施工放樣及精度分析

1、橋梁工程中施工放樣方法及其精度分析汪良中鐵二十二局第五工程有限公司摘 要:本文敘述了橋梁施工中常用的施工放樣方法，結(jié)合實(shí)踐討論各種方法的特 點(diǎn)和適用環(huán)境，最后進(jìn)行了精度分析。主題詞：橋梁 放樣精度分析 極坐標(biāo)法1前言在橋梁工作實(shí)踐中，為了保證橋梁各部結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，更好地掌握 和控制工程施工數(shù)量，測量人員需要不斷地放樣、檢查、監(jiān)控各部結(jié)構(gòu)施工，內(nèi)、 外業(yè)工作量極大。施工放樣的精度又關(guān)系著橋梁施工的質(zhì)量和進(jìn)度。近些年來，工 程施工大多已采用項(xiàng)目法管理，人員精簡，工程規(guī)模又越來越大，如何在保證測量 精度的前提下，提高施工測量放樣效率就顯得十分重要和有其現(xiàn)實(shí)意義。選擇合適的測量放樣方法，養(yǎng)成

2、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膹?fù)核習(xí)慣，建立嚴(yán)格的測量工作制度會取 得事半功倍的效果。2施工放樣2.1測量方法：橋梁工程中施工放樣一般包括：已知距離的放樣、已知水平角 的放樣、已知高程的放樣和平面點(diǎn)位的放樣。前兩者的放樣基本上是平面點(diǎn)位放樣 中的一部分，或就是其的另一種形式：兩個點(diǎn)確定一條線段。已知高程的放樣可以 采用幾何水準(zhǔn)法，也可使用三角高程法，最好采用兩種方法互相復(fù)核。眾所周知施工放樣須遵循先整體、 后局部的原則，先放樣精度高的點(diǎn)，復(fù)核正 確后，可以繼續(xù)放樣其他點(diǎn)，也可以利用先放樣的點(diǎn)，再放樣精度低一些的點(diǎn)。2.2點(diǎn)位放樣常用放樣方法：橋梁點(diǎn)位放樣常用的放樣方法有坐標(biāo)放樣法和極 坐標(biāo)放樣法。極坐標(biāo)法進(jìn)行放樣，就

3、是置鏡一控制點(diǎn)，后視另一控制點(diǎn)，輸入放樣 點(diǎn)坐標(biāo)或調(diào)整好方位角后輸入距離，即可放樣出預(yù)定點(diǎn)位，并采用置鏡另一控制點(diǎn) 點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，同時可實(shí)測相鄰兩工作線偏角和相鄰墩臺的交點(diǎn)距進(jìn)一步檢核。長度 差值在10mm限差以內(nèi)，撥角檢測的橫向偏差在23mm內(nèi)時可以為定位正確，其誤 差可在鄰近放樣點(diǎn)內(nèi)作適當(dāng)調(diào)整。 坐標(biāo)放樣法實(shí)際上是將計(jì)算公式固化到全站儀中，通過電子讀數(shù)，直接帶入公司便可計(jì)算得到坐標(biāo)。在實(shí)踐中，因放樣前不知點(diǎn)位和 坐標(biāo)系在場地的走向，反而不如極坐標(biāo)法來的方便和快捷。X軸和y軸偏差值的調(diào)整不如在指定方向上一定距離的移動來的方便和迅速。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 全站儀既可以使用坐標(biāo)放樣法，也可以使用

