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【内容提要】本文简要介绍了在闽江大桥超高塔柱的施工测量中，应用笔记本电脑、全站仪及三维坐标法进行施工放样的施工测量方法；及时满足了四个主塔同时施工的施工需要，并且具有可靠的测量精度和明显的作业效率。
【关 键 词】 塔柱 三维坐标法 施工测量
1.工程概述
福建省南平市闽江大桥位于南平市延平区八仙村，大桥主桥全长607米，主塔主最高达126.7m，为双塔双索面斜拉桥。
主塔为H型预应力砼结构，单箱单室截面，主塔由下塔柱、横梁、中塔柱、拉索锚固区、塔尖等部分组成。
3#塔全高123.7m，4#塔全高126.7m；桥面以上塔高均为88m。下塔柱为空心直立柱，塔柱截面宽为3.5米，长度沿塔身从9米渐变至6.5米。3#索塔下塔柱高32米，4#索塔下塔柱高35米。中塔柱为空心斜立柱，倾斜度为13.4277：1，中塔柱外包尺寸为3.5×6.5米，空心尺寸为2.2×4.1米，，3#、4#索塔中塔柱高均为42.7米。上塔柱为空心直立柱，上塔柱外包尺寸为3.5×6.5米，，3#、4#索塔上塔柱高均为49米。上横梁为预应力钢筋混凝土结构，横梁高4米，宽5.5米。下横梁为预应力钢筋混凝土结构，横梁高5.5米，宽6.5米。
本桥对施工测量质量要求极高，特别超高塔柱的施工放样、定位测量的精度提出了极高要求。由于主塔受天气影响较大，夜间以及高空作业难度大，受施工环境干扰严重，给施工测量工作提出了很大挑战。本施工测量方案是在充分发挥常规测量方法灵活、简便的基础上，引进现代测绘新技术进行综合应用，互为补充，目的是确保闽江大桥主塔施工质量和工期，同时满足设计及规范的各项精度要求。在整个施工测量过程中，严格遵循“从整体到局部，先控制后碎部，随时检核”的测量控制基本原则，加强关键部位如索塔中心、索导管、桥轴线等的控制与检校工作。
2.首级施工控制网检测及施工加密控制网建立施测
2.1首级控制网检测测
依据业主提供的首级施工控制点的精度，配置测量仪器、设备以及专业人员，进行首级施工控制网检测和施工加密控制网建立、施测。随着工程进展，对首级施工控制网、施工加密控制网中全部控制点进行定期检测，两次检测间隔不超过一年，检测精度同原测精度。检测成果上报监理工程师，经核查批准后使用。
（1）测量等级
平面和高程测量等级采用《工程测量规范》中规定的等级要求，并符合相关规定。
（2）施工测量坐标系统
平面坐标系统采用与设计相同的北京54坐标系统，高程系统采用黄海高程基准。
（3）首级施工控制网检测报告
测量外业、内业完成后，按照有关规范要求，编制完整、详细的复测成果报告。若首级施工控制网复测成果不符，则进行补测，经核查合格后，进行施工控制网加密点建立。
2.2施工加密网建立、施测
（1）施工加密控制网点建立
控制点加密需分阶段进行，以确保闽江大桥上部结构及其它工程正常施工。第一阶段施工加密控制点在4#墩钢套箱、3#墩钢套箱、3#墩承台、4#墩承台；第二阶段施工加密控制点在南、北主塔墩（3#墩、4#墩）
下橫梁上布设；第三阶段施工加密控制点在南北引桥墩墩顶布设；第四阶段施工加密控制点在南、北引桥箱梁顶面布设。
高程加密控制点布设于每个观测墩旁，同时在每个观测墩墩顶建立校核水准点。
（2）施工加密控制网施测
按《工程测量规范》的主要技术要求进行施工控制点加密，导线布设成附合导线。同时采用拓普康GTS-602全站仪，按四等平面控制网三边测量的主要技术要求进行检核。
施工加密控制点高程测量采用拓普康GTS-602全站仪和精密水准仪，按《工程测量规范》四等水准的主要技术要求进行联测。南、北案高程联测采用拓普康GTS-602全站仪三角高程对向观测，以确保上部结构施工高程基准正确无误。
（3）施工测量坐标系统
平面坐标系统采用与设计相同的坐标系统，测区高程系统采用黄海国家高程基准。必要时建立相对平面坐标系统，采取可靠的方式进行坐标转换。
3.塔柱施工测量控制技术、控制方法
塔柱施工主要采用以下两种先进的施工测量控制方法，相互校核，进行施工测量放样、定位及施工测量控制，以满足测量精度及施工质量要求。
3.1全站仪三维坐标技术
全站仪三维坐标法其原理是利用仪器的特殊功能，首先输入测站点三维坐标，然后照准后视方向，输入确定后视方位角或后视点坐标，旋转望远镜，照准定位点，利用全站仪内部程序，测设定位点的三维坐标。
随着现代测量仪器更新与进步，特别是集测角、测距、记录、计算等功能为一体之全站型电子速测仪之应用，对传统之测量方案、方法起了变革作用，在大型建筑物施工放样中，它不仅可以克服施工干扰给测量工作带来之困难，还可以提高放样精度，更重要是减轻测量员劳动强度，提高工作效率，从而满足快速施工放样要求。 3.2激光经纬仪测量技术
根据施工现场布置情况及安全情况，在主塔四周一定距离对称布置施工基线，采用激光经纬仪倾斜和垂直投点进行主塔倾斜度控制。
4.主塔施工测量控制
结合施工现场和施工工艺编制主塔施工测量方案。主塔施工测量重点是：保证塔柱、下横梁、索导管等各部分结构的倾斜度、外形几何尺寸、平面位置、高程满足规范及设计要求。主塔施工测量难点是：在有风振、温差、日照等情况下，确保高塔柱测量控制的精度。其主要控制定位有：劲性骨架定位、塔柱模板定位、下横梁定位、索导管安装定位校核、预埋件安装定位等。
4.1主塔施工测量控制主要技术要求
（1） 塔柱倾斜度误差不大于塔高的1/3000，且不大于30mm，同时满足设计要求；
（2） 塔柱轴线偏差±10mm，断面尺寸偏差±20mm；
（3） 塔顶高程偏差±10mm；
（4） 斜拉索锚固点高程偏差±10mm，斜拉索锚具轴线偏差±5mm；
（5） 下横梁高程偏差±10mm。
4.2主塔中心点测设控制
设置于承台、下横梁以及塔顶等的塔中心点，采用拓普康GTS-602全站仪三维坐标法控制。主塔中心点坐标测设是控制北主塔与南主塔桥轴线一致，主塔中心里程偏差符合设计及规范要求。
4.3主塔高程基准传递控制
由承台上的高程基准向上传递至塔身、下横梁、塔顶。其传递方法以全站仪悬高测量为主，以水准仪钢尺量距法作为校核。
（1）全站仪悬高测量
该法原理是采用全站仪三角高程测量已知高程水准点至待定高程水准点之高差。悬高测量要求在较短的时间内完成，觇标高精确量至毫米，正倒镜观测，使目标影象处于竖丝附近，且位于竖丝两侧对称的位置上，以减弱横线不水平引起的误差影响，六测回测定高差，再取中数确定待定高程水准点与已知高程水准点高差，从而得出待定高程水准点高程。
（2）水准仪钢尺量距法
该法首先将检定钢尺悬挂在固定架上，测量检定钢尺边温度，下挂一与检定钢尺检定时拉力相等的重锤，然后由上、下水准仪的水准尺读数及钢尺读数，通过检定钢尺检定求得的尺长方程式求出检定钢尺丈量时的实际长度，最后通过已知高程水准基点与待定高程水准点的高差计算待定水准点高程。为检测高程基准传递成果，至少变换三次检定钢尺高度，取平均值作为最后成果。
4.4塔柱施工测量控制
塔柱施工首先进行劲性骨架定位，然后进行塔柱钢筋主筋边框架线放样，最后进行塔柱截面轴线点、及塔柱模板检查定位与预埋件安装定位，各种定位及放样以全站仪三维坐标法为主。
根据仰角选择测站，分别控制主塔南北侧截面轴线点、角点以及特征点。
（1） 主塔截面轴线点、角点以及特征点坐标计算
根据施工设计图纸以及主塔施工节段划分，计算主塔截面轴线点、角点以及特征点三维坐标。
（2）劲性骨架定位
（3）塔柱主筋框架线放样
塔柱主筋框架线放样即放样竖向钢筋内边框线，确保混凝土保护层厚度，其放样精度要求较高。采用全站仪三维坐标法放样塔柱同高程截面竖向主筋内边框架线及塔柱截面轴线，测量标志尽可能标示于劲性骨架，便于塔柱竖向主筋分中支立。
（4）塔柱截面轴线及角点放样
首先采用全站仪三角高程测量劲性骨架外缘临时焊的水平角钢高程，然后采用FX-4500P编程计算器，按塔柱倾斜率等要素计算相应高程处塔柱设计截面轴线点、角点三维坐标，最后于劲性骨架外缘临时焊的水平角钢上放样塔柱截面轴线点及角点，单塔柱同高程截面至少放样三个角点，从而控制塔柱外形，以便于塔柱模板定位。
（5）塔柱模板检查定位
因塔柱模板为定型模板，故只需定位模板就能实现塔柱精确定位。根据实测塔柱模板角点及轴线点高程，计算相应高程处塔柱角点及轴线点设计三维坐标，若实测塔柱角点及轴线点三维坐标与设计三维坐标不符，则调整模板，调整至设计位置。对于不能直接测定的塔柱模板角点及轴线点，可根据已测定的点与不能直接测定点的相对几何关系，用边长交会法检查定位。塔柱壁厚检查采用检定钢尺直接丈量。
（6）塔柱预埋件安装定位
根据塔柱预埋件安装定位的精度要求，分别采用全站仪三维坐标法与轴线法放样定位。全站仪三维坐标法定位精度要求较高的预埋件；轴线法定位精度要求不高的预埋件。
（7）塔柱预偏
为保证预应力钢束张拉完成后两塔柱在下横梁处及其它高程处的间距符合设计要求，塔柱施工放样时要有向外侧的预偏量（横桥向），并按设计监控要求进行调整。
（8）索塔变形实时调整
索塔施工过程中，按设计、监控部门要求，在索塔上埋设变形观测点，随时观测因基础变位、混凝土收缩、弹性压缩、徐变、温度、風力等对索塔变形的影响。采用全站仪三维坐标法监测主塔变形，绘制主塔变形测量图，并按设计、监理及控制部门的要求进行相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
4.5下横梁施工测量
下横梁支架体系由分配梁、钢立柱、横梁、扶墙横撑和预埋件等组成。钢管立柱安装：钢管分段加工制作，现场逐根吊安，测量控制其平面位置、倾斜度和顶高程。
