某斜拉桥索塔采用H型索塔，索塔总高为119.629m，桥梁总宽度36.6m，塔柱的结构型式见图1，施工图设计要求：塔柱的倾斜度误差不大于1/3000，且塔柱轴线偏差不大于20mm，塔柱断面尺寸偏差不大于20mm，塔顶高程偏差不大于10mm，斜拉索锚具轴线偏差不大于5mm，承台处塔柱轴线偏差不大于10mm。为确保索塔的施工质量，结合实际情况特制定下述施工控制测量方案。
图1 主桥索塔一般构造
图2 索塔倾斜度、垂直度控制示意图
1.索塔倾斜度、垂直度控制方法：
1.1 采用极坐标法控制塔柱轴线点或边角点坐标，操作简单、观测时间短、提高工作效率，随着塔柱的升高，通视条件的改变造成点位易发生遮挡，且由于日照外界条件的变化塔柱会发生扭转变形，为减小观测误差选择塔柱扭转回位相对稳定的时间段进行观测。1.2 常规测量方法使用经纬仪配备弯管目镜（或激光垂准仪）及检定钢尺采用图2所示方法进行控制、检测塔柱平面位置的施工。1.3 随着塔柱的继续升高，塔柱的扭转、变形逐渐增大，且施工检测时间的不确定性，平面位置控制拟采用相对基准极坐标法定位或相对时间法原理定位，以尽量消除索塔因日照、温度变化而变形的影响。相对基准极坐标法主要是消除索塔因日照、温度变化产生变形的测量方法，该法的基准为索塔承台、下横梁及上横梁上精密测设的墩中心点，假设这些中心点已严格位于同一铅垂线上，则可用相对基准极坐标法放样变形状态下的上塔柱点位。该法主要包括以下两步：① 后视基准及距离差分改正：该法后视基准采用索塔承台处经过精密定位的墩中心点，用该点后视具有以下优点：ａ.索塔承台处可以认为是平面位置最稳定处（因有庞大的桩基础，平面位置变动一般可忽略不计，但高程方向由于在桥的重压下会产生沉降），该点经过精密测量平差计算后得到的坐标是消除了部分控制网本身的矛盾而产生的误差，因此采用此点后视更能保证放样点与承台处墩中心点的一致关系；ｂ.因索塔承台和岸上强制观测墩的相对稳定，可认为索塔承台墩中心点到强制观测墩中心的距离不变，而实测距离往往与此距离存在差异，此差异可以认为是平差改正、气象改正不严密的原因引起的，若将此差异按比例加到观测边长上则相当于将观测边长改正到平差计算的基准面上，有利于提高精度。距离差分改正是在有稳定基准点的条件下，提高测量精度的特殊方法，常在变形监测中使用，其基本公式如下：
上式即为：将强制观测墩中心至索塔承台墩中心点的坐标反算距离与实测距离求差得△d，再按上式改正实测距离，可得与平差基准更一致的距离值。
②基于变形基准的改正：
位于下横梁及上横梁顶精密测设的墩中心点称为变形基准，在经过后视基准定向后，实测下横梁或上横梁上精密测设的墩中心点，距离在经过差分改正和高程面投影改正后，计算下横梁或上横梁中心点坐标，其与投影时精密测定的坐标之差，可近似认为是塔柱观测时的变形值。
测量待定点与测站点间距离进行距离差分改正和高程面投影改正，求得待定点初步坐标，加上以上求得的塔柱变形改正值，得出待定点最终考虑塔柱形变的坐标。
(2).相对基准极坐标法操作要点：
ａ.因变形基准点只位于下横梁与上横梁顶，因此求出的变形量是代表相应高度上的，如果放样点不在此高度则只进行了近似改正，当塔柱变形较大时，则改正不准确，所以要求尽量选择塔柱变形小的时段放样；
ｂ.为增加改正的准确性，变形基准点可由墩中心点引至靠近上、下游位置各设一个；
ｃ.一般情况下，如果塔柱变形改正值很小，可不用此法改正,直接以承台顶后视基准定向，采用一般的极坐标法放样。
2.索塔高程的施测方法：
2.1 采用全站仪EDM三角高程测量，须进行对向观测。高程传递后采用几何水准测量配合钢尺传递的方法（见图3）进行校核，限差之内取平均值作为最终值。
图3 索塔高程传递示意图
