雷国兵
山西路桥第一工程责任有限公司 山西省 030006
摘要：本文通过分析激光垂准仪光学准直原理和在桥梁高墩施工中的运用，并结合实践经验，描述了激光垂准仪在控制高墩垂直度中的优点，以解决大跨度高墩桥梁垂直度控制的质量问题。
关键词：激光垂准仪；高墩垂直度；运用
前言
大跨度高墩桥梁垂直度控制的好坏，不仅是桥梁施工水平的重要标志，而且是评价桥梁施工质量的一项重要指标。同时也是桥梁施工中的难题。
一 采用激光垂准仪控制能保证大跨度高墩桥梁垂直度施工质量得到很好的控制，满足设计及验收标准的要求，并优于常规吊垂线控制方法。能够在施工后继续以高墩全站仪放样控制点为基点进行高墩垂直度检测，极大提高了工作效率，同时可以保证检测人员的安全检测。其检测精度高、工作效率高、操作简单，有效提高了工程质量。能更好的满足工程建设期的进度要求。
二、工艺原理
激光垂准仪根据光学准直原理，利用半导激光器产生一套与望远镜视准轴重合的可见激光束，通过人眼直接观测。仪器激光系统的激光光轴与望远镜视准轴严格同心、同焦、同轴，因此，当望远镜照准目标时，在目标处可产生一可见的红色小光斑，具有上下打光的特点，通过人眼可以直接观测。来测量相对铅垂线的微小水平偏差、进行铅垂线的点位传递、物体垂直轮廓的测量以及方位的垂直传递。
三、施工工艺流程及操作要点
3.1工艺流程
a.全站仪对施工高墩放样；
b.控制点上安装垂准仪；
c.确定控制点的垂直方向线；
e.检查激光靶平面与模板顶面；
f.同一水平面内；
g.读取钢卷尺读数；
h.读数的平均值与控制点数据进行比较
3.2操作要点
3.2.1高墩垂直度检测的方法
首先必须先打开激光开关，然后打开下对点开关。
3.2.1.1对中、整平
在基准点上架设三脚架，使三脚架架头大致水平，将仪器安放在三脚架上，用脚螺旋使圆水准器及长水准器气泡居中，在三脚架架头上平移仪器使对点器对准基准点，此时长水准器气泡仍应居中，否则，应继续进行上述整平，对中操作，使长水准器气泡居中同时激光对点器也能对准基准点。
3.2.1.2垂准测量
3.2.1.2.1瞄准目标
在被测点安放方格形激光靶。旋转望远镜目镜至能清晰看见分划板的十字丝，旋转调焦手轮，使激光靶清晰地成像在分划板的十字丝上，此时眼睛作上、下、左、右移动，激光靶的像与十字丝无任何相对位移即无视差。
3.2.1.2.2光学垂准测量
通过望远镜读取激光靶的读数，此数即为测量值。欲提高测量精度可按下列方法进行：旋转度盘，使指标线对准度盘0_，读取激光靶刻线读数，然后旋转仪器使指标线依次对准90_、180_、270_并分别读取激光靶刻线读数，取上述四个读数的平均值为其测量值。
3.2.1.2.3激光垂准测量
按下激光开关，此时应有激光发出，直接读取激光靶上激光光斑中心处的读数，此值即为测量值。
3.2．2测定被测物在垂直方向的轮廓
在被测物附近安放三脚架，仪器置于三脚架上，调整脚螺旋使长水准器气泡居中。
3.2.2.1 光学法
a．旋转望远目镜至能清晰看见分划板的十字丝。
b．将激光靶的一端紧靠被测物，旋转调焦手轮，使激光靶清晰地成像在分划板的十字丝上，此时眼睛作上、下、左、右移动，激光靶的像与十字丝无任何相对位移即无视差，这样，调焦完毕，通过望远镜读取并记下激光靶的读数。
c．分别以一定垂直间隔向上移动激光靶，按b的方法分别测量，这样可测出被测物在垂直方向的实际轮廓。
3.2.2.2 激光法
a．旋转望远目镜至能清晰看见分划板的十字丝。
b．将激光靶的一端紧靠近被测物，旋转调焦手轮，使激光靶上的激光光斑最小，直接读取并记下激光靶上激光光斑中心处的读数。
c．分别以一定垂直间隔向上移动激光靶，按b的方法分别测量，这样可测出被测物在垂直方向的实际轮廓。
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3.2.3高墩轴线放样的传递
3.2.3.1在墩身开始浇筑时，采用全站仪进行施工放线，放出基础纵横两条轴线方向4个控制点，以其指导墩身施工。