根据设计及施工要求，设置下横梁施工预拱度，铺设横梁底模板，在底模板上放出横梁特征点，并标示桥轴线与塔中心线。待横梁模板支立后，进行横梁模板检查定位，调整横梁模板至设计位置，控制横梁模板竖直度。在浇筑下横梁混凝土过程中，进行横梁位移观测及支架变形观测。 4.6塔柱索导管定位校核
索导管安装定位是测量控制难度最大、精度要求最高的构件。索导管安装定位采取以全站仪三维坐标法。根据实地条件，运用计算机辅助测量的方法可大大改善索套筒精密定位过程中通视的问题，使测量的外业工作更加灵活方便。
根据现场实际情况在索套筒轴线距离上、下管口以及锚垫板选择四个便于通视的点A、B、C、D作为观测点。点位选择好后用卷尺量得C、D两点距离，并测量这四个点的实际坐标，待测量完毕后把实测的坐标输入到以绘制好的CAD图中，查看实测坐标与理论坐标的偏差数值，在CAD中视图下输入的坐标与桥轴线存在较大的夹角，为了方便调整，先把CAD图中的坐标系统转换到桥轴线坐标轴上，然后在CAD中用list命令，查看应该调整的尺寸，根据尺寸进行校核和调整，然后重复以上步骤，一直到满足精度要求为止，。主塔索导管定位、校核控制测点示意图见图1，控制测点为黑色小圆点。
图1主塔索导管定位、校核控制测点示意图
4.7主塔倾斜度控制测量
主塔倾斜度控制采用全站仪三维坐标截面中心法，传统垂球测量法校核。主塔中心偏离，表现于主塔混凝土浇筑定型模板中心偏离，主塔倾斜度测量通过测量混凝土浇筑定型模板截面中心来实现，调整定型模板就是调整主塔倾斜度。主塔为节段施工，通过定型模板顶截面与底截面的中心坐标调整，就可得出主塔倾斜
率，从而将主塔倾斜度控制在设计及规范要求的范围内。
5.主塔变形测量
每一施工阶段都必须作永久性的记录，测量记录包括：测量记录、日期、时间、环境温度、索塔变形、施工过程中的调整情况等。
主塔施工完毕，进行主塔偏移变形测量初始值观测。主塔偏移变形测量控制观测点设置塔顶，共六个点，预埋控制观测点棱镜。主塔偏移变形测量采用全站仪三维坐标法。
6.主塔施工监控的范围和流程
斜拉桥主塔施工监控工作范围是主塔变形和拉索张拉力等进行全程监控。其主要工作流程如下：
（1）根据上阶段监控指令进行测量，得出反映斜拉桥现有状态的真实、完整数据。
（2）数据送交监理，由监理审核签字确认，存档并转发监控。
（3）监控根据测量数据判定斜拉桥结构是否安全，施工状态是否偏离设计值。如果结构安全，施工状态偏离设计值在允许范围内，监控组将发出下一阶段施工的指令。如果施工状态偏离设计值过大，监控组将发出调整指令，对现有结构状态进行调整。
（4）监控下达的监控指令交监理确认后才能施工。
7.主塔变形测量与数据处理
随着荷载增加、混凝土弹性压缩、徐变、温度、风力等变化，主塔会产生变形，故应在施工过程中进行主塔变形测量，以能及时准确反映主塔实际变形程度或变形趋势，确保塔顶高程正确。对承台、主塔按《工程测量规范》三等变形测量的主要技术要求进行观测。
主塔变形观测是测定主塔因温差、日照、风力、风向、振动等因素引起的偏移及变形摆动规律，频谱分析动态监测主塔变形，以便给主塔施工测量放样定位提供参考数据。主塔变形观测采用全站仪三维极座标法。
7.1主塔施工期间主塔变形观测
在主塔施工期间，由于主塔自重、混凝土弹性压缩、徐变、温度等，会对上、下游塔柱产生向内侧的拉力，由此使上、下游塔柱向内侧偏移，故应在主塔施工期间埋设主塔变形测量监控标志，监测主塔变形，并按设计、监理及控制部门要求进行相应实时调整。將变形观测棱镜埋置于主塔南侧面，根据主塔施工高度布置棱镜。
7.2主塔竣工变形观测
在下横梁、中塔柱及塔顶埋设变形观测棱镜，变形观测棱镜共六个，对称布置于桥轴线两侧塔柱处，单塔面埋设。变形观测点既是垂直位移观测点，又是水平位移观测点。
主塔施工完毕，在气象条件较好的条件下，进行48小时全天侯主塔变形观测，并同时记录观测时间、温度以及观测时的风力、风向等，每小时观测一次，以第一次观测成果为基准值，每次观测值与基准值比较，得出主塔横、纵、竖向偏移值，从而掌握主塔在日照、温差、风力、风向、振动等外界条件变化影响下的摆动变形规律。
7.3主塔变形测量内业计算及成果整理
主塔变形测量外业观测工作结束后，及时整理和检查外业观测手簿。绘制承台、主塔在施工过程中的变形曲线图，为下道工序施工提供及时可靠的参考依据。
8.施工放样精度估算及误差分析
8.1全站仪三维坐标法放样精度估算及误差分析
根据全站仪三维坐标法测量原理，建立定位点P的三维坐标方程式：
x=Dsinzcosa；y=Dsinzsina；h=Dcosz
图2全站仪三维坐标法放样计算原理示意图
由定位点P的三维坐标方程式可知，影响定位点P的精度有三个因素，第一个因素是斜距D，第二个因素是天顶距Z角，第三个因素是水平角a。现对x坐标计算式进行全微分得：
dx=sinzcosadD+Dcoszcosadz/ρ-Dsinzsinada/ρ 由测量误差传播定律得：
MX2=（sinzcosaMD）2+（DcoszcosaMZ/ρ）2+（DsinzsinaMa/ρ）2
My2=（sinzsinaMD）2+（DcoszsinaMZ/ρ）2+（DsinzcosaMa/ρ）2
Mh2=（coszMD）2+（DsinzMz/ρ）2
根据有关资料分析，采用精度为MZ=Mα=3″、MD=3+3ppm之全站仪，当测站至放样点的距离小于280m时，Mx、MY、MH之精度可高于±5mm。本桥采用高精度的GTS-602全站仪三维坐标施工放样，其测角误差M角=MZ=Ma=±2″，测距误差MD=±（1.9㎜+1.01ppm）。
根据全站仪三维坐标法放样精度估算结果，采用该法进行主塔测量放样定位能够保证施工放样定位精度要求。
8.2水准仪钢尺量距法传递高程精度估算及误差分析
在气候条件较好的条件下，采用50米检定钢尺，以水准仪钢尺量距法进行高程基准传递，这种方法的误差来源为：钢尺尺长误差，倾斜误差，温度变化误差，拉力误差，上、下水准仪读数误差。
假定水准基点高程误差M基=±2mm，钢尺尺长误差M长=±1mm，倾斜误差M倾=±2mm，拉力变化的误差M拉=±1mm，上水准仪读数误差M上=±2mm，下水准仪读数误差M下=±2mm。
由测量误差传播定理可得，采用水准仪钢尺量距法进行高程基准传递时，精度估算为：
m估=±（M基?+M?长+M?倾+M?拉+M?上+M?下）1/2
=±（2?+1?+2?+1?+2?+2?）1/2
=±4.24mm
根据水准仪钢尺量距法传递高程精度估算结果，采用该法进行高程基准传递，能够保证主塔施工精度要求和施工质量。
9.主塔测量控制精度及质量保证措施
9.1施测时段
为减少日照温差、风引起的振动摆幅较大等对放样定位点位影响，主塔施工测量放样定位作业选择在无日照影响和温差较小的时间段内进行。斜拉桥线形受温度影响很大，线形测量选择在气候条件较为稳定、日照变化影响较小、气温平稳的时段内进行。选择凌晨2点至日出的时段内进行主塔变形测量。
9.2监测主塔变形
主塔施工期间，采用全站仪三维座标法监测主塔，根据设计、监理及监控部门要求进行，相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
日照强、温差大等因素引起的振动较大时，暂时停止主塔施工测量作业。
9.3避免外界人为因素影响
测量过程中，各工序间应相互配合，避免机械、电气、人工干扰，确保相对测量作业中观测数据的稳定性、可靠性。
【参考文献】
1、《公路桥涵施工技术规范》 人民交通出版社 JTJ041—2000
2、《閩江大桥设计施工图纸》 上海市政工程设计研究院
3、《润扬长江公路大桥建设》 吴胜东 人民交通出版社
【内容提要】本文简要介绍了在闽江大桥超高塔柱的施工测量中，应用笔记本电脑、全站仪及三维坐标法进行施工放样的施工测量方法；及时满足了四个主塔同时施工的施工需要，并且具有可靠的测量精度和明显的作业效率。
【关 键 词】 塔柱 三维坐标法 施工测量
1.工程概述
福建省南平市闽江大桥位于南平市延平区八仙村，大桥主桥全长607米，主塔主最高达126.7m，为双塔双索面斜拉桥。
主塔为H型预应力砼结构，单箱单室截面，主塔由下塔柱、横梁、中塔柱、拉索锚固区、塔尖等部分组成。
3#塔全高123.7m，4#塔全高126.7m；桥面以上塔高均为88m。下塔柱为空心直立柱，塔柱截面宽为3.5米，长度沿塔身从9米渐变至6.5米。3#索塔下塔柱高32米，4#索塔下塔柱高35米。中塔柱为空心斜立柱，倾斜度为13.4277：1，中塔柱外包尺寸为3.5×6.5米，空心尺寸为2.2×4.1米，，3#、4#索塔中塔柱高均为42.7米。上塔柱为空心直立柱，上塔柱外包尺寸为3.5×6.5米，，3#、4#索塔上塔柱高均为49米。上横梁为预应力钢筋混凝土结构，横梁高4米，宽5.5米。下横梁为预应力钢筋混凝土结构，横梁高5.5米，宽6.5米。
本桥对施工测量质量要求极高，特别超高塔柱的施工放样、定位测量的精度提出了极高要求。由于主塔受天气影响较大，夜间以及高空作业难度大，受施工环境干扰严重，给施工测量工作提出了很大挑战。本施工测量方案是在充分发挥常规测量方法灵活、简便的基础上，引进现代测绘新技术进行综合应用，互为补充，目的是确保闽江大桥主塔施工质量和工期，同时满足设计及规范的各项精度要求。在整个施工测量过程中，严格遵循“从整体到局部，先控制后碎部，随时检核”的测量控制基本原则，加强关键部位如索塔中心、索导管、桥轴线等的控制与检校工作。
2.首级施工控制网检测及施工加密控制网建立施测
2.1首级控制网检测测
