曲线滑模轨道安装测量检查方法的探讨
胡光乾 陈运州 徐波
(小浪底工程咨询有限公司,河南郑州,450000)
[摘 要]结合工程实例,通过对工程施工中曲线滑模定位检查方法的对比,介绍一种对复杂曲线建筑物施工测量检查的简单解决办法。
[关键词]滑模;切线;法线;工程测量
[中图分类号] TB22 [文献标识码] B [文章编号] 1001-8379 (2006) 04-0185-02
随着科学技术和经济的发展,各行各业的工程建设规模在逐渐加大。大规模的工程建设为了满足高进度的施工速度和节约施工的投资,所采用的施工方法也多种多样。工程测量作为工程建设的技术保障,也要随着施工工艺的变化采用不同的方法进行作业,才能够满足工程建设的要求。
1 问题提出
在工程施工中,混凝土的模板测量放样和检查是工程测量最基本的工作之一。测量成果的精度直接影响建筑物的外观质量,因此,模板的准确定位是每个测量人员的作业目标。常规的直线型和弧型模板放样和检查作业,一般的测量人员都能够很容易顺利完成,并且安装精度也很容易满足技术规范的要求。但在很多水电工程中有很多的特殊曲线无法采用常规的施工方法进行作业。例如泄洪闸溢流面的纵剖面在设计中往往采用抛物线形式,而在施工时又无法采用常规的模板浇筑方法作业,多采用滑模施工。滑模施工中最重要的是滑模的轨道安装测量。由于滑模轨道是沿设计面法线方向平移一定距离形成的,因此,轨道上的每个点到设计面上对应点的方向都是不同的。当然,多次曲线上每个点的法线方向很容易求出,因此轨道放样时只要解出曲线上每个点的法线方向就可以很快精确计算轨道上每个点的坐标,进行准确定位。但在轨道安装后的检查时,由于轨道的曲线方程是未知的,因此如何确定轨道的安装偏差是否符合施工技术规范的精度要求,对一般的测量人员来说是个不容易解决的问题。
2 问题的解决思路
在工程测量规范中一般定义的模板偏差是指模板在建筑物法线方向上的方向偏差。因此计算轨道上每个点在法线方向上到设计面的实际距离是确定滑模轨道安装偏差的关键。由于在滑模施工中采用的两条轨道是平行排列,设计面在垂直水流方向位置是一致的,因此我们要计算的其实只是在顺水流方向上的平面曲线。随着计算机技术在测量中的应用,我们可以在现场采集测量点,在计算机上利用AUTOCAD模拟一条这样的曲线,然后把实测点坐标进行展绘,直接量出偏差。但这种方法由于要在外业测量作业后在室内完成,不仅耽误时间,而且不能够及时为现场调整模板提供依据。因此,我们需要寻找在现场能够利用计算器直接求算的方法。
这里介绍两种计算思路。
思路一:利用轨道上任一点和曲线上相应点的连线方向与过曲线上该点的切线方向相垂直的关系,建立一个关于所求点横坐标的一元多次方程,求解方程,即可得到曲线上对应点的坐标。利用两点的坐标值可以很容易计算两点之间的距离,与滑模的固定距离相比就可得出在所测部位的模板偏差。
思路二:利用轨道上所测点的横坐标作为曲线上对应点的横坐标求算纵坐标,计算两点之间的距离,同时计算轨道上所测点到过曲线上对应点的切线的距离和垂足的横坐标。依次采用垂足横坐标作为曲线上点的横坐标迭代进行计算。把两个距离对比作为条件,当两个距离无限接近时,所求出的曲线上的点就是和轨道所测点对应的点。这样很容易就可算出模板的偏差。
以上两种方法对比:第一种比较直观容易理解,并且所求点坐标精确度比较高,但由于化解的一元多次方程求解并不容易,并且所求算的结果往往有增根,要结合现场实际情况进行判断后进行取舍,不利于常规编程计算器计算。第二种方法思路不很直观,计算过程也比较复杂,但计算中所采用的公式都是常用的,比较容易,并且迭代过程只是一般的循环,普通编程计算器就可以很容易完成。适合在现场进行操作。
4 总结
从上边计算过程可以看出,第二种方法的检查不仅适用于简单曲线,也适用于其他的特殊曲线。无论设计线是竖曲线还是平曲线,我们都可以采用同样的思路进行计算。在科学技术高速发展的时代,越来越多的复杂曲线在工程设计中被采用。如何快速准确地对这些曲线建筑物进行定位和检查,是每个工程测量人员都要面临的问题。当然针对不同的问题有多种多样的解决办法,这里所提出的计算思路只是我们根据实际施工中所遇到的一个特殊问题而提出的其中一种,希望能够起到抛砖引玉的作用。其中还有很多不完善的地方,不足之处请同行进行批评指正。
[收稿日期] 2006-01-04
[作者简介]胡光乾(1970-),男,河南洛阳人, 1995年毕业于长春地质学院测量工程本科专业,曾先后参加小浪底水利枢纽、百色水利枢纽、西霞院反调节水库等工程的建设监理工作。目前任职于小浪底工程咨询有限公司,从事工程建设监理工作。
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