4、極坐標(biāo)放樣法，顯示的差異在于顯示模 式的不同，但預(yù)先準(zhǔn)備的放樣數(shù)據(jù)是不一樣的，分別是坐標(biāo)和方位角（極角）加距 離（極距）。這兩種方法可以使用全站儀進(jìn)行，也可使用經(jīng)緯儀配合測距儀使用， 后者在現(xiàn)場使用可編程的計(jì)算器中預(yù)見編好的程序，一樣方便。2.3其它放樣方法：在施工放線中還可運(yùn)用經(jīng)緯儀方向交會法、圓弧弦線支矩法、外控法等測量方法。方向交會法放樣在工程測量過程中經(jīng)常使用，它具有施測方法簡單方便，精度高等優(yōu)點(diǎn)。特別是在不方便測距的情況下，如在水上施工中， 水上目標(biāo)固定困難，測距不方便，此時用方向交會法定位就顯得方便快捷。但與極坐標(biāo)法或坐標(biāo)法相比可以很明顯地看出后者在外業(yè)方面的優(yōu)點(diǎn)。此外，后者很大程

5、 度上也減少了測量放樣對現(xiàn)場施工的干擾。從內(nèi)業(yè)精度上分析，極坐標(biāo)法測設(shè)構(gòu)筑 物的測設(shè)元素（極角和極距）,對于在同一個測站上所測設(shè)的各點(diǎn)，除后視定向誤 差（即導(dǎo)線點(diǎn)本身的誤差、儀器安置誤差、后視瞄準(zhǔn)誤差等綜合影響的反映）夕卜，各測點(diǎn)撥角和量距誤差都是獨(dú)立的。也就是說，同一個測站所測設(shè)各點(diǎn)誤差不積累、 不傳遞，即點(diǎn)與點(diǎn)之間的誤差是獨(dú)立的。此外，極坐標(biāo)法可以在導(dǎo)線點(diǎn)上直接放樣 構(gòu)筑物中線點(diǎn)和構(gòu)筑物邊樁點(diǎn)，較之傳統(tǒng)的放樣方法減少了測設(shè)構(gòu)筑物主要控制樁 的誤差、護(hù)樁的誤差、恢復(fù)樁的誤差、中樁測設(shè)誤差等的影響。利用極坐標(biāo)法或坐標(biāo)法進(jìn)行施工測量，可以解決了某些墩臺軸線護(hù)樁難以測 設(shè)的問題，加快了外業(yè)工作速度

6、，減少了外業(yè)工作的勞動強(qiáng)度。同時，這種方法 還可以將整個大橋的所有墩位納入同一個整體網(wǎng)中,避免了個別墩位發(fā)生偏移的可能性，實(shí)踐表明，此方法是一種行之有效的施工測量方法。3.控制等級要求公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 041-200）的3.2.1條要求：橋墩中心線 在橋軸線方向上的位置中誤差不應(yīng)大于土15mm。根據(jù)橋梁長度的不同，其相對中 誤差也不一樣。平面控制網(wǎng)的測量等級按橋長的不同分為五個級別的測量等級。級二等三角三等三角四等三角一級小三角二級小三角喬位控制 5000m20005000m 10002000m 5001000m 500m的測量的特大橋的特大橋的特大橋的特大橋大、中橋平均邊長3 k

7、m2 km1km0.5km0.3km則角中誤差土1.0 ”土1.8 ”土2.5 ”土5.0 ”土10.0 ”起始邊邊長相對中誤差 1/250000 1/150000 1/100000 1/40000 1/20000最弱邊邊長相對中誤差 1/120000 1/70000 1/40000 1/20000 90 時，mc最?。唤?會角Z C=90。時，C點(diǎn)在圓周上的任何位置mc值都不變。第二種待定點(diǎn)C在AB連線的垂直平分線上（即對稱交會）,此時Z A=Z B ,進(jìn)行求導(dǎo)分析后，得tgzA=壽當(dāng)滿足上式時，求得mc的值必將是最小值。求得Z A= / B=3 5 15 52 ，即在交會角Z C=109