依据业主提供的首级施工控制点的精度，配置测量仪器、设备以及专业人员，进行首级施工控制网检测和施工加密控制网建立、施测。随着工程进展，对首级施工控制网、施工加密控制网中全部控制点进行定期检测，两次检测间隔不超过一年，检测精度同原测精度。检测成果上报监理工程师，经核查批准后使用。 （1）测量等级
平面和高程测量等级采用《工程测量规范》中规定的等级要求，并符合相关规定。
（2）施工测量坐标系统
平面坐标系统采用与设计相同的北京54坐标系统，高程系统采用黄海高程基准。
（3）首级施工控制网检测报告
测量外业、内业完成后，按照有关规范要求，编制完整、详细的复测成果报告。若首级施工控制网复测成果不符，则进行补测，经核查合格后，进行施工控制网加密点建立。
2.2施工加密网建立、施测
（1）施工加密控制网点建立
控制点加密需分阶段进行，以确保闽江大桥上部结构及其它工程正常施工。第一阶段施工加密控制点在4#墩钢套箱、3#墩钢套箱、3#墩承台、4#墩承台；第二阶段施工加密控制点在南、北主塔墩（3#墩、4#墩）
下横梁上布设；第三阶段施工加密控制点在南北引桥墩墩顶布设；第四阶段施工加密控制点在南、北引桥箱梁顶面布设。
高程加密控制点布设于每个观测墩旁，同时在每个观测墩墩顶建立校核水准点。
（2）施工加密控制网施测
按《工程测量规范》的主要技术要求进行施工控制点加密，导线布设成附合导线。同时采用拓普康GTS-602全站仪，按四等平面控制网三边测量的主要技术要求进行检核。
施工加密控制点高程测量采用拓普康GTS-602全站仪和精密水准仪，按《工程测量规范》四等水准的主要技术要求进行联测。南、北案高程联测采用拓普康GTS-602全站仪三角高程对向观测，以确保上部结构施工高程基准正确无误。
（3）施工测量坐标系统
平面坐标系统采用与设计相同的坐标系统，测区高程系统采用黄海国家高程基准。必要时建立相对平面坐标系统，采取可靠的方式进行坐标转换。
3.塔柱施工测量控制技术、控制方法
塔柱施工主要采用以下两种先进的施工测量控制方法，相互校核，进行施工测量放样、定位及施工测量控制，以满足测量精度及施工质量要求。
3.1全站仪三维坐标技术
全站仪三维坐标法其原理是利用仪器的特殊功能，首先输入测站点三维坐标，然后照准后视方向，输入确定后视方位角或后视点坐标，旋转望远镜，照准定位点，利用全站仪内部程序，测设定位点的三维坐标。
随着现代测量仪器更新与进步，特别是集测角、测距、记录、计算等功能为一体之全站型电子速测仪之应用，对传统之测量方案、方法起了变革作用，在大型建筑物施工放样中，它不仅可以克服施工干扰给测量工作带来之困难，还可以提高放样精度，更重要是减轻测量员劳动强度，提高工作效率，从而满足快速施工放样要求。
3.2激光经纬仪测量技术
根据施工现场布置情况及安全情况，在主塔四周一定距离对称布置施工基线，采用激光经纬仪倾斜和垂直投点进行主塔倾斜度控制。
4.主塔施工测量控制
结合施工现场和施工工艺编制主塔施工测量方案。主塔施工测量重点是：保证塔柱、下横梁、索导管等各部分结构的倾斜度、外形几何尺寸、平面位置、高程满足规范及设计要求。主塔施工测量难点是：在有风振、温差、日照等情况下，确保高塔柱测量控制的精度。其主要控制定位有：劲性骨架定位、塔柱模板定位、下横梁定位、索导管安装定位校核、预埋件安装定位等。
4.1主塔施工测量控制主要技术要求
（1） 塔柱倾斜度误差不大于塔高的1/3000，且不大于30mm，同时满足设计要求；
（2） 塔柱轴线偏差±10mm，断面尺寸偏差±20mm；
（3） 塔顶高程偏差±10mm；
（4） 斜拉索锚固点高程偏差±10mm，斜拉索锚具轴线偏差±5mm；
（5） 下横梁高程偏差±10mm。
4.2主塔中心点测设控制
设置于承台、下横梁以及塔顶等的塔中心点，采用拓普康GTS-602全站仪三维坐标法控制。主塔中心点坐标测设是控制北主塔与南主塔桥轴线一致，主塔中心里程偏差符合设计及规范要求。
4.3主塔高程基准传递控制
由承台上的高程基准向上传递至塔身、下横梁、塔顶。其传递方法以全站仪悬高测量为主，以水准仪钢尺量距法作为校核。
（1）全站儀悬高测量
该法原理是采用全站仪三角高程测量已知高程水准点至待定高程水准点之高差。悬高测量要求在较短的时间内完成，觇标高精确量至毫米，正倒镜观测，使目标影象处于竖丝附近，且位于竖丝两侧对称的位置上，以减弱横线不水平引起的误差影响，六测回测定高差，再取中数确定待定高程水准点与已知高程水准点高差，从而得出待定高程水准点高程。 （2）水准仪钢尺量距法
该法首先将检定钢尺悬挂在固定架上，测量检定钢尺边温度，下挂一与检定钢尺检定时拉力相等的重锤，然后由上、下水准仪的水准尺读数及钢尺读数，通过检定钢尺检定求得的尺长方程式求出检定钢尺丈量时的实际长度，最后通过已知高程水准基点与待定高程水准点的高差计算待定水准点高程。为检测高程基准传递成果，至少变换三次检定钢尺高度，取平均值作为最后成果。
4.4塔柱施工测量控制
塔柱施工首先进行劲性骨架定位，然后进行塔柱钢筋主筋边框架线放样，最后进行塔柱截面轴线点、及塔柱模板检查定位与预埋件安装定位，各种定位及放样以全站仪三维坐标法为主。
根据仰角选择测站，分别控制主塔南北侧截面轴线点、角点以及特征点。
（1） 主塔截面轴线点、角点以及特征点坐标计算
根据施工设计图纸以及主塔施工节段划分，计算主塔截面轴线点、角点以及特征点三维坐标。
（2）劲性骨架定位
（3）塔柱主筋框架线放样
塔柱主筋框架线放样即放样竖向钢筋内边框线，确保混凝土保护层厚度，其放样精度要求较高。采用全站仪三维坐标法放样塔柱同高程截面竖向主筋内边框架线及塔柱截面轴线，测量标志尽可能标示于劲性骨架，便于塔柱竖向主筋分中支立。
（4）塔柱截面轴线及角点放样
首先采用全站仪三角高程测量劲性骨架外缘临时焊的水平角钢高程，然后采用FX-4500P编程计算器，按塔柱倾斜率等要素计算相应高程处塔柱设计截面轴线点、角点三维坐标，最后于劲性骨架外缘临时焊的水平角钢上放样塔柱截面轴线点及角点，单塔柱同高程截面至少放样三个角点，从而控制塔柱外形，以便于塔柱模板定位。
（5）塔柱模板检查定位
因塔柱模板为定型模板，故只需定位模板就能实现塔柱精确定位。根据实测塔柱模板角点及轴线点高程，计算相应高程处塔柱角点及轴线点设计三维坐标，若实测塔柱角点及轴线点三维坐标与设计三维坐标不符，则调整模板，调整至设计位置。对于不能直接测定的塔柱模板角点及轴线點，可根据已测定的点与不能直接测定点的相对几何关系，用边长交会法检查定位。塔柱壁厚检查采用检定钢尺直接丈量。
（6）塔柱预埋件安装定位
根据塔柱预埋件安装定位的精度要求，分别采用全站仪三维坐标法与轴线法放样定位。全站仪三维坐标法定位精度要求较高的预埋件；轴线法定位精度要求不高的预埋件。
（7）塔柱预偏
为保证预应力钢束张拉完成后两塔柱在下横梁处及其它高程处的间距符合设计要求，塔柱施工放样时要有向外侧的预偏量（横桥向），并按设计监控要求进行调整。
（8）索塔变形实时调整
索塔施工过程中，按设计、监控部门要求，在索塔上埋设变形观测点，随时观测因基础变位、混凝土收缩、弹性压缩、徐变、温度、风力等对索塔变形的影响。采用全站仪三维坐标法监测主塔变形，绘制主塔变形测量图，并按设计、监理及控制部门的要求进行相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
4.5下横梁施工测量
下横梁支架体系由分配梁、钢立柱、横梁、扶墙横撑和预埋件等组成。钢管立柱安装：钢管分段加工制作，现场逐根吊安，测量控制其平面位置、倾斜度和顶高程。
根据设计及施工要求，设置下横梁施工预拱度，铺设横梁底模板，在底模板上放出横梁特征点，并标示桥轴线与塔中心线。待横梁模板支立后，进行横梁模板检查定位，调整横梁模板至设计位置，控制横梁模板竖直度。在浇筑下横梁混凝土过程中，进行横梁位移观测及支架变形观测。
4.6塔柱索导管定位校核
索导管安装定位是测量控制难度最大、精度要求最高的构件。索导管安装定位采取以全站仪三维坐标法。根据实地条件，运用计算机辅助测量的方法可大大改善索套筒精密定位过程中通视的问题，使测量的外业工作更加灵活方便。
根据现场实际情况在索套筒轴线距离上、下管口以及锚垫板选择四个便于通视的点A、B、C、D作为观测点。点位选择好后用卷尺量得C、D两点距离，并测量这四个点的实际坐标，待测量完毕后把实测的坐标输入到以绘制好的CAD图中，查看实测坐标与理论坐标的偏差数值，在CAD中视图下输入的坐标与桥轴线存在较大的夹角，为了方便调整，先把CAD图中的坐标系统转换到桥轴线坐标轴上，然后在CAD中用list命令，查看应该调整的尺寸，根据尺寸进行校核和调整，然后重复以上步骤，一直到满足精度要求为止，。主塔索导管定位、校核控制测点示意图见图1，控制测点为黑色小圆点。
图1主塔索导管定位、校核控制测点示意图
4.7主塔倾斜度控制测量
主塔倾斜度控制采用全站仪三维坐标截面中心法，传统垂球测量法校核。主塔中心偏离，表现于主塔混凝土浇筑定型模板中心偏离，主塔倾斜度测量通过测量混凝土浇筑定型模板截面中心来实现，调整定型模板就是调整主塔倾斜度。主塔为节段施工，通过定型模板顶截面与底截面的中心坐标调整，就可得出主塔倾斜
率，从而将主塔倾斜度控制在设计及规范要求的范围内。 5.主塔变形测量
每一施工阶段都必须作永久性的记录，测量记录包括：测量记录、日期、时间、环境温度、索塔变形、施工过程中的调整情况等。
主塔施工完毕，进行主塔偏移变形测量初始值观测。主塔偏移变形测量控制观测点设置塔顶，共六个点，预埋控制观测點棱镜。主塔偏移变形测量采用全站仪三维坐标法。
6.主塔施工监控的范围和流程
斜拉桥主塔施工监控工作范围是主塔变形和拉索张拉力等进行全程监控。其主要工作流程如下：
