對稱外移法在橋梁立柱放樣中的應用

左宜軍

(湖南路橋建設集團有限責任公司，湖南 長沙 410000)

1 引 言

榮烏高速公路新線項目是雄安新區“四縱三橫”區域高速路網的重要組成路段，ZT9標位于保定市定興縣境內，項目全長8.286 km，其中橋梁長度7.977 km，橋墩采用圓形三柱式、鉆孔樁基礎。全項目立柱共有1 587根，在不到5個月的時間全部完成立柱混凝土澆筑工作，平均每天澆筑10.6根立柱，在如此快速的施工速度下，如何確保測量放樣準確、快速、高效，是一線工作人員面臨的很大挑戰。

2 橋梁立柱底部中心點放樣的難點

(1)采用GNSS RTK放樣立柱中心點時，由于衛星信號受到多路徑效應的影響，導致測量數據誤差非常大，無法正常使用，當放樣在系梁中間拉延長線時其橫向誤差也較大；

(2)采用全站儀轉點在基坑邊放樣時，半幅立柱數為3根，很難確保全站儀至3根立柱中心點的視線不被密集的立柱鋼筋籠遮擋；

(3)采用全站儀放樣時，需要搭設爬梯、翻越至立柱底部安置對中桿，導致測量效率較低，難以滿足現場快速施工進度需求也會增加安全風險。

3 對稱外移放樣方法

采用對稱外移放樣方法，在立柱底部中心點放樣時，在立柱外側約10 cm處的系梁頂面任意做一標記點并測量其坐標，通過該點與立柱中心設計坐標計算出立柱外另一側對應的點位坐標，采用全站儀放樣該點坐標，該兩點坐標的連線中心即為立柱中心設計坐標。解決了需要工人反復攀爬翻越進出立柱鋼筋籠所帶來的人工增加、安全隱患及被全站儀視線遮擋的風險，實現精準、快速、安全的現場測量。

3.1 全站儀轉點

為了確保導線點不被破壞，線路工程的控制點一般都埋設在路線30 m外，但是系梁頂標高一般都會低于地面約0.5 m，因此在原有控制點上基本無法直接同時觀測半幅橋墩的3個立柱底部，需要全站儀轉點至基坑邊才能通視。

轉點應選擇在基坑邊，采用木樁或鋼筋(上方用羊沖打小孔)打入地下。觀測時采用Leica TS15全站儀自動照準觀測，前視點采用對中桿棱鏡，采用方向觀測法觀測左角、右角各一個測回，在轉點上架設全站儀時返測邊長并加入計算。

在PC端事先將控制點成果、角度計算程序、坐標計算程序編制在一個Excel文件中。現場轉點時，手機端打開該Excel電子表格，輸入控制點名、觀測角度及邊長，可以現場查看觀測2C值、方向值較差、觀測邊長較差等觀測精度。

在現場使用該Excel程序用于計算觀測值、轉點坐標的目的，一是提高轉點的精度及可信度：只需告之現場測量人員2C較差、測回較差、邊長往返差的限差即可，可以有效減少讀錯、記錯、輸錯等出錯概率，消除或減弱現場轉點出現錯誤或粗差的可能性；二是降低對一線測量人員的技能要求，外業觀測人員只需要按照事先規定的操作規程完成操作即可，利用手機截圖的便利性隨時將觀測數據發至工作群內，以便當晚對數據進行校對。

3.2 立柱外圍任意點測量

為了滿足施工現場立柱圓形模板的安裝，需要放樣立柱中心設計坐標于實地，由于立柱鋼筋籠密集工人無法用手豎立對中桿，采用傳統的方法是在立柱鋼筋籠外搭設爬梯，工人爬上鋼筋籠頂后在攀爬至鋼筋籠內部放樣點位。

在立柱鋼筋籠外側約10 cm處任意選擇一點位，用記號筆做上標記，在轉點上架設全站儀，采用極坐標法或直接坐標法測量該點坐標，稱為該點為A。

在計算機端采用Excel電子表格編制計算程序， 將整個項目工程的立柱中心設計坐標、 相應編號放在一個工作表內，采用INDEX+MATCH函數組合查找并顯示對應立柱中心設計坐標。在另外一個工作表編寫計算程序：根據實測的A點坐標與立柱中心設計坐標反算坐標方位角和距離，并以此距離計算出另一端B點的坐標，計算出的B點坐標與A點形成對稱的關系，其兩點連線中點即為立柱理論中心點(見圖1坐標計算示意圖)。

圖1 坐標計算示意圖

在現場工作時，手機端打開Excel程序，輸入立柱編號、實測A點坐標，即可自動計算出對稱B點之坐標、A或B點至立柱理論中心點距離(見圖2Excel計算坐標程序截圖)。

圖2 Excel計算坐標程序截圖

將計算的B點坐標輸入全站儀，以直接坐標法放樣該點，做好標記。以鋼卷尺連接A、B兩點，根據丈量距離取中做標記，并與反算距離對比，該點即為立柱中心設計位置。

4 結 語

需要注意的是，在實際工作中，首先測量的任意點A應盡量選擇在立柱的外側，以避免放樣B點時出現懸空的狀況。使用該方法，可以避免需要人工翻越至立柱鋼筋籠內，采用一個測站同時放樣多根立柱時不受立柱鋼筋籠視線的遮擋，對外業觀測人員的技能要求也不高，只需按照規定的程序操作即可。在榮烏高速ZT9標段，運用該方法很好的解決了量大、速度快、現場情況多變等多種情況，也使得測量數據可追溯，避免因為快速測量出現錯誤的可能性。