CN116136403A - 一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法 - Google Patents

一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法 Download PDF

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钞强
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霍楠
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Abstract

本发明是一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，低墩台由下到上依次包括承台、下节墩身、上节墩身及盖梁，高墩台由下到上依次包括承台、下节墩身、中节墩身、上节墩身及盖梁，包括以下步骤：预制墩台成品检测；预制墩台标记测量控制点位；预制墩台垂直度控制；预制墩台偏位控制；倾斜传感器安装；精调定位控制测量。本发明通过预制墩台成品复测、吊装预定位和精确定位控制测量，预制墩台安装后的平面位置、高程、垂直度满足设计及规范要求，其控制方法可以为类似工程施工提供借鉴。

Description

一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法
技术领域
本发明涉及墩台施工技术领域，尤其涉及一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法。
背景技术
当前，国内海上预制墩台安装现场控制主要采用测量轴线坐标及线垂法测量垂直度的方法控制安装的轴线偏位及垂直度。如某项目位于某地区连接的海域，存在潮差大、风浪大的特点，若采用上述方法，海域只能在顺桥向侧架设全站仪测量轴线坐标，横桥向没有可供架设全站仪的位置测量轴线坐标，而且现场风浪大，安装精度高，线垂法无法满足垂直度的1/3000精度要求。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，而提供一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，该方法针对现场施工条件，研制免棱镜测量模式，通过全站仪免棱镜模式测量控制点，很好的解决了架站、立棱镜条件受限的问题，既能将精度要求达到，又不会受到潮差大，风浪大的影响。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，低墩台由下到上依次包括承台、下节墩身、上节墩身及盖梁，高墩台由下到上依次包括承台、下节墩身、中节墩身、上节墩身及盖梁，包括以下步骤：
步骤一：预制墩台成品检测；
预制墩台混凝土达到强度后进行成品检测，在承台和各段墩身顶面纵横轴线上标记平面控制点，在各段墩身顶面边角处标记高程控制点，采用全站仪对预制的承台及墩身上标记的控制点进行各项指标检测；
步骤二：预制墩台标记测量控制点位；
预制墩台出运前，在预制墩台各段墩身和承台表面根据施工安装精度确定测量控制点位，在各段墩身和承台同侧轴线上分别标记轴线测量控制点，在墩顶左右边线处标记边线测量控制点，边线测量控制点和顶部墩身上标记的轴线测量控制点位于同一高度，在轴线测量控制点和边线测量控制点上贴反光贴；
测定各控制点之间的距离及相对高程，通过坐标系统转换计算出预制墩台达到设计位置各控制点的初值，以便现场墩台安装施工中测定墩台的平面位置、高程及垂直度；
步骤三：预制墩台垂直度控制；
轴线测量控制点为安装时控制预制墩台垂直度的测量点，预制墩台安装时，用全站仪免棱镜模式测量上、下轴线测量控制点的平距，计算平距差，并除以高度，得到墩台当前纵桥向垂直度；
用全站仪免棱镜模式测量上、下轴线测量控制点的水平角，确保各水平角数值相等，以此控制预制墩台横桥向垂直度；
步骤四：预制墩台偏位控制；