（1）根据上阶段监控指令进行测量，得出反映斜拉桥现有状态的真实、完整数据。
（2）数据送交监理，由监理审核签字确认，存档并转发监控。
（3）监控根据测量数据判定斜拉桥结构是否安全，施工状态是否偏离设计值。如果结构安全，施工状态偏离设计值在允许范围内，监控组将发出下一阶段施工的指令。如果施工状态偏离设计值过大，监控组将发出调整指令，对现有结构状态进行调整。
（4）监控下达的监控指令交监理确认后才能施工。
7.主塔变形测量与数据处理
随着荷载增加、混凝土弹性压缩、徐变、温度、风力等变化，主塔会产生变形，故应在施工过程中进行主塔变形测量，以能及时准确反映主塔实际变形程度或变形趋势，确保塔顶高程正确。对承台、主塔按《工程测量规范》三等变形测量的主要技术要求进行观测。
主塔变形观测是测定主塔因温差、日照、风力、风向、振动等因素引起的偏移及变形摆动规律，频谱分析动态监测主塔变形，以便给主塔施工测量放样定位提供参考数据。主塔变形观测采用全站仪三维极座标法。
7.1主塔施工期间主塔变形观测
在主塔施工期间，由于主塔自重、混凝土弹性压缩、徐变、温度等，会对上、下游塔柱产生向内侧的拉力，由此使上、下游塔柱向内侧偏移，故应在主塔施工期间埋设主塔变形测量监控标志，监测主塔变形，并按设计、监理及控制部门要求进行相应实时调整。将变形观测棱镜埋置于主塔南侧面，根据主塔施工高度布置棱镜。
7.2主塔竣工变形观测
在下横梁、中塔柱及塔顶埋设变形观测棱镜，变形观测棱镜共六个，对称布置于桥轴线两侧塔柱处，单塔面埋设。变形观测点既是垂直位移观测点，又是水平位移观测点。
主塔施工完毕，在气象条件较好的条件下，进行48小时全天侯主塔变形观测，并同时记录观测时间、温度以及观测时的风力、风向等，每小时观测一次，以第一次观测成果为基准值，每次观测值与基准值比较，得出主塔横、纵、竖向偏移值，从而掌握主塔在日照、温差、风力、风向、振动等外界条件变化影响下的摆动变形规律。
7.3主塔变形测量内业计算及成果整理
主塔变形测量外业观测工作结束后，及时整理和检查外业观测手簿。绘制承台、主塔在施工过程中的变形曲线图，为下道工序施工提供及时可靠的参考依据。
8.施工放样精度估算及误差分析
8.1全站仪三维坐标法放样精度估算及误差分析
根据全站仪三维坐标法测量原理，建立定位点P的三维坐标方程式：
x=Dsinzcosa；y=Dsinzsina；h=Dcosz
图2全站仪三维坐标法放样计算原理示意图
由定位点P的三维坐标方程式可知，影响定位点P的精度有三个因素，第一个因素是斜距D，第二个因素是天顶距Z角，第三个因素是水平角a。现对x坐标计算式进行全微分得：
dx=sinzcosadD+Dcoszcosadz/ρ-Dsinzsinada/ρ
由测量误差传播定律得：
MX2=（sinzcosaMD）2+（DcoszcosaMZ/ρ）2+（DsinzsinaMa/ρ）2
My2=（sinzsinaMD）2+（DcoszsinaMZ/ρ）2+（DsinzcosaMa/ρ）2
Mh2=（coszMD）2+（DsinzMz/ρ）2
根据有关资料分析，采用精度为MZ=Mα=3″、MD=3+3ppm之全站仪，当测站至放样点的距离小于280m时，Mx、MY、MH之精度可高于±5mm。本桥采用高精度的GTS-602全站仪三维坐标施工放样，其测角误差M角=MZ=Ma=±2″，测距误差MD=±（1.9㎜+1.01ppm）。
根据全站仪三维坐标法放样精度估算结果，采用该法进行主塔测量放样定位能够保证施工放样定位精度要求。
8.2水准仪钢尺量距法传递高程精度估算及误差分析
在气候条件较好的条件下，采用50米检定钢尺，以水准仪钢尺量距法进行高程基准传递，这种方法的误差来源为：钢尺尺长误差，倾斜误差，温度变化误差，拉力误差，上、下水准仪读数误差。
假定水准基点高程误差M基=±2mm，钢尺尺长误差M长=±1mm，倾斜误差M倾=±2mm，拉力变化的误差M拉=±1mm，上水准仪读数误差M上=±2mm，下水准仪读数误差M下=±2mm。
由测量误差传播定理可得，采用水准仪钢尺量距法进行高程基准传递时，精度估算为：
m估=±（M基?+M?长+M?倾+M?拉+M?上+M?下）1/2
=±（2?+1?+2?+1?+2?+2?）1/2
=±4.24mm
根据水准仪钢尺量距法传递高程精度估算结果，采用该法进行高程基准传递，能够保证主塔施工精度要求和施工质量。
9.主塔测量控制精度及质量保证措施
9.1施测时段
为减少日照温差、风引起的振动摆幅较大等对放样定位点位影响，主塔施工测量放样定位作业选择在无日照影响和温差较小的时间段内进行。斜拉桥线形受温度影响很大，线形测量选择在气候条件较为稳定、日照变化影响较小、气温平稳的时段内进行。选择凌晨2点至日出的时段内进行主塔变形测量。
9.2监测主塔变形
主塔施工期间，采用全站仪三维座标法监测主塔，根据设计、监理及监控部门要求进行，相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
日照强、温差大等因素引起的振动较大时，暂时停止主塔施工测量作业。
9.3避免外界人为因素影响
测量过程中，各工序间应相互配合，避免机械、电气、人工干扰，确保相对测量作业中观测数据的稳定性、可靠性。
【参考文献】
1、《公路桥涵施工技术规范》 人民交通出版社 JTJ041—2000
2、《闽江大桥设计施工图纸》 上海市政工程设计研究院
3、《润扬长江公路大桥建设》 吴胜东 人民交通出版社 7.2主塔竣工变形观测
在下横梁、中塔柱及塔顶埋设变形观测棱镜，变形观测棱镜共六个，对称布置于桥轴线两侧塔柱处，单塔面埋设。变形观测点既是垂直位移观测点，又是水平位移观测点。
主塔施工完毕，在气象条件较好的条件下，进行48小时全天侯主塔变形观测，并同时记录观测时间、温度以及观测时的风力、风向等，每小时观测一次，以第一次观测成果为基准值，每次观测值与基准值比较，得出主塔横、纵、竖向偏移值，从而掌握主塔在日照、温差、风力、风向、振动等外界条件变化影响下的摆动变形规律。
7.3主塔变形测量内业计算及成果整理
主塔变形测量外业观测工作结束后，及时整理和检查外业观测手簿。绘制承台、主塔在施工过程中的变形曲线图，为下道工序施工提供及时可靠的参考依据。
8.施工放样精度估算及误差分析
8.1全站仪三维坐标法放样精度估算及误差分析
根据全站仪三维坐标法测量原理，建立定位点P的三维坐标方程式：
x=Dsinzcosa；y=Dsinzsina；h=Dcosz
图2全站仪三维坐标法放样计算原理示意图
由定位点P的三维坐标方程式可知，影响定位点P的精度有三个因素，第一个因素是斜距D，第二个因素是天顶距Z角，第三个因素是水平角a。现对x坐标计算式进行全微分得：
dx=sinzcosadD+Dcoszcosadz/ρ-Dsinzsinada/ρ
由测量误差传播定律得：
MX2=（sinzcosaMD）2+（DcoszcosaMZ/ρ）2+（DsinzsinaMa/ρ）2
My2=（sinzsinaMD）2+（DcoszsinaMZ/ρ）2+（DsinzcosaMa/ρ）2
Mh2=（coszMD）2+（DsinzMz/ρ）2
根据有关资料分析，采用精度为MZ=Mα=3″、MD=3+3ppm之全站仪，当测站至放样点的距离小于280m时，Mx、MY、MH之精度可高于±5mm。本桥采用高精度的GTS-602全站仪三维坐标施工放样，其测角误差M角=MZ=Ma=±2″，测距误差MD=±（1.9㎜+1.01ppm）。
根据全站仪三维坐标法放样精度估算结果，采用该法进行主塔测量放样定位能够保证施工放样定位精度要求。
8.2水准仪钢尺量距法传递高程精度估算及误差分析
在气候条件较好的条件下，采用50米检定钢尺，以水准仪钢尺量距法进行高程基准传递，这种方法的误差来源为：钢尺尺长误差，倾斜误差，温度变化误差，拉力误差，上、下水准仪读数误差。
假定水准基点高程误差M基=±2mm，钢尺尺长误差M长=±1mm，倾斜误差M倾=±2mm，拉力变化的误差M拉=±1mm，上水准仪读数误差M上=±2mm，下水准仪读数误差M下=±2mm。
由测量误差传播定理可得，采用水准仪钢尺量距法进行高程基准传递时，精度估算为：
m估=±（M基?+M?长+M?倾+M?拉+M?上+M?下）1/2
=±（2?+1?+2?+1?+2?+2?）1/2
=±4.24mm
根据水准仪钢尺量距法传递高程精度估算结果，采用该法进行高程基准传递，能够保证主塔施工精度要求和施工质量。
9.主塔测量控制精度及质量保证措施
9.1施测时段
为减少日照温差、风引起的振动摆幅较大等对放样定位点位影响，主塔施工测量放样定位作业选择在无日照影响和温差较小的时间段内进行。斜拉桥线形受温度影响很大，线形测量选择在气候条件较为稳定、日照变化影响较小、气温平稳的时段内进行。选择凌晨2点至日出的时段内进行主塔变形测量。
9.2监测主塔变形
主塔施工期间，采用全站仪三维座标法监测主塔，根据设计、监理及监控部门要求进行，相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
日照强、温差大等因素引起的振动较大时，暂时停止主塔施工测量作业。
9.3避免外界人为因素影响
测量过程中，各工序间应相互配合，避免机械、电气、人工干扰，确保相对测量作业中观测数据的稳定性、可靠性。
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【参考文献】
1、《公路桥涵施工技术规范》 ； ； ； ；人民交通出版社 ； ； ； ； ；JTJ041—2000