3.2.3.2将2台激光垂准仪同时置于墩底的同一条轴线上2个控制点上，整平、对中，使水准管汽泡在任意位置均严格对中，仪器位置是铅垂位置。打开电源开关发射激光束，根据激光靶上的激光斑，进行望远镜调焦，使光斑直径最小，然后缓慢地将仪器水平转1周，看光斑是否位于同一点，若是，此点即为桥墩轴线上的点。否则，旋转望远镜微动螺旋，使光斑向圆中心移动偏差值的一半。经过反复调试仪器，直至水平转动仪器到任何位置，光斑始终位于一点。旋转调焦手轮至看清激光靶，并指挥持激光靶者移动激光靶，使激光靶中心同分划板的十字丝中心重合，用细线将两激光靶的中心连接起来，如此反复，即可测出墩的纵、横轴线。
4 材料与设备
全站仪2台，激光垂准仪2台。
5 质量控制
5.1工程质量控制标准
5.1.1高墩柱垂直度施工质量执行《公路工程质量检验评定标准 第一册（土建工程）》（JTG F80/1-2004）。允许偏差按下表执行。
项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率
1竖直度（mm）0.3%H且不大于20吊垂线或经纬仪：测量2点
注：H为墩身高度
5.2质量保证措施
5.2.1项目部加强高墩施工管理，质检人员经常现场巡视检查；
5.2.2现场技术人员严格按照规范施工，并按照招标文件要求对已施工的高墩实测项目进行详细自检；
5.2.3加强施工过程控制，加强自检，及时纠正施工，不合格段坚决返工。
6 安全措施
6.1开工前，对全体人员进行安全生产教育，并设专职安全员进行施工安全检查。
6.2施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。
6.3做好职工的安全教育，提高职工的安全意识；机械操作手要严格执行操作规程，确保各种设备、车辆安全运行；机械加燃料油与润滑油要熄火进行。
6.4建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。
6.5加强交叉施工安全管理，施工段设标示牌，人员着警示服；
6.6现场设专职安全员负责安全管理；专职安全员巡回检查，发现安全隐患及时清除。
6.7项目部部安全部门人员经常到现场巡视，检查安全工作。
6.8做好有关安全记录。
7 适用范围
本工法适用于山岭重丘区地形复杂在建高速公路桥梁高墩柱施工垂直度控制，同时市政桥梁墩柱的施工也可借鉴采用。
四方窑大桥是高平~新乡高速公路高平至陵川段项目陵川县四方窑村北50米跨越四方窑河的一座大桥。本桥下部结构采用变截面薄壁空心墩、等截面实心墩及柱式墩，高墩高度52.29m，在高墩施工过程中，利用DJ3-L激光垂准仪对高墩垂直度进行了控制。其方法操作简单，数据直观。更能加快施工进度，能更好的满足工程进度要求。
8 激光垂准仪在控制高墩垂直度中的优势
8.1工法打破了传统高墩垂直度控制检测的方法，与同类高墩垂直度控制的工法比，由于方法方便快捷，便于过程控制、进度快、干扰因素少、有利于文明施工，产生了较好的经济效益.
8.2本工法利用激光垂准仪根据光学准直原理，利用半导激光器产生一套与望远镜视准轴重合的可见激光束，通过人眼直接观测即可指导高墩柱的垂直度施工，使得高墩柱垂直度控制工序缩短2-4分钟，加快施工进度，减少工期，从而从时间上减少人员设备等资源的投入。
8.3本工法采用激光垂准仪，使高墩柱的垂直度施工能够在施工过程中实时控制，能够在施工后继续以高墩全站仪放样控制点为基点进行高墩垂直度检测，大量减少了过程控制及质量检测的时间，极大提高了工作效率，同时可以保证检测人员的安全检测。减少了检测人员投入，目前每个小组只需要1个人即可完全满足高墩柱施工控制及质量检测等工作，以前常规高墩柱施工控制及质量检测需要4个人，对比一个小组能节省3个人工，成本大大减少。对比以前常规控制模式每日4个班组共减少12个人工要节省1200元人工成本。
通过本技术施工工作效率高、操作简单、施工简便。经济效益非常显著。
结束语
通过以上激光垂准仪在桥梁施工中的运用和分析，对高墩垂直度的控制措施有了很大的提高，且操作简单、施工简便，经济效益显著，适宜在桥梁高墩施工中推广和应用。
作者简介：
雷国兵 1974年10月生，男，汉族，山西省长治市人，工程师，山西路桥第一工程有限责任公司。
论文作者:雷国兵
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：激光论文; 读数论文; 光斑论文; 测量论文; 桥梁论文; 望远镜论文; 水准器论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;