在桥梁、箱涵等大型结构施工中,移动模架的定位精度直接决定混凝土浇筑质量与结构安全性。其测量技术的演变始终围绕 “精度提升” 与 “效率优化” 两大核心,从依赖人工操作的光学仪器,逐步发展为激光跟踪与 GPS 辅助定位的协同模式,实现了从 “点式测量” 到 “动态监控” 的质变。
光学仪器是移动模架测量的初始技术形态,在 20 世纪 80 年代至 90 年代的工程中占据主导地位。水准仪、经纬仪与全站仪构成了测量的核心工具,通过人工放样与读数实现模架定位。南通双桥枢纽工程中,测量团队曾依靠全站仪完成闸室墙模架的定位作业:工人需背负 20 余斤的设备穿梭于高温施工现场,先在电脑中计算设计数据,再手动录入仪器进行放样,测完后还要将数据导回电脑比对,单次放样至少耗时半小时。这种方式的局限性在实际应用中尤为突出:温度每变化 1℃,全站仪数据就可能偏移,测量员需每隔 20 分钟调整温度补偿值;某跨江大桥施工中,受强日照产生的气浪影响,连续三次测量的模架高程偏差均超过 5mm,不得不重新校准。更关键的是,光学测量依赖人工操作,某箱涵工程中仅模架调平就需 4 名测量员同步作业,耗时 2 小时才能将偏差控制在 10mm 以内。
20 世纪 90 年代末,激光测量技术的引入为移动模架定位带来突破性进展。激光水平垂直仪器、激光测距仪等设备凭借高精度与抗干扰性,快速替代传统光学仪器成为主流。浦东机场排水箱涵施工中,移动式模架就位调平首次采用激光水平垂直仪器,将垂直偏差与水平偏差均严格控制在 10mm 以内,相比全站仪测量效率提升 40%。在深江铁路跨沿江高速特大桥施工中,激光测距仪与应力应变计组成的监测系统,实现了模架支腿、过孔状态的实时数据采集,配合 PLC 控制系统完成模板毫米级调节。激光跟踪仪的应用更将精度推向新高度,其测距分辨率可达 0.5um,能以 180°/sec 的角向跟踪速度实时捕捉模架移动轨迹,在池黄高铁施工中,该设备与倾角仪联动,有效规避了施工现场电磁干扰对测量数据的影响。
21 世纪以来,GPS 辅助定位技术与激光测量形成互补,成为大型跨域工程的标准配置。在长距离桥梁施工中,GPS 系统通过卫星信号实时获取模架的三维坐标,解决了激光测量受视线遮挡限制的难题。中铁十一局在深江铁路施工中,将 GPS 定位数据与激光测距结果融合,实现模架整体滑移的精准控制,不仅使施工效率提升 10%,更确保了 43 孔大跨度桥梁的连续循环作业精度。这种 “GPS 全局定位 + 激光局部精调” 的模式,在武汉青山长江大桥等重大工程中得到广泛应用:GPS 负责模架跨墩移动的宏观定位,激光跟踪仪则聚焦模板拼接的微观校准,两者协同使模架定位误差控制在 3mm 以内,较单一激光测量精度再提升 60%。
如今,激光跟踪与 GPS 辅助定位的组合已成为移动模架测量的主流方案。从浦东机场箱涵的激光调平,到深江铁路的 “GPS + 激光” 协同监测,测量技术的每一次迭代都紧密贴合工程实际需求,既保留了激光测量的毫米级精度优势,又通过 GPS 实现了大范围施工的高效定位,为移动模架施工的安全性与精准性提供了核心技术支撑。