2、《闽江大桥设计施工图纸》 ； ；上海市政工程设计研究院
3、《润扬长江公路大桥建设》 ； ； ； ； ；吴胜东 ； ； ；人民交通出版社
【关 键 词】 塔柱 三维坐标法 施工测量
1.工程概述
福建省南平市闽江大桥位于南平市延平区八仙村，大桥主桥全长607米，主塔主最高达126.7m，为双塔双索面斜拉桥。
主塔为H型预应力砼结构，单箱单室截面，主塔由下塔柱、横梁、中塔柱、拉索锚固区、塔尖等部分组成。
3#塔全高123.7m，4#塔全高126.7m；桥面以上塔高均为88m。下塔柱为空心直立柱，塔柱截面宽为3.5米，长度沿塔身从9米渐变至6.5米。3#索塔下塔柱高32米，4#索塔下塔柱高35米。中塔柱为空心斜立柱，倾斜度为13.4277：1，中塔柱外包尺寸为3.5×6.5米，空心尺寸为2.2×4.1米，，3#、4#索塔中塔柱高均为42.7米。上塔柱为空心直立柱，上塔柱外包尺寸为3.5×6.5米，，3#、4#索塔上塔柱高均为49米。上横梁为预应力钢筋混凝土结构，横梁高4米，宽5.5米。下横梁为预应力钢筋混凝土结构，横梁高5.5米，宽6.5米。
本桥对施工测量质量要求极高，特别超高塔柱的施工放样、定位测量的精度提出了极高要求。由于主塔受天气影响较大，夜间以及高空作业难度大，受施工环境干扰严重，给施工测量工作提出了很大挑战。本施工测量方案是在充分发挥常规测量方法灵活、简便的基础上，引进现代测绘新技术进行综合应用，互为补充，目的是确保闽江大桥主塔施工质量和工期，同时满足设计及规范的各项精度要求。在整个施工测量过程中，严格遵循“从整体到局部，先控制后碎部，随时检核”的测量控制基本原则，加强关键部位如索塔中心、索导管、桥轴线等的控制与检校工作。
2.首级施工控制网检测及施工加密控制网建立施测
2.1首级控制网检测测
依据业主提供的首级施工控制点的精度，配置测量仪器、设备以及专业人员，进行首级施工控制网检测和施工加密控制网建立、施测。随着工程进展，对首级施工控制网、施工加密控制网中全部控制点进行定期检测，两次检测间隔不超过一年，检测精度同原测精度。检测成果上报监理工程师，经核查批准后使用。
（1）测量等级
平面和高程测量等级采用《工程测量规范》中规定的等级要求，并符合相关规定。
（2）施工测量坐标系统
平面坐标系统采用与设计相同的北京54坐标系统，高程系统采用黄海高程基准。
（3）首级施工控制网检测报告
测量外业、内业完成后，按照有关规范要求，编制完整、详细的复测成果报告。若首级施工控制网复测成果不符，则进行补测，经核查合格后，进行施工控制网加密点建立。
2.2施工加密网建立、施测
（1）施工加密控制网点建立
控制点加密需分阶段进行，以确保闽江大桥上部结构及其它工程正常施工。第一阶段施工加密控制点在4#墩钢套箱、3#墩钢套箱、3#墩承台、4#墩承台；第二阶段施工加密控制点在南、北主塔墩（3#墩、4#墩）
下橫梁上布设；第三阶段施工加密控制点在南北引桥墩墩顶布设；第四阶段施工加密控制点在南、北引桥箱梁顶面布设。
高程加密控制点布设于每个观测墩旁，同时在每个观测墩墩顶建立校核水准点。
（2）施工加密控制网施测
按《工程测量规范》的主要技术要求进行施工控制点加密，导线布设成附合导线。同时采用拓普康GTS-602全站仪，按四等平面控制网三边测量的主要技术要求进行检核。
施工加密控制点高程测量采用拓普康GTS-602全站仪和精密水准仪，按《工程测量规范》四等水准的主要技术要求进行联测。南、北案高程联测采用拓普康GTS-602全站仪三角高程对向观测，以确保上部结构施工高程基准正确无误。
（3）施工测量坐标系统
平面坐标系统采用与设计相同的坐标系统，测区高程系统采用黄海国家高程基准。必要时建立相对平面坐标系统，采取可靠的方式进行坐标转换。
3.塔柱施工测量控制技术、控制方法
塔柱施工主要采用以下两种先进的施工测量控制方法，相互校核，进行施工测量放样、定位及施工测量控制，以满足测量精度及施工质量要求。
3.1全站仪三维坐标技术
全站仪三维坐标法其原理是利用仪器的特殊功能，首先输入测站点三维坐标，然后照准后视方向，输入确定后视方位角或后视点坐标，旋转望远镜，照准定位点，利用全站仪内部程序，测设定位点的三维坐标。
随着现代测量仪器更新与进步，特别是集测角、测距、记录、计算等功能为一体之全站型电子速测仪之应用，对传统之测量方案、方法起了变革作用，在大型建筑物施工放样中，它不仅可以克服施工干扰给测量工作带来之困难，还可以提高放样精度，更重要是减轻测量员劳动强度，提高工作效率，从而满足快速施工放样要求。 3.2激光经纬仪测量技术
根据施工现场布置情况及安全情况，在主塔四周一定距离对称布置施工基线，采用激光经纬仪倾斜和垂直投点进行主塔倾斜度控制。
4.主塔施工测量控制
结合施工现场和施工工艺编制主塔施工测量方案。主塔施工测量重点是：保证塔柱、下横梁、索导管等各部分结构的倾斜度、外形几何尺寸、平面位置、高程满足规范及设计要求。主塔施工测量难点是：在有风振、温差、日照等情况下，确保高塔柱测量控制的精度。其主要控制定位有：劲性骨架定位、塔柱模板定位、下横梁定位、索导管安装定位校核、预埋件安装定位等。
4.1主塔施工测量控制主要技术要求
（1） 塔柱倾斜度误差不大于塔高的1/3000，且不大于30mm，同时满足设计要求；
（2） 塔柱轴线偏差±10mm，断面尺寸偏差±20mm；
（3） 塔顶高程偏差±10mm；
（4） 斜拉索锚固点高程偏差±10mm，斜拉索锚具轴线偏差±5mm；
（5） 下横梁高程偏差±10mm。
4.2主塔中心点测设控制
设置于承台、下横梁以及塔顶等的塔中心点，采用拓普康GTS-602全站仪三维坐标法控制。主塔中心点坐标测设是控制北主塔与南主塔桥轴线一致，主塔中心里程偏差符合设计及规范要求。
4.3主塔高程基准传递控制
由承台上的高程基准向上传递至塔身、下横梁、塔顶。其传递方法以全站仪悬高测量为主，以水准仪钢尺量距法作为校核。
（1）全站仪悬高测量
该法原理是采用全站仪三角高程测量已知高程水准点至待定高程水准点之高差。悬高测量要求在较短的时间内完成，觇标高精确量至毫米，正倒镜观测，使目标影象处于竖丝附近，且位于竖丝两侧对称的位置上，以减弱横线不水平引起的误差影响，六测回测定高差，再取中数确定待定高程水准点与已知高程水准点高差，从而得出待定高程水准点高程。
（2）水准仪钢尺量距法
该法首先将检定钢尺悬挂在固定架上，测量检定钢尺边温度，下挂一与检定钢尺检定时拉力相等的重锤，然后由上、下水准仪的水准尺读数及钢尺读数，通过检定钢尺检定求得的尺长方程式求出检定钢尺丈量时的实际长度，最后通过已知高程水准基点与待定高程水准点的高差计算待定水准点高程。为检测高程基准传递成果，至少变换三次检定钢尺高度，取平均值作为最后成果。
4.4塔柱施工测量控制
塔柱施工首先进行劲性骨架定位，然后进行塔柱钢筋主筋边框架线放样，最后进行塔柱截面轴线点、及塔柱模板检查定位与预埋件安装定位，各种定位及放样以全站仪三维坐标法为主。
根据仰角选择测站，分别控制主塔南北侧截面轴线点、角点以及特征点。
（1） 主塔截面轴线点、角点以及特征点坐标计算
根据施工设计图纸以及主塔施工节段划分，计算主塔截面轴线点、角点以及特征点三维坐标。
（2）劲性骨架定位
（3）塔柱主筋框架线放样
塔柱主筋框架线放样即放样竖向钢筋内边框线，确保混凝土保护层厚度，其放样精度要求较高。采用全站仪三维坐标法放样塔柱同高程截面竖向主筋内边框架线及塔柱截面轴线，测量标志尽可能标示于劲性骨架，便于塔柱竖向主筋分中支立。
（4）塔柱截面轴线及角点放样
首先采用全站仪三角高程测量劲性骨架外缘临时焊的水平角钢高程，然后采用FX-4500P编程计算器，按塔柱倾斜率等要素计算相应高程处塔柱设计截面轴线点、角点三维坐标，最后于劲性骨架外缘临时焊的水平角钢上放样塔柱截面轴线点及角点，单塔柱同高程截面至少放样三个角点，从而控制塔柱外形，以便于塔柱模板定位。
（5）塔柱模板检查定位
因塔柱模板为定型模板，故只需定位模板就能实现塔柱精确定位。根据实测塔柱模板角点及轴线点高程，计算相应高程处塔柱角点及轴线点设计三维坐标，若实测塔柱角点及轴线点三维坐标与设计三维坐标不符，则调整模板，调整至设计位置。对于不能直接测定的塔柱模板角点及轴线点，可根据已测定的点与不能直接测定点的相对几何关系，用边长交会法检查定位。塔柱壁厚检查采用检定钢尺直接丈量。
（6）塔柱预埋件安装定位
根据塔柱预埋件安装定位的精度要求，分别采用全站仪三维坐标法与轴线法放样定位。全站仪三维坐标法定位精度要求较高的预埋件；轴线法定位精度要求不高的预埋件。
（7）塔柱预偏
为保证预应力钢束张拉完成后两塔柱在下横梁处及其它高程处的间距符合设计要求，塔柱施工放样时要有向外侧的预偏量（横桥向），并按设计监控要求进行调整。
（8）索塔变形实时调整
索塔施工过程中，按设计、监控部门要求，在索塔上埋设变形观测点，随时观测因基础变位、混凝土收缩、弹性压缩、徐变、温度、風力等对索塔变形的影响。采用全站仪三维坐标法监测主塔变形，绘制主塔变形测量图，并按设计、监理及控制部门的要求进行相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
4.5下横梁施工测量
下横梁支架体系由分配梁、钢立柱、横梁、扶墙横撑和预埋件等组成。钢管立柱安装：钢管分段加工制作，现场逐根吊安，测量控制其平面位置、倾斜度和顶高程。
根据设计及施工要求，设置下横梁施工预拱度，铺设横梁底模板，在底模板上放出横梁特征点，并标示桥轴线与塔中心线。待横梁模板支立后，进行横梁模板检查定位，调整横梁模板至设计位置，控制横梁模板竖直度。在浇筑下横梁混凝土过程中，进行横梁位移观测及支架变形观测。 4.6塔柱索导管定位校核
