对称外移法在桥梁立柱放样中的应用

左宜军

(湖南路桥建设集团有限责任公司，湖南 长沙 410000)

1 引 言

荣乌高速公路新线项目是雄安新区“四纵三横”区域高速路网的重要组成路段，ZT9标位于保定市定兴县境内，项目全长8.286 km，其中桥梁长度7.977 km，桥墩采用圆形三柱式、钻孔桩基础。全项目立柱共有1 587根，在不到5个月的时间全部完成立柱混凝土浇筑工作，平均每天浇筑10.6根立柱，在如此快速的施工速度下，如何确保测量放样准确、快速、高效，是一线工作人员面临的很大挑战。

2 桥梁立柱底部中心点放样的难点

(1)采用GNSS RTK放样立柱中心点时，由于卫星信号受到多路径效应的影响，导致测量数据误差非常大，无法正常使用，当放样在系梁中间拉延长线时其横向误差也较大；

(2)采用全站仪转点在基坑边放样时，半幅立柱数为3根，很难确保全站仪至3根立柱中心点的视线不被密集的立柱钢筋笼遮挡；

(3)采用全站仪放样时，需要搭设爬梯、翻越至立柱底部安置对中杆，导致测量效率较低，难以满足现场快速施工进度需求也会增加安全风险。

3 对称外移放样方法

采用对称外移放样方法，在立柱底部中心点放样时，在立柱外侧约10 cm处的系梁顶面任意做一标记点并测量其坐标，通过该点与立柱中心设计坐标计算出立柱外另一侧对应的点位坐标，采用全站仪放样该点坐标，该两点坐标的连线中心即为立柱中心设计坐标。解决了需要工人反复攀爬翻越进出立柱钢筋笼所带来的人工增加、安全隐患及被全站仪视线遮挡的风险，实现精准、快速、安全的现场测量。

3.1 全站仪转点

为了确保导线点不被破坏，线路工程的控制点一般都埋设在路线30 m外，但是系梁顶标高一般都会低于地面约0.5 m，因此在原有控制点上基本无法直接同时观测半幅桥墩的3个立柱底部，需要全站仪转点至基坑边才能通视。

转点应选择在基坑边，采用木桩或钢筋(上方用羊冲打小孔)打入地下。观测时采用Leica TS15全站仪自动照准观测，前视点采用对中杆棱镜，采用方向观测法观测左角、右角各一个测回，在转点上架设全站仪时返测边长并加入计算。

在PC端事先将控制点成果、角度计算程序、坐标计算程序编制在一个Excel文件中。现场转点时，手机端打开该Excel电子表格，输入控制点名、观测角度及边长，可以现场查看观测2C值、方向值较差、观测边长较差等观测精度。

在现场使用该Excel程序用于计算观测值、转点坐标的目的，一是提高转点的精度及可信度：只需告之现场测量人员2C较差、测回较差、边长往返差的限差即可，可以有效减少读错、记错、输错等出错概率，消除或减弱现场转点出现错误或粗差的可能性；二是降低对一线测量人员的技能要求，外业观测人员只需要按照事先规定的操作规程完成操作即可，利用手机截图的便利性随时将观测数据发至工作群内，以便当晚对数据进行校对。

3.2 立柱外围任意点测量

为了满足施工现场立柱圆形模板的安装，需要放样立柱中心设计坐标于实地，由于立柱钢筋笼密集工人无法用手竖立对中杆，采用传统的方法是在立柱钢筋笼外搭设爬梯，工人爬上钢筋笼顶后在攀爬至钢筋笼内部放样点位。

在立柱钢筋笼外侧约10 cm处任意选择一点位，用记号笔做上标记，在转点上架设全站仪，采用极坐标法或直接坐标法测量该点坐标，称为该点为A。

在计算机端采用Excel电子表格编制计算程序， 将整个项目工程的立柱中心设计坐标、 相应编号放在一个工作表内，采用INDEX+MATCH函数组合查找并显示对应立柱中心设计坐标。在另外一个工作表编写计算程序：根据实测的A点坐标与立柱中心设计坐标反算坐标方位角和距离，并以此距离计算出另一端B点的坐标，计算出的B点坐标与A点形成对称的关系，其两点连线中点即为立柱理论中心点(见图1坐标计算示意图)。

图1 坐标计算示意图

在现场工作时，手机端打开Excel程序，输入立柱编号、实测A点坐标，即可自动计算出对称B点之坐标、A或B点至立柱理论中心点距离(见图2Excel计算坐标程序截图)。

图2 Excel计算坐标程序截图

将计算的B点坐标输入全站仪，以直接坐标法放样该点，做好标记。以钢卷尺连接A、B两点，根据丈量距离取中做标记，并与反算距离对比，该点即为立柱中心设计位置。

4 结 语

需要注意的是，在实际工作中，首先测量的任意点A应尽量选择在立柱的外侧，以避免放样B点时出现悬空的状况。使用该方法，可以避免需要人工翻越至立柱钢筋笼内，采用一个测站同时放样多根立柱时不受立柱钢筋笼视线的遮挡，对外业观测人员的技能要求也不高，只需按照规定的程序操作即可。在荣乌高速ZT9标段，运用该方法很好的解决了量大、速度快、现场情况多变等多种情况，也使得测量数据可追溯，避免因为快速测量出现错误的可能性。