高程基准的传递须采用检定合格的钢尺进行传递，且同时设置两台水准仪、两根水准尺、一把钢尺。将钢尺悬挂在固定架上，零点端在下，下挂一与钢尺检定时同重的重锤。下水准仪A在起始水准点H1的水准尺Ⅰ上读数为a，在钢尺上读数为b，上水准仪B同时在钢尺上读数为c，在待测定水准点BM6上的水准尺Ⅱ上的读数为d，并同时测定温度，则待定点BM6 的高程可用下式计算：式中：△lt 为温度改正，△l为钢尺的检定改正数。因钢尺一般水平悬空检定，在传递高程时钢尺垂挂，故此时除尺长改正△l’外，还需加入垂曲改正△l1和钢尺自重产生的伸长改正 △l2：△l=△l’+△l1+△l2 △l1=Q2/24/P2 △l2 = R*L2/2E式中: L为钢尺总长，Q为钢尺总重，P为检定时的拉力，R 为钢的比重，E为钢的弹性模量。
为检核，后视尺Ⅰ须分别立于承台顶其它三个水准点，水准仪、钢尺均相应变换三次高度进行引测，然后取其均值作为最后结果。
随着塔柱的施工，高度和自重加大，注意观测基础沉降量对高程采用值的影响，与全站仪EDM三角高程测量检测结果一致，对出现的测量误差分析产生的原因、消除和减小误差的方法，以使测量精度更高。2.2 对于三角高程测量，当距离较远、高度角较大时采用差分三角高程法，以消除大气折光及地球曲率对高程采用值的影响、修正，此方法引测高程后再采用几何水准测量配合钢尺传递方法（上述图5）进行校核，结果应一致，限差之内取平均值作为最终值。大气折光影响是单向三角高程测量的主要误差来源，为削弱大气折光的影响，采用差分技术，在索塔承台、下横梁、上横梁顶布设高程控制点，精密测定这些高程控制点的高程，观测期间以索塔高程控制点作三角高程后视 ,实时求得待测点相对于后视点的高差。由于观测视线所通过的环境与后视基本相同 ,大气垂直折光误差可基本消除。
因前视点与后视点基本在一个竖面上，可近似认为K和平距基本相同，仪器高完全相同，h前和h后中第二项和第三项求差后为零，消除了大气折光的影响，如果采用定高的前、后视，高差中只剩下测距和测角误差的影响了。因全站仪测角和测距精度都很高，主桥跨径340m，控制点到塔柱的距离本岸约200m，到对岸塔柱距离约400m，用TCA1800仪器的精度（1"，1+2ppm）估算，理论上可达到优于±3mm的精度。(2). 采用差分三角高程法测量时，注意以下几点：①.后视高程控制点的高程采用多种方法精密求得，确保准确；②.后视高程控制点尽量随着塔柱的伸高而上移，以确保该线路上的大气折光系数基本一致；③.施测时用两个已知后视点高程来推算，相互检核，在限差之内取平均值作为最后高程值，超限重测。④.如果塔柱沉降观测结果表明塔柱存在明显沉降，则报请设计院及监理审批，决定是否更改塔柱控制点高程，因改变高程后塔柱相对关系会发生变化。3.1 承台顶塔柱中心点放样后检测主塔跨径间距并进行投影改正至桥面设计高程面投影间距，且塔柱顶间距也必须相应投影改正。归算到桥面设计高程面上的测距边长度，应按下式计算：
式中 D —— 测区平均高程面上的测距边长度（m）；D0 ′ —— 测距两端点的平均高程面的水平距（m）；RA —— 参考椭球体在测距边方向法截弧的曲率半径（m）。取 H m 为测区平均高程约等于2.5米，RA 约为6371公里，Hp 取主桥桥面平均高程面，即取25.0米为本桥投影高程面。则承台顶面处投影改正为：（25-2.5）/6371000= +3.5 mm/km塔柱顶面处投影改正为：（25-119.629）/6371000=-15mm/km3.2 采用极坐标法测量考虑大气折光、地球曲率等对测量结果的影响及改正。3.3 全站仪EDM三角高程测量采用对向观测，以减弱或消除大气折光和地球曲率的影响。3.4 定期对承台进行沉降观测，及时整理及数据分析，注意承台如出现沉降将导致索塔及主梁整个水准网高程系统的误差，可考虑与设计人员商议同意后进行适当预留沉降量。3.5 加强塔柱偏移观测，取其特征部位全天候定时不间断观测，以求取其静定时受外界影响产生的偏移值并求得最稳定位置及时间段，一般为中塔柱和上塔柱完成后分别进行观测；整个施工阶段根据温差变化、塔柱高度的增大适时进行观测；当索塔柱纵横向出现不对称荷载时更加强观测并增大观测频率。3.6 塔柱内预埋构件较多（主要有劲性骨架、人行爬梯、拉索导管、钢锚梁牛腿等），其控制基准、细部测量控制按上述方法依据实际情况有效结合、严格执行并注意相互复核，以满足设计及规范精度要求。