索导管安装定位是测量控制难度最大、精度要求最高的构件。索导管安装定位采取以全站仪三维坐标法。根据实地条件，运用计算机辅助测量的方法可大大改善索套筒精密定位过程中通视的问题，使测量的外业工作更加灵活方便。
根据现场实际情况在索套筒轴线距离上、下管口以及锚垫板选择四个便于通视的点A、B、C、D作为观测点。点位选择好后用卷尺量得C、D两点距离，并测量这四个点的实际坐标，待测量完毕后把实测的坐标输入到以绘制好的CAD图中，查看实测坐标与理论坐标的偏差数值，在CAD中视图下输入的坐标与桥轴线存在较大的夹角，为了方便调整，先把CAD图中的坐标系统转换到桥轴线坐标轴上，然后在CAD中用list命令，查看应该调整的尺寸，根据尺寸进行校核和调整，然后重复以上步骤，一直到满足精度要求为止，。主塔索导管定位、校核控制测点示意图见图1，控制测点为黑色小圆点。
图1主塔索导管定位、校核控制测点示意图
4.7主塔倾斜度控制测量
主塔倾斜度控制采用全站仪三维坐标截面中心法，传统垂球测量法校核。主塔中心偏离，表现于主塔混凝土浇筑定型模板中心偏离，主塔倾斜度测量通过测量混凝土浇筑定型模板截面中心来实现，调整定型模板就是调整主塔倾斜度。主塔为节段施工，通过定型模板顶截面与底截面的中心坐标调整，就可得出主塔倾斜
率，从而将主塔倾斜度控制在设计及规范要求的范围内。
5.主塔变形测量
每一施工阶段都必须作永久性的记录，测量记录包括：测量记录、日期、时间、环境温度、索塔变形、施工过程中的调整情况等。
主塔施工完毕，进行主塔偏移变形测量初始值观测。主塔偏移变形测量控制观测点设置塔顶，共六个点，预埋控制观测点棱镜。主塔偏移变形测量采用全站仪三维坐标法。
6.主塔施工监控的范围和流程
斜拉桥主塔施工监控工作范围是主塔变形和拉索张拉力等进行全程监控。其主要工作流程如下：
（1）根据上阶段监控指令进行测量，得出反映斜拉桥现有状态的真实、完整数据。
（2）数据送交监理，由监理审核签字确认，存档并转发监控。
（3）监控根据测量数据判定斜拉桥结构是否安全，施工状态是否偏离设计值。如果结构安全，施工状态偏离设计值在允许范围内，监控组将发出下一阶段施工的指令。如果施工状态偏离设计值过大，监控组将发出调整指令，对现有结构状态进行调整。
（4）监控下达的监控指令交监理确认后才能施工。
7.主塔变形测量与数据处理
随着荷载增加、混凝土弹性压缩、徐变、温度、风力等变化，主塔会产生变形，故应在施工过程中进行主塔变形测量，以能及时准确反映主塔实际变形程度或变形趋势，确保塔顶高程正确。对承台、主塔按《工程测量规范》三等变形测量的主要技术要求进行观测。
主塔变形观测是测定主塔因温差、日照、风力、风向、振动等因素引起的偏移及变形摆动规律，频谱分析动态监测主塔变形，以便给主塔施工测量放样定位提供参考数据。主塔变形观测采用全站仪三维极座标法。
7.1主塔施工期间主塔变形观测
在主塔施工期间，由于主塔自重、混凝土弹性压缩、徐变、温度等，会对上、下游塔柱产生向内侧的拉力，由此使上、下游塔柱向内侧偏移，故应在主塔施工期间埋设主塔变形测量监控标志，监测主塔变形，并按设计、监理及控制部门要求进行相应实时调整。將变形观测棱镜埋置于主塔南侧面，根据主塔施工高度布置棱镜。
7.2主塔竣工变形观测
在下横梁、中塔柱及塔顶埋设变形观测棱镜，变形观测棱镜共六个，对称布置于桥轴线两侧塔柱处，单塔面埋设。变形观测点既是垂直位移观测点，又是水平位移观测点。
主塔施工完毕，在气象条件较好的条件下，进行48小时全天侯主塔变形观测，并同时记录观测时间、温度以及观测时的风力、风向等，每小时观测一次，以第一次观测成果为基准值，每次观测值与基准值比较，得出主塔横、纵、竖向偏移值，从而掌握主塔在日照、温差、风力、风向、振动等外界条件变化影响下的摆动变形规律。
7.3主塔变形测量内业计算及成果整理
主塔变形测量外业观测工作结束后，及时整理和检查外业观测手簿。绘制承台、主塔在施工过程中的变形曲线图，为下道工序施工提供及时可靠的参考依据。
8.施工放样精度估算及误差分析
8.1全站仪三维坐标法放样精度估算及误差分析
根据全站仪三维坐标法测量原理，建立定位点P的三维坐标方程式：
x=Dsinzcosa；y=Dsinzsina；h=Dcosz
图2全站仪三维坐标法放样计算原理示意图
由定位点P的三维坐标方程式可知，影响定位点P的精度有三个因素，第一个因素是斜距D，第二个因素是天顶距Z角，第三个因素是水平角a。现对x坐标计算式进行全微分得：
dx=sinzcosadD+Dcoszcosadz/ρ-Dsinzsinada/ρ 由测量误差传播定律得：
MX2=（sinzcosaMD）2+（DcoszcosaMZ/ρ）2+（DsinzsinaMa/ρ）2
My2=（sinzsinaMD）2+（DcoszsinaMZ/ρ）2+（DsinzcosaMa/ρ）2
Mh2=（coszMD）2+（DsinzMz/ρ）2
根据有关资料分析，采用精度为MZ=Mα=3″、MD=3+3ppm之全站仪，当测站至放样点的距离小于280m时，Mx、MY、MH之精度可高于±5mm。本桥采用高精度的GTS-602全站仪三维坐标施工放样，其测角误差M角=MZ=Ma=±2″，测距误差MD=±（1.9㎜+1.01ppm）。
根据全站仪三维坐标法放样精度估算结果，采用该法进行主塔测量放样定位能够保证施工放样定位精度要求。
8.2水准仪钢尺量距法传递高程精度估算及误差分析
在气候条件较好的条件下，采用50米检定钢尺，以水准仪钢尺量距法进行高程基准传递，这种方法的误差来源为：钢尺尺长误差，倾斜误差，温度变化误差，拉力误差，上、下水准仪读数误差。
假定水准基点高程误差M基=±2mm，钢尺尺长误差M长=±1mm，倾斜误差M倾=±2mm，拉力变化的误差M拉=±1mm，上水准仪读数误差M上=±2mm，下水准仪读数误差M下=±2mm。
由测量误差传播定理可得，采用水准仪钢尺量距法进行高程基准传递时，精度估算为：
m估=±（M基?+M?长+M?倾+M?拉+M?上+M?下）1/2
=±（2?+1?+2?+1?+2?+2?）1/2
=±4.24mm
根据水准仪钢尺量距法传递高程精度估算结果，采用该法进行高程基准传递，能够保证主塔施工精度要求和施工质量。
9.主塔测量控制精度及质量保证措施
9.1施测时段
为减少日照温差、风引起的振动摆幅较大等对放样定位点位影响，主塔施工测量放样定位作业选择在无日照影响和温差较小的时间段内进行。斜拉桥线形受温度影响很大，线形测量选择在气候条件较为稳定、日照变化影响较小、气温平稳的时段内进行。选择凌晨2点至日出的时段内进行主塔变形测量。
9.2监测主塔变形
主塔施工期间，采用全站仪三维座标法监测主塔，根据设计、监理及监控部门要求进行，相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
日照强、温差大等因素引起的振动较大时，暂时停止主塔施工测量作业。
9.3避免外界人为因素影响
测量过程中，各工序间应相互配合，避免机械、电气、人工干扰，确保相对测量作业中观测数据的稳定性、可靠性。
【参考文献】
1、《公路桥涵施工技术规范》 人民交通出版社 JTJ041—2000
2、《閩江大桥设计施工图纸》 上海市政工程设计研究院
3、《润扬长江公路大桥建设》 吴胜东 人民交通出版社
【内容提要】本文简要介绍了在闽江大桥超高塔柱的施工测量中，应用笔记本电脑、全站仪及三维坐标法进行施工放样的施工测量方法；及时满足了四个主塔同时施工的施工需要，并且具有可靠的测量精度和明显的作业效率。
【关 键 词】 塔柱 三维坐标法 施工测量
1.工程概述
福建省南平市闽江大桥位于南平市延平区八仙村，大桥主桥全长607米，主塔主最高达126.7m，为双塔双索面斜拉桥。
主塔为H型预应力砼结构，单箱单室截面，主塔由下塔柱、横梁、中塔柱、拉索锚固区、塔尖等部分组成。
3#塔全高123.7m，4#塔全高126.7m；桥面以上塔高均为88m。下塔柱为空心直立柱，塔柱截面宽为3.5米，长度沿塔身从9米渐变至6.5米。3#索塔下塔柱高32米，4#索塔下塔柱高35米。中塔柱为空心斜立柱，倾斜度为13.4277：1，中塔柱外包尺寸为3.5×6.5米，空心尺寸为2.2×4.1米，，3#、4#索塔中塔柱高均为42.7米。上塔柱为空心直立柱，上塔柱外包尺寸为3.5×6.5米，，3#、4#索塔上塔柱高均为49米。上横梁为预应力钢筋混凝土结构，横梁高4米，宽5.5米。下横梁为预应力钢筋混凝土结构，横梁高5.5米，宽6.5米。
本桥对施工测量质量要求极高，特别超高塔柱的施工放样、定位测量的精度提出了极高要求。由于主塔受天气影响较大，夜间以及高空作业难度大，受施工环境干扰严重，给施工测量工作提出了很大挑战。本施工测量方案是在充分发挥常规测量方法灵活、简便的基础上，引进现代测绘新技术进行综合应用，互为补充，目的是确保闽江大桥主塔施工质量和工期，同时满足设计及规范的各项精度要求。在整个施工测量过程中，严格遵循“从整体到局部，先控制后碎部，随时检核”的测量控制基本原则，加强关键部位如索塔中心、索导管、桥轴线等的控制与检校工作。
2.首级施工控制网检测及施工加密控制网建立施测
2.1首级控制网检测测
依据业主提供的首级施工控制点的精度，配置测量仪器、设备以及专业人员，进行首级施工控制网检测和施工加密控制网建立、施测。随着工程进展，对首级施工控制网、施工加密控制网中全部控制点进行定期检测，两次检测间隔不超过一年，检测精度同原测精度。检测成果上报监理工程师，经核查批准后使用。 （1）测量等级