8、28 16時mc值最小，待定點(diǎn)在這個位置的精度最 高。綜合兩種情況，交會點(diǎn)的位置最宜與選在與已知點(diǎn)構(gòu)成等腰三角形，且交會角 要大于90。，最佳位置為109 ;當(dāng)交會角小于90。時，靠近已知點(diǎn)的位置 較好，而不宜與已知點(diǎn)構(gòu)成等腰三角形。以上分析的理論條件下的定位精度情況，在實(shí)際生產(chǎn)中，往往不能達(dá)到這種條 件要求，不同的情況下對定位要求也不一樣。譬如在橋梁施工測量中，用方向交會 法定位水中墩時，分為兩種情況。一種是置鏡點(diǎn)位于同一河岸橋中線上下游兩側(cè)的 對稱交會，另一種是置鏡點(diǎn)位于橋軸線同一側(cè)（即在橋軸線同一側(cè)的兩岸）交會， 這兩種情況下對交會角的要求是不一樣的。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在第一種情況下，

9、交會角在90。150 之間比較適宜，在這個數(shù)值范圍以外，定位誤差會急劇增 大。在第二種情況下，交會角在30 150 之間應(yīng)該是可行的，但從交會定點(diǎn)實(shí)際操作而言，交會角太大或太小，如為150?；?0 時，因角度平緩或太尖，交會的示誤三角形可能異常，定點(diǎn)發(fā)生困難。因此交會角選在60。110 之間比較適宜。在實(shí)際施工測量中，用方向交會法定位重要結(jié)構(gòu)位置時，一般用至少三個方向 交會，以加強(qiáng)交會定位的可靠性，由于交會誤差的存在，在交會點(diǎn)處，會形成一個 誤差三角形。只要誤差三角形的邊長不超過規(guī)范要求，就取三角形的中心作為交會 點(diǎn)，同時要反復(fù)交會幾次，取其多次交會的平均作為最后的交會成果。在測繪儀器 急劇發(fā)

10、展的今天，使用交會法定位已經(jīng)很少，但它還是有其自身的獨(dú)到優(yōu)勢，在有 些情況下，還是有它的用武之地。5.測量要求為確保放樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無誤，還需養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膹?fù)核習(xí)慣，建立嚴(yán)格的測量工作制度：1、 測量的內(nèi)外業(yè)必須執(zhí)行閉合制、復(fù)核及檢算制?？刂凭W(wǎng)點(diǎn)平差及其他數(shù)據(jù)應(yīng)由 兩組人員獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算，并及時校核。重要部位的放樣宜采用不同的方法或不同的 路線檢核測設(shè)，以確保正確。2、 應(yīng)采用專業(yè)記錄簿在現(xiàn)場逐項(xiàng)記錄測量數(shù)據(jù)，禁止使用易泅水的圓珠筆或鋼筆 書寫。測量記錄不得涂改、撕毀，如有誤可用明顯的記號標(biāo)識。記錄中參加人員、 設(shè)備、日期、地點(diǎn)等事項(xiàng)應(yīng)完備、清楚并簽字。記錄數(shù)據(jù)應(yīng)及時檢核，錄入計(jì)算資 料的數(shù)據(jù)應(yīng)核對無誤。3、 各種測量儀器和工具應(yīng)定期檢校，并做好經(jīng)常的保養(yǎng)和維護(hù)工作。4、 引用控制點(diǎn)坐標(biāo)及橋墩臺坐標(biāo)時，應(yīng)仔細(xì)核對，避免抄錯數(shù)據(jù)。5、 控制點(diǎn)、高程點(diǎn)應(yīng)設(shè)在安全可靠、不易沉降的位置，應(yīng)定期進(jìn)行復(fù)測。6、 結(jié)束語橋梁結(jié)構(gòu)形式不斷創(chuàng)新，施工現(xiàn)場復(fù)雜多變，構(gòu)筑物精度要求越來越趨向一致, 這就要求施工放樣的外業(yè)盡量簡單、減少對現(xiàn)場施工的干擾，放樣點(diǎn)位之間不要有 誤差積累，嚴(yán)格復(fù)核，加強(qiáng)放樣后的測量檢核。這