边线测量控制点为安装时控制预制墩台偏位的测量点，预制墩台安装时，用全站仪免棱镜模式测量左、右两边线测量控制点的三维坐标，与边线测量控制点达到设计位置的坐标初值相对比，通过测量控制两点的三维坐标，以此来控制预制墩身的偏位及扭角、高度；
步骤五：倾斜传感器安装；
下节墩身吊装前在其顶部平整部位安装倾斜传感器，倾斜传感器底部与墩顶贴合平整紧密，其轴线与墩台轴线平行，以达到所需精度要求；
倾斜传感器屏幕显示倾角数值，根据吊点间距，应用三角函数计算吊点间的高差，通过对吊索具长度调整，使墩顶倾角为零、墩台墩身垂直；
步骤六：精调定位控制测量；
预制墩台通过预定位控制测量完成下放后，对预制墩台进行精调，确保预制墩台达到设计位置；
在墩顶测量平台上将棱镜立于墩顶四个中点位置处，用全站仪测量各个中点的坐标，作为控制预制墩台安装偏位的依据，确保各点坐标与设计坐标一致，从而达到安装精度的要求；
中节墩身、上节墩身及盖梁利用下节墩身的导向设施安装，参照已安装完成的下节墩身顶面的桥墩轴线进行安装，方法与下节墩身安装过程一致，时刻反馈墩身的平面位置及垂直度偏差，进而指导支撑千斤顶进行调整，直到满足规范要求。
特别的，预制墩台验收时检查三个断面，断面外廓尺寸允许误差±10mm，壁厚允许误差±10mm。
特别的，预制承台各段墩身高度利用水准仪测量，允许误差：±10mm。
特别的，预制墩台轴线偏位利用全站仪测量，允许误差：10mm。
特别的，预制墩台垂直度利用全站仪测量，允许误差：测量高度/3000≤20。
特别的，预制墩台的后浇孔利用全站仪测量，允许误差：±5mm。
特别的，承台顶面平整度利用水准仪测量，允许误差：±5mm。
特别的，墩顶平整度利用水准仪测量，允许误差：±3mm。
本发明的有益效果是：
本发明通过优化测量控制点的布置及测量方法的改进，解决轴线坐标及垂直度测量的精度和效率，使预制墩台安装后的平面位置、高程、垂直度满足设计及规范要求。
本发明预制墩台通过预定位控制测量完成下放后，对预制墩台进行精调，确保预制墩台达到设计位置，保证安装精度。
本发明通过对预制墩台成品复测验收，确保各指标满足设计及规范要求，其控制方法可以为类似工程施工提供借鉴。
附图说明
图1为低墩台结构示意图；
图2为高墩台结构示意图；
图3为轴线测量控制点和边线测量控制点在低墩台上的标记示意图；
图4为轴线测量控制点和边线测量控制点在高墩台上的标记示意图；
图5为平面控制点在承台上的标记示意图；
图6为高程控制点在下节墩身上的标记示意图；
图中：1-承台；2-下节墩身；3-中节墩身；4-上节墩身及盖梁；5-平面控制点；6-高程控制点；7-轴线测量控制点；8-边线测量控制点；
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
如图1-图6所示，一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，低墩台由下到上依次包括承台1、下节墩身2、上节墩身及盖梁4，高墩台由下到上依次包括承台1、下节墩身2、中节墩身3、上节墩身及盖梁4，包括以下步骤：
步骤一：预制墩台成品检测；
如图5-图6所示，预制墩台混凝土达到强度后进行成品检测，在承台1和各段墩身顶面纵横轴线上标记平面控制点5，在各段墩身顶面边角处标记高程控制点6，采用全站仪对预制的承台1及墩身上标记的控制点进行各项指标检测；检测承台1上安装预留孔开孔尺寸及位置是否满足安装要求，预制承台1及墩身的允许偏差和检验方法见下表。
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步骤二：预制墩台标记测量控制点位；
预制墩台出运前，需在预制墩身表面标记安装控制点，将预制构件按照结构尺寸进行分类，在预制墩台各段墩身和承台1表面根据施工安装精度确定测量控制点位，在各段墩身和承台1同侧轴线上分别标记轴线测量控制点7，在墩顶左右边线处标记边线测量控制点8，边线测量控制点8和顶部墩身上标记的轴线测量控制点7位于同一高度，在轴线测量控制点7和边线测量控制点8上贴反光贴；