平面和高程测量等级采用《工程测量规范》中规定的等级要求，并符合相关规定。
（2）施工测量坐标系统
平面坐标系统采用与设计相同的北京54坐标系统，高程系统采用黄海高程基准。
（3）首级施工控制网检测报告
测量外业、内业完成后，按照有关规范要求，编制完整、详细的复测成果报告。若首级施工控制网复测成果不符，则进行补测，经核查合格后，进行施工控制网加密点建立。
2.2施工加密网建立、施测
（1）施工加密控制网点建立
控制点加密需分阶段进行，以确保闽江大桥上部结构及其它工程正常施工。第一阶段施工加密控制点在4#墩钢套箱、3#墩钢套箱、3#墩承台、4#墩承台；第二阶段施工加密控制点在南、北主塔墩（3#墩、4#墩）
下横梁上布设；第三阶段施工加密控制点在南北引桥墩墩顶布设；第四阶段施工加密控制点在南、北引桥箱梁顶面布设。
高程加密控制点布设于每个观测墩旁，同时在每个观测墩墩顶建立校核水准点。
（2）施工加密控制网施测
按《工程测量规范》的主要技术要求进行施工控制点加密，导线布设成附合导线。同时采用拓普康GTS-602全站仪，按四等平面控制网三边测量的主要技术要求进行检核。
施工加密控制点高程测量采用拓普康GTS-602全站仪和精密水准仪，按《工程测量规范》四等水准的主要技术要求进行联测。南、北案高程联测采用拓普康GTS-602全站仪三角高程对向观测，以确保上部结构施工高程基准正确无误。
（3）施工测量坐标系统
平面坐标系统采用与设计相同的坐标系统，测区高程系统采用黄海国家高程基准。必要时建立相对平面坐标系统，采取可靠的方式进行坐标转换。
3.塔柱施工测量控制技术、控制方法
塔柱施工主要采用以下两种先进的施工测量控制方法，相互校核，进行施工测量放样、定位及施工测量控制，以满足测量精度及施工质量要求。
3.1全站仪三维坐标技术
全站仪三维坐标法其原理是利用仪器的特殊功能，首先输入测站点三维坐标，然后照准后视方向，输入确定后视方位角或后视点坐标，旋转望远镜，照准定位点，利用全站仪内部程序，测设定位点的三维坐标。
随着现代测量仪器更新与进步，特别是集测角、测距、记录、计算等功能为一体之全站型电子速测仪之应用，对传统之测量方案、方法起了变革作用，在大型建筑物施工放样中，它不仅可以克服施工干扰给测量工作带来之困难，还可以提高放样精度，更重要是减轻测量员劳动强度，提高工作效率，从而满足快速施工放样要求。
3.2激光经纬仪测量技术
根据施工现场布置情况及安全情况，在主塔四周一定距离对称布置施工基线，采用激光经纬仪倾斜和垂直投点进行主塔倾斜度控制。
4.主塔施工测量控制
结合施工现场和施工工艺编制主塔施工测量方案。主塔施工测量重点是：保证塔柱、下横梁、索导管等各部分结构的倾斜度、外形几何尺寸、平面位置、高程满足规范及设计要求。主塔施工测量难点是：在有风振、温差、日照等情况下，确保高塔柱测量控制的精度。其主要控制定位有：劲性骨架定位、塔柱模板定位、下横梁定位、索导管安装定位校核、预埋件安装定位等。
4.1主塔施工测量控制主要技术要求
（1） 塔柱倾斜度误差不大于塔高的1/3000，且不大于30mm，同时满足设计要求；
（2） 塔柱轴线偏差±10mm，断面尺寸偏差±20mm；
（3） 塔顶高程偏差±10mm；
（4） 斜拉索锚固点高程偏差±10mm，斜拉索锚具轴线偏差±5mm；
（5） 下横梁高程偏差±10mm。
4.2主塔中心点测设控制
设置于承台、下横梁以及塔顶等的塔中心点，采用拓普康GTS-602全站仪三维坐标法控制。主塔中心点坐标测设是控制北主塔与南主塔桥轴线一致，主塔中心里程偏差符合设计及规范要求。
4.3主塔高程基准传递控制
由承台上的高程基准向上传递至塔身、下横梁、塔顶。其传递方法以全站仪悬高测量为主，以水准仪钢尺量距法作为校核。
（1）全站儀悬高测量
该法原理是采用全站仪三角高程测量已知高程水准点至待定高程水准点之高差。悬高测量要求在较短的时间内完成，觇标高精确量至毫米，正倒镜观测，使目标影象处于竖丝附近，且位于竖丝两侧对称的位置上，以减弱横线不水平引起的误差影响，六测回测定高差，再取中数确定待定高程水准点与已知高程水准点高差，从而得出待定高程水准点高程。 （2）水准仪钢尺量距法
该法首先将检定钢尺悬挂在固定架上，测量检定钢尺边温度，下挂一与检定钢尺检定时拉力相等的重锤，然后由上、下水准仪的水准尺读数及钢尺读数，通过检定钢尺检定求得的尺长方程式求出检定钢尺丈量时的实际长度，最后通过已知高程水准基点与待定高程水准点的高差计算待定水准点高程。为检测高程基准传递成果，至少变换三次检定钢尺高度，取平均值作为最后成果。
4.4塔柱施工测量控制
塔柱施工首先进行劲性骨架定位，然后进行塔柱钢筋主筋边框架线放样，最后进行塔柱截面轴线点、及塔柱模板检查定位与预埋件安装定位，各种定位及放样以全站仪三维坐标法为主。
根据仰角选择测站，分别控制主塔南北侧截面轴线点、角点以及特征点。
（1） 主塔截面轴线点、角点以及特征点坐标计算
根据施工设计图纸以及主塔施工节段划分，计算主塔截面轴线点、角点以及特征点三维坐标。
（2）劲性骨架定位
（3）塔柱主筋框架线放样
塔柱主筋框架线放样即放样竖向钢筋内边框线，确保混凝土保护层厚度，其放样精度要求较高。采用全站仪三维坐标法放样塔柱同高程截面竖向主筋内边框架线及塔柱截面轴线，测量标志尽可能标示于劲性骨架，便于塔柱竖向主筋分中支立。
（4）塔柱截面轴线及角点放样
首先采用全站仪三角高程测量劲性骨架外缘临时焊的水平角钢高程，然后采用FX-4500P编程计算器，按塔柱倾斜率等要素计算相应高程处塔柱设计截面轴线点、角点三维坐标，最后于劲性骨架外缘临时焊的水平角钢上放样塔柱截面轴线点及角点，单塔柱同高程截面至少放样三个角点，从而控制塔柱外形，以便于塔柱模板定位。
（5）塔柱模板检查定位
因塔柱模板为定型模板，故只需定位模板就能实现塔柱精确定位。根据实测塔柱模板角点及轴线点高程，计算相应高程处塔柱角点及轴线点设计三维坐标，若实测塔柱角点及轴线点三维坐标与设计三维坐标不符，则调整模板，调整至设计位置。对于不能直接测定的塔柱模板角点及轴线點，可根据已测定的点与不能直接测定点的相对几何关系，用边长交会法检查定位。塔柱壁厚检查采用检定钢尺直接丈量。
（6）塔柱预埋件安装定位
根据塔柱预埋件安装定位的精度要求，分别采用全站仪三维坐标法与轴线法放样定位。全站仪三维坐标法定位精度要求较高的预埋件；轴线法定位精度要求不高的预埋件。
（7）塔柱预偏
为保证预应力钢束张拉完成后两塔柱在下横梁处及其它高程处的间距符合设计要求，塔柱施工放样时要有向外侧的预偏量（横桥向），并按设计监控要求进行调整。
（8）索塔变形实时调整
索塔施工过程中，按设计、监控部门要求，在索塔上埋设变形观测点，随时观测因基础变位、混凝土收缩、弹性压缩、徐变、温度、风力等对索塔变形的影响。采用全站仪三维坐标法监测主塔变形，绘制主塔变形测量图，并按设计、监理及控制部门的要求进行相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
4.5下横梁施工测量
下横梁支架体系由分配梁、钢立柱、横梁、扶墙横撑和预埋件等组成。钢管立柱安装：钢管分段加工制作，现场逐根吊安，测量控制其平面位置、倾斜度和顶高程。
根据设计及施工要求，设置下横梁施工预拱度，铺设横梁底模板，在底模板上放出横梁特征点，并标示桥轴线与塔中心线。待横梁模板支立后，进行横梁模板检查定位，调整横梁模板至设计位置，控制横梁模板竖直度。在浇筑下横梁混凝土过程中，进行横梁位移观测及支架变形观测。
4.6塔柱索导管定位校核
索导管安装定位是测量控制难度最大、精度要求最高的构件。索导管安装定位采取以全站仪三维坐标法。根据实地条件，运用计算机辅助测量的方法可大大改善索套筒精密定位过程中通视的问题，使测量的外业工作更加灵活方便。
根据现场实际情况在索套筒轴线距离上、下管口以及锚垫板选择四个便于通视的点A、B、C、D作为观测点。点位选择好后用卷尺量得C、D两点距离，并测量这四个点的实际坐标，待测量完毕后把实测的坐标输入到以绘制好的CAD图中，查看实测坐标与理论坐标的偏差数值，在CAD中视图下输入的坐标与桥轴线存在较大的夹角，为了方便调整，先把CAD图中的坐标系统转换到桥轴线坐标轴上，然后在CAD中用list命令，查看应该调整的尺寸，根据尺寸进行校核和调整，然后重复以上步骤，一直到满足精度要求为止，。主塔索导管定位、校核控制测点示意图见图1，控制测点为黑色小圆点。
图1主塔索导管定位、校核控制测点示意图
4.7主塔倾斜度控制测量
主塔倾斜度控制采用全站仪三维坐标截面中心法，传统垂球测量法校核。主塔中心偏离，表现于主塔混凝土浇筑定型模板中心偏离，主塔倾斜度测量通过测量混凝土浇筑定型模板截面中心来实现，调整定型模板就是调整主塔倾斜度。主塔为节段施工，通过定型模板顶截面与底截面的中心坐标调整，就可得出主塔倾斜
率，从而将主塔倾斜度控制在设计及规范要求的范围内。 5.主塔变形测量
每一施工阶段都必须作永久性的记录，测量记录包括：测量记录、日期、时间、环境温度、索塔变形、施工过程中的调整情况等。
主塔施工完毕，进行主塔偏移变形测量初始值观测。主塔偏移变形测量控制观测点设置塔顶，共六个点，预埋控制观测點棱镜。主塔偏移变形测量采用全站仪三维坐标法。
6.主塔施工监控的范围和流程
斜拉桥主塔施工监控工作范围是主塔变形和拉索张拉力等进行全程监控。其主要工作流程如下：
（1）根据上阶段监控指令进行测量，得出反映斜拉桥现有状态的真实、完整数据。
