测量控制精度均为±1mm。

3.4测量控制精度措施

（1）根据制梁台座固定不动的特点，建立以一条基线控制一个制梁台座的测量控制系统，并将所有基线纳入一个独立的、稳固的监控网中。

（2）为满足精度要求，仪器及后视觇标均建立测量塔并采用强制对中。

4测量塔布设

4.1布设距离分析

4.1.1全站仪极坐标放样平面点位精度估算

全站仪极坐标放样平面点位示意图见图4.1.1。

图4.1.1全站仪极坐标放样平面点位示意图

全站仪极坐标放样平面点位的步骤是：

1）在已知控制点A上安置全站仪，整平对中仪器，后视已知控制点B，拨角α，确定方向线AP′。

2）在AP′方向上放样长度斜距S，确定出要放样的点P的位置。

放样点P的点位误差m由测角误差引起的横向误差和测距误差引起的纵向误差以及P点标定误差、已知点A的点位误差共同构成。若忽略后两项误差影响：

（1）

其中，测角误差包含了仪器整平对中误差、目标偏心误差、照准误差、仪器本身的测量误差以及外界影响产生的误差等。预制厂所使用的全站仪的测角标称精度为1″，考虑到以上诸多误差因素，参照导线测量的主要技术要求，取测角中误差=±2.5″。

梁场现采用仪器为TS30、TS09、TCR1201，现在以精度最差的全站仪徕卡TS09为例，其测距标称精度为±（1mm+1ppm·D），假定预制厂测量塔前视平均距离20m，测量塔与放样点高差1.5m，竖直角v=4°，，则测站上放样距离的读数误差为

则测距误差：

将=±2.5″，=±1.4mm代入式（1），得：

而：==±1.4mm

则：

从以上误差估算可以看出，在测站与放样点间距较小的情况下，提高测角精度对于提高放样点精度的意义不大，而距离测量精度直接制约着放样点的测量精度。因此，測量放样中应时时注意提高测距精度

由式（1）可得：

因此，要保证点位放样精度m≤±1mm，要进行多测回测量，两测回的情况下，放样距离不得超过59m。

4.1.2全站仪三角高程测量的精度分析

图4.1.2全站仪三角高程测量示意图

全站仪三角高程测量示意图见图4.1.2。

图4.1.2中，A为已知点高程，B为未知点高程点，为求得B点高程，需测出A、B两点间的高差。在A点安置全站仪，量得仪器高为i，测出A、B两点间的斜距为S，竖直角α，B点安置反射棱镜，棱镜高为l，则A、B两点间的高差为：

预制厂均为短距离测量，所以不用考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。

由式（3）可知，它是一个非线性函数，所以对函数式进行全微分，先求出各偏