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    如何做到鋼管樁沉放施工精度控制

    2019-03-02   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港內部人士獲悉:L450QB無縫鋼管生產技術的發展開始于自行車制造業的興起、19 世紀初期石油的開發、兩次世界大戰期間艦船、鍋爐、飛機的制造,第二次世界大戰后火電鍋爐的制造,化學工業的發展以及石油天然氣的鉆采和運輸等,都有力地推動著鋼管工業在品種、產量和質量上的發展。鋼管不僅用于輸送流體和粉狀固體、交換熱能、制造機械零件和容器,它還是一種經濟鋼材。用鋼管制造建筑結構網架、支柱和機械支架,可以減 輕重量,節省金屬20~40%,而且可實現工廠化機械化施工。用鋼管制造公路橋梁不但可節省鋼材、簡化施工,而且可大大減少涂保護層的面積,節約投資和維護費用。
      
      DSSG04標段鋼管樁共涉及101個墩位,每個墩位根據墩身高度不同設鋼管樁12~16根不等;壁厚20~24mm,樁徑分1.6m、1.8m及2.0m三種,樁長68m至106m,總共1316根;鋼管樁主要為斜樁,斜率有1/4.5、1/5和1/6三種。
      
      鋼管樁沉放施工采用國內先進的浙樁8號打樁船進行沉放。浙樁8號船自帶定位系統,為泰雷茲導航定位GPS接收機,定位方法采用GPS-RTK技術。目前,該技術已經很成熟,需要對定位系統的設置做好準備工作。施工前,需對該定位系統進行校核比對,在打樁船流動站架設基座上,分別架設本標段和打樁船自帶流動站,實時測量該點坐標,互相比較,兩者坐標差值在允許的范圍之內,方可投入使用。
      
      中國鋼管信息港內部人士獲悉:船載GPS打樁定位系統由GPS基站、GPS流動站、樁架傾斜儀、2臺測距儀、1臺攝像機、其他檢測設備、計算機以及測控軟件等幾部分組成。定位原理如下:在岸上的控制點設置基站,在打樁船的適宜位置安裝3臺GPS定位天線,以RTK模式實時測出3臺天線處的三維坐標,同時用旋轉臺上方的傾斜儀測出的船體橫搖和縱傾值計算出水平的船位坐標以及方位,再根據樁架測傾儀和兩臺測距儀測出的樁身相對位置,經船體與樁架幾何關系換算,推算出鋼管樁中心的坐標以及方位,以此達到控制樁位的目的。定位系統各個儀器布置如圖1所示。
      
      船載GPS打樁定位系統對樁頂標高的測量,是通過高程比較法來實現的。在樁架下龍口的開孔窗中間設一水平橫絲,橫絲的實時高程通過GPS實時高程進行推算。測量員通過安裝在橫絲后面的攝像機,觀測鋼管樁上的刻度線在橫絲上的讀數,從而計算出樁頂的實際標高,進而實現在打樁過程中對樁頂標高連續變化的觀測記錄。GPS打樁定位系統能有效地進行鋼管樁傾角控制、樁頂標高控制、鋼管樁中心位置的修正等工作。
      
      本標段鋼管樁距離岸邊很遠,沒有可以依賴的穩定測量平臺,給鋼管樁定位帶來巨大的挑戰。鋼管樁采用打樁船沉放,控制條件和檢核方法單一,為了能確保鋼管樁施工精度,需要優化測量控制手段并加強校核頻率。
      
      測量工作基本思路是:高精度全站儀加GPS衛星定位系統。兩者測量手段互為補充,相互校核檢驗,充分發揮各自的優勢,形成有機和諧的整體,保證鋼管樁沉放的精度。項目部引進瑞士徠卡GS14型靜態GPS接收機3臺、TC1201型全站儀1臺、卡西歐編程計算器1部及相關數據處理軟件用來進行鋼管樁沉放施工樁位測定。
      
      根據船縱軸線,全站儀撥角確定垂直于船縱軸線兩點,通過距離測定該兩點AB至縱軸線中點距離等距,考慮船體晃動的影響,在AB兩點焊接簡易強制對中裝置。根據打樁船樁架傾角調節裝置位于縱軸線上,AB連線中心與鋼管樁被遮擋,故在中點附近布置C點全站儀實時測量C點與樁任意面中軸線D點距離以及D點與AB兩點高差。如所示。
      
      打樁船對鋼管樁精準定位并自由沉樁后,在船上兩側觀測點利用GPS測定該兩點(A、B)的實時坐標。事先確定AB兩點至船縱軸線等距,橫軸線中C點至A、B距離采用全站儀測距獲取,由此數據可以推算C點實時坐標及船軸線方位角;同時利用全站儀或者水準儀測定AB與C點高差,通過測定C點至樁架距離S和鋼管半徑確定該高程面樁位中心坐標,通過斜率測定儀測定出的斜率推算出樁頂高程位置的樁中心坐標。進而確定鋼管樁是否能夠滿足規定的定位要求。
      
      為了能夠根據實時測定數據現場快速推算樁位偏差,通過卡西歐5800計算器編程,輸入采集數據,直接求算樁中心坐標。
      
      中國鋼管信息港內部人士獲悉:船體受潮差變化、水流流向、流速、風向和風力大小等綜合因素的影響,船體時刻位于波動狀態。樁位監測儀能夠實時顯示樁位動態變化情況。所以需要船載定位結果與復核測量同步觀測,然而復核測量是一項時間段內的測量過程,所以其結果對比較差必然存在差異。經驗性判斷分析,較差在于10cm內能夠說明鋼管樁定位結果在要求范圍內。
      
      GPS-RTK定位系統精度(平面位置和高程)可以達到厘米級,能夠滿足沉樁精度±20cm的要求。利用GPS-RTK定位系統進行海上鋼管樁沉放施工,具有定位方便快捷的特點,可實時提供放樣點的三維坐標而且不受天氣影響,可全天候作業,在復雜的水域環境作業優點尤為突出。施工中應加強關鍵部位過程控制與檢校工作,經常對控制點和基線進行復測、校核,以防沉降、位移而影響精度和工程質量。
     
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