如图4所示，对于高墩台标记Z1、Z2、Z3、H1、H2五个点，如图3所示，对于低墩台标记Z2、Z3、H1、H2四个点，并在该点贴上反光片；其中Z1、Z2、Z3为轴线测量控制点7，分别位于墩身轴线位置处；H1、H2为边线测量控制点8，分别位于墩身边线位置处，且且低墩台上的H1、Z2、H2位于同一高度，高墩台上的H1、Z1、H2位于同一高度；
测定各控制点之间的距离及相对高程，通过坐标系统转换计算出预制墩台达到设计位置各控制点的初值，以便现场墩台安装施工中测定墩台的平面位置、高程及垂直度；
步骤三：预制墩台垂直度控制；
轴线测量控制点7（Z1、Z2、Z3）为安装时控制预制墩台垂直度的测量点，预制墩台安装时，用全站仪免棱镜模式测量上、下轴线测量控制点7（Z1、Z2、Z3）的平距（DZ1、DZ2、DZ3），计算平距差（ΔD），并除以高度，得到墩台当前纵桥向垂直度；
用全站仪免棱镜模式测量上、下轴线测量控制点7（Z1、Z2、Z3）的水平角（∠Z1、∠Z2、∠Z3），确保各水平角（∠Z1、∠Z2、∠Z3）数值相等，以此控制预制墩台横桥向垂直度；
步骤四：预制墩台偏位控制；
边线测量控制点8（H1、H2）为安装时控制预制墩台偏位的测量点，预制墩台安装时，用全站仪免棱镜模式测量左、右两边线测量控制点8（H1、H2）的三维坐标，与边线测量控制点8（H1、H2）达到设计位置的坐标初值相对比，通过测量控制两点的三维坐标，以此来控制预制墩身的偏位及扭角、高度；
步骤五：倾斜传感器安装；
下节墩身2吊装前在其顶部平整部位安装倾斜传感器，倾斜传感器底部与墩顶贴合平整紧密，其轴线与墩台轴线平行，以达到所需精度要求；
倾斜传感器屏幕显示倾角数值，根据吊点间距，应用三角函数计算吊点间的高差，通过对吊索具长度调整，使墩顶倾角为零、墩台墩身垂直；
安装倾斜传感器的目的是为了保证下节墩身2在吊装过程中其墩身垂直、墩身两侧的吊具受力均匀，保障吊具的安全使用及安装过程的平稳准确对位；
步骤六：精调定位控制测量；
预制墩台通过预定位控制测量完成下放后，对预制墩台进行精调，确保预制墩台达到设计位置；
在墩顶测量平台上将棱镜立于墩顶四个中点位置处，用全站仪测量各个中点的坐标，作为控制预制墩台安装偏位的依据，确保各点坐标与设计坐标一致，从而达到安装精度的要求；
中节墩身3、上节墩身及盖梁4利用下节墩身2的导向设施安装，参照已安装完成的下节墩身2顶面的桥墩轴线进行安装，方法与下节墩身2安装过程一致，时刻反馈墩身的平面位置及垂直度偏差，进而指导支撑千斤顶进行调整，直到满足规范要求。
综合考虑施工现场测量条件及墩身垂直度须满足H/3000的精度要求，预制墩台安装测量通过预定位和精确定位进行控制测量。
大型预制墩台海上安装的施工测量原理：
本发明以某地区连接的海域上的某项目施工为例，依据规范和测量管理制度以及施工需求，施工加密网总体思路：海中测量平台控制点及海中钢箱梁伸缩缝所处的桥墩顶控制点按首级加密网（工程二等）布测，其它加密点按照一级加密网（工程三等）布测。
根据施工进度，分期分级布设施工加密网，加密点按工程二等精度布设。其平面测设方式为GPS静态测量，全站仪及坐标法复核；高程测量方式采用跨河水准测量。GPS测量、水准测量和跨河水准测量的技术要求均应符合相关规范的规定。
本发明通过全站仪免棱镜模式测量控制点，很好的解决了架站、立棱镜条件受限的问题，既能将精度要求达到，又不会受到潮差大，风浪大的影响。
本发明通过预制墩台成品复测、吊装预定位和精确定位控制测量，预制墩台安装后的平面位置、高程、垂直度满足设计及规范要求，其控制方法可以为类似工程施工提供借鉴。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，低墩台由下到上依次包括承台（1）、下节墩身（2）、上节墩身及盖梁（4），高墩台由下到上依次包括承台（1）、下节墩身（2）、中节墩身（3）、上节墩身及盖梁（4），其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：预制墩台成品检测；
预制墩台混凝土达到强度后进行成品检测，在承台（1）和各段墩身顶面纵横轴线上标记平面控制点（5），在各段墩身顶面边角处标记高程控制点（6），采用全站仪对预制的承台（1）及墩身上标记的控制点进行各项指标检测；