（2）数据送交监理，由监理审核签字确认，存档并转发监控。
（3）监控根据测量数据判定斜拉桥结构是否安全，施工状态是否偏离设计值。如果结构安全，施工状态偏离设计值在允许范围内，监控组将发出下一阶段施工的指令。如果施工状态偏离设计值过大，监控组将发出调整指令，对现有结构状态进行调整。
（4）监控下达的监控指令交监理确认后才能施工。
7.主塔变形测量与数据处理
随着荷载增加、混凝土弹性压缩、徐变、温度、风力等变化，主塔会产生变形，故应在施工过程中进行主塔变形测量，以能及时准确反映主塔实际变形程度或变形趋势，确保塔顶高程正确。对承台、主塔按《工程测量规范》三等变形测量的主要技术要求进行观测。
主塔变形观测是测定主塔因温差、日照、风力、风向、振动等因素引起的偏移及变形摆动规律，频谱分析动态监测主塔变形，以便给主塔施工测量放样定位提供参考数据。主塔变形观测采用全站仪三维极座标法。
7.1主塔施工期间主塔变形观测
在主塔施工期间，由于主塔自重、混凝土弹性压缩、徐变、温度等，会对上、下游塔柱产生向内侧的拉力，由此使上、下游塔柱向内侧偏移，故应在主塔施工期间埋设主塔变形测量监控标志，监测主塔变形，并按设计、监理及控制部门要求进行相应实时调整。将变形观测棱镜埋置于主塔南侧面，根据主塔施工高度布置棱镜。
7.2主塔竣工变形观测
在下横梁、中塔柱及塔顶埋设变形观测棱镜，变形观测棱镜共六个，对称布置于桥轴线两侧塔柱处，单塔面埋设。变形观测点既是垂直位移观测点，又是水平位移观测点。
主塔施工完毕，在气象条件较好的条件下，进行48小时全天侯主塔变形观测，并同时记录观测时间、温度以及观测时的风力、风向等，每小时观测一次，以第一次观测成果为基准值，每次观测值与基准值比较，得出主塔横、纵、竖向偏移值，从而掌握主塔在日照、温差、风力、风向、振动等外界条件变化影响下的摆动变形规律。
7.3主塔变形测量内业计算及成果整理
主塔变形测量外业观测工作结束后，及时整理和检查外业观测手簿。绘制承台、主塔在施工过程中的变形曲线图，为下道工序施工提供及时可靠的参考依据。
8.施工放样精度估算及误差分析
8.1全站仪三维坐标法放样精度估算及误差分析
根据全站仪三维坐标法测量原理，建立定位点P的三维坐标方程式：
x=Dsinzcosa；y=Dsinzsina；h=Dcosz
图2全站仪三维坐标法放样计算原理示意图
由定位点P的三维坐标方程式可知，影响定位点P的精度有三个因素，第一个因素是斜距D，第二个因素是天顶距Z角，第三个因素是水平角a。现对x坐标计算式进行全微分得：
dx=sinzcosadD+Dcoszcosadz/ρ-Dsinzsinada/ρ
由测量误差传播定律得：
MX2=（sinzcosaMD）2+（DcoszcosaMZ/ρ）2+（DsinzsinaMa/ρ）2
My2=（sinzsinaMD）2+（DcoszsinaMZ/ρ）2+（DsinzcosaMa/ρ）2
Mh2=（coszMD）2+（DsinzMz/ρ）2
根据有关资料分析，采用精度为MZ=Mα=3″、MD=3+3ppm之全站仪，当测站至放样点的距离小于280m时，Mx、MY、MH之精度可高于±5mm。本桥采用高精度的GTS-602全站仪三维坐标施工放样，其测角误差M角=MZ=Ma=±2″，测距误差MD=±（1.9㎜+1.01ppm）。
根据全站仪三维坐标法放样精度估算结果，采用该法进行主塔测量放样定位能够保证施工放样定位精度要求。
8.2水准仪钢尺量距法传递高程精度估算及误差分析
在气候条件较好的条件下，采用50米检定钢尺，以水准仪钢尺量距法进行高程基准传递，这种方法的误差来源为：钢尺尺长误差，倾斜误差，温度变化误差，拉力误差，上、下水准仪读数误差。
假定水准基点高程误差M基=±2mm，钢尺尺长误差M长=±1mm，倾斜误差M倾=±2mm，拉力变化的误差M拉=±1mm，上水准仪读数误差M上=±2mm，下水准仪读数误差M下=±2mm。
由测量误差传播定理可得，采用水准仪钢尺量距法进行高程基准传递时，精度估算为：
m估=±（M基?+M?长+M?倾+M?拉+M?上+M?下）1/2
=±（2?+1?+2?+1?+2?+2?）1/2
=±4.24mm
根据水准仪钢尺量距法传递高程精度估算结果，采用该法进行高程基准传递，能够保证主塔施工精度要求和施工质量。
9.主塔测量控制精度及质量保证措施
9.1施测时段
为减少日照温差、风引起的振动摆幅较大等对放样定位点位影响，主塔施工测量放样定位作业选择在无日照影响和温差较小的时间段内进行。斜拉桥线形受温度影响很大，线形测量选择在气候条件较为稳定、日照变化影响较小、气温平稳的时段内进行。选择凌晨2点至日出的时段内进行主塔变形测量。
9.2监测主塔变形
主塔施工期间，采用全站仪三维座标法监测主塔，根据设计、监理及监控部门要求进行，相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
日照强、温差大等因素引起的振动较大时，暂时停止主塔施工测量作业。
9.3避免外界人为因素影响
测量过程中，各工序间应相互配合，避免机械、电气、人工干扰，确保相对测量作业中观测数据的稳定性、可靠性。
【参考文献】
1、《公路桥涵施工技术规范》 人民交通出版社 JTJ041—2000
2、《闽江大桥设计施工图纸》 上海市政工程设计研究院
3、《润扬长江公路大桥建设》 吴胜东 人民交通出版社 7.2主塔竣工变形观测
在下横梁、中塔柱及塔顶埋设变形观测棱镜，变形观测棱镜共六个，对称布置于桥轴线两侧塔柱处，单塔面埋设。变形观测点既是垂直位移观测点，又是水平位移观测点。
主塔施工完毕，在气象条件较好的条件下，进行48小时全天侯主塔变形观测，并同时记录观测时间、温度以及观测时的风力、风向等，每小时观测一次，以第一次观测成果为基准值，每次观测值与基准值比较，得出主塔横、纵、竖向偏移值，从而掌握主塔在日照、温差、风力、风向、振动等外界条件变化影响下的摆动变形规律。
7.3主塔变形测量内业计算及成果整理
主塔变形测量外业观测工作结束后，及时整理和检查外业观测手簿。绘制承台、主塔在施工过程中的变形曲线图，为下道工序施工提供及时可靠的参考依据。
8.施工放样精度估算及误差分析
8.1全站仪三维坐标法放样精度估算及误差分析
根据全站仪三维坐标法测量原理，建立定位点P的三维坐标方程式：
x=Dsinzcosa；y=Dsinzsina；h=Dcosz
图2全站仪三维坐标法放样计算原理示意图
由定位点P的三维坐标方程式可知，影响定位点P的精度有三个因素，第一个因素是斜距D，第二个因素是天顶距Z角，第三个因素是水平角a。现对x坐标计算式进行全微分得：
dx=sinzcosadD+Dcoszcosadz/ρ-Dsinzsinada/ρ
由测量误差传播定律得：
MX2=（sinzcosaMD）2+（DcoszcosaMZ/ρ）2+（DsinzsinaMa/ρ）2
My2=（sinzsinaMD）2+（DcoszsinaMZ/ρ）2+（DsinzcosaMa/ρ）2
Mh2=（coszMD）2+（DsinzMz/ρ）2
根据有关资料分析，采用精度为MZ=Mα=3″、MD=3+3ppm之全站仪，当测站至放样点的距离小于280m时，Mx、MY、MH之精度可高于±5mm。本桥采用高精度的GTS-602全站仪三维坐标施工放样，其测角误差M角=MZ=Ma=±2″，测距误差MD=±（1.9㎜+1.01ppm）。
根据全站仪三维坐标法放样精度估算结果，采用该法进行主塔测量放样定位能够保证施工放样定位精度要求。
8.2水准仪钢尺量距法传递高程精度估算及误差分析
在气候条件较好的条件下，采用50米检定钢尺，以水准仪钢尺量距法进行高程基准传递，这种方法的误差来源为：钢尺尺长误差，倾斜误差，温度变化误差，拉力误差，上、下水准仪读数误差。
假定水准基点高程误差M基=±2mm，钢尺尺长误差M长=±1mm，倾斜误差M倾=±2mm，拉力变化的误差M拉=±1mm，上水准仪读数误差M上=±2mm，下水准仪读数误差M下=±2mm。
由测量误差传播定理可得，采用水准仪钢尺量距法进行高程基准传递时，精度估算为：
m估=±（M基?+M?长+M?倾+M?拉+M?上+M?下）1/2
=±（2?+1?+2?+1?+2?+2?）1/2
=±4.24mm
根据水准仪钢尺量距法传递高程精度估算结果，采用该法进行高程基准传递，能够保证主塔施工精度要求和施工质量。
9.主塔测量控制精度及质量保证措施
9.1施测时段
为减少日照温差、风引起的振动摆幅较大等对放样定位点位影响，主塔施工测量放样定位作业选择在无日照影响和温差较小的时间段内进行。斜拉桥线形受温度影响很大，线形测量选择在气候条件较为稳定、日照变化影响较小、气温平稳的时段内进行。选择凌晨2点至日出的时段内进行主塔变形测量。
9.2监测主塔变形
主塔施工期间，采用全站仪三维座标法监测主塔，根据设计、监理及监控部门要求进行，相应实时调整，以保证塔柱几何形状及空间位置符合设计及规范要求。
日照强、温差大等因素引起的振动较大时，暂时停止主塔施工测量作业。
9.3避免外界人为因素影响
测量过程中，各工序间应相互配合，避免机械、电气、人工干扰，确保相对测量作业中观测数据的稳定性、可靠性。
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【参考文献】
1、《公路桥涵施工技术规范》 ； ； ； ；人民交通出版社 ； ； ； ； ；JTJ041—2000
2、《闽江大桥设计施工图纸》 ； ；上海市政工程设计研究院
3、《润扬长江公路大桥建设》 ； ； ； ； ；吴胜东 ； ； ；人民交通出版社