步骤二：预制墩台吊装预定位控制测量；
预制墩台出运前，在预制墩台各段墩身和承台（1）表面根据施工安装精度确定测量控制点位，在各段墩身和承台（1）同侧轴线上分别标记轴线测量控制点（7），在墩顶左右边线处标记边线测量控制点（8），边线测量控制点（8）和顶部墩身上标记的轴线测量控制点（7）位于同一高度，在轴线测量控制点（7）和边线测量控制点（8）上贴反光贴；
测定各控制点之间的距离及相对高程，通过坐标系统转换计算出预制墩台达到设计位置各控制点的初值，以便现场墩台安装施工中测定墩台的平面位置、高程及垂直度；
步骤三：预制墩台垂直度控制；
轴线测量控制点（7）为安装时控制预制墩台垂直度的测量点，预制墩台安装时，用全站仪免棱镜模式测量上、下轴线测量控制点（7）的平距，计算平距差，并除以高度，得到墩台当前纵桥向垂直度；
用全站仪免棱镜模式测量上、下轴线测量控制点（7）的水平角，确保各水平角数值相等，以此控制预制墩台横桥向垂直度；
步骤四：预制墩台偏位控制；
边线测量控制点（8）为安装时控制预制墩台偏位的测量点，预制墩台安装时，用全站仪免棱镜模式测量左、右两边线测量控制点（8）的三维坐标，与边线测量控制点（8）达到设计位置的坐标初值相对比，通过测量控制两点的三维坐标，以此来控制预制墩身的偏位及扭角、高度；
步骤五：倾斜传感器安装；
下节墩身（2）吊装前在其顶部平整部位安装倾斜传感器，倾斜传感器底部与墩顶贴合平整紧密，其轴线与墩台轴线平行，以达到所需精度要求；
倾斜传感器屏幕显示倾角数值，根据吊点间距，应用三角函数计算吊点间的高差，通过对吊索具长度调整，使墩顶倾角为零、墩台墩身垂直；
步骤六：预制墩台精定位控制测量；
预制墩台通过预定位控制测量完成下放后，对预制墩台进行精调，确保预制墩台达到设计位置；
在墩顶测量平台上将棱镜立于墩顶四个中点位置处，用全站仪测量各个中点的坐标，作为控制预制墩台安装偏位的依据，确保各点坐标与设计坐标一致，从而达到安装精度的要求；
中节墩身（3）、上节墩身及盖梁（4）利用下节墩身（2）的导向设施安装，参照已安装完成的下节墩身（2）顶面的桥墩轴线进行安装，方法与下节墩身（2）安装过程一致，时刻反馈墩身的平面位置及垂直度偏差，进而指导支撑千斤顶进行调整，直到满足规范要求。
2.根据权利要求1所述的一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，其特征在于，预制墩台验收时检查三个断面，断面外廓尺寸允许误差±10mm，壁厚允许误差±10mm。
3.根据权利要求1所述的一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，其特征在于，预制承台各段墩身高度利用水准仪测量，允许误差：±10mm。
4.根据权利要求1所述的一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，其特征在于，预制墩台轴线偏位利用全站仪测量，允许误差：10mm。
5.根据权利要求1所述的一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，其特征在于，预制墩台垂直度利用全站仪测量，允许误差：测量高度/3000≤20。
6.根据权利要求1所述的一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，其特征在于，预制墩台的后浇孔利用全站仪测量，允许误差：±5mm。
7.根据权利要求1所述的一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，其特征在于，承台（1）顶面平整度利用水准仪测量，允许误差：±5mm。
8.根据权利要求1所述的一种大型预制墩台海上安装的施工测量方法，其特征在于，墩顶平整度利用水准仪测量，允许误差：±3mm。
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