钟祥市东环路跨湖桥拱圈施工测量控制

朱丹平，邓卫华

(湖北省核工业地质局，湖北孝感 432099)

1 工程概述

钟祥市东环路跨湖桥工程项目位于钟祥市镜月湖西北角，横跨镜月湖，跨湖桥桥梁长496.8 m，桥整体宽度23.0 m，跨湖桥设计为实腹式拱桥，平曲线为直线，竖曲线为凸曲线，下构采用实体墩台配桩基础，上构采用33孔不等跨圆弧线板拱桥，该桥最大跨径22.5 m，最小跨径6.8 m，设计荷载为公路Ⅰ级;拱圈共分7联，采用分幅满堂支架现浇混凝土对称施工。该工程具有规模大、工序繁琐、施工难、工期紧等特点。

2 拱圈施工的测量工作

在拱圈施工前，必须要对平面控制点和高程控制点(基准点)进行复测、加密工作基点，并报经监理工程师批准后投入使用，使用时应检测工作基点的正确性和稳定性。在拱圈施工过程中主要完成以下测量工作:

(1)对拱座及预埋筋的平面位置、高程进行复核;

(2)拱架基础垫层砼高程控制，在垫层砼上进行支架排位放样;

(3)拱架每排顶面高程、垂直度控制;

(4)拱架顶部弧形拱盔高程控制、拱圈底模高程控制;

(5)拱架预压的相关测量;

(6)拱圈砼浇筑测量控制;

(7)拱架卸落的监控测量。

其中以拱架顶部弧形拱盔高程控制、拱圈底模高程控制为拱圈测量控制中的关键控制。

3 拱圈施工测量控制

3.1 对拱座及预埋筋的平面位置、高程进行复核

以桥位中心线和墩台中心线两条基线为基准，测出墩顶起拱线处拱座中心位置及高程;各墩顶处拱座平面位置、高程必须符合设计要求，在平面内与设计位置的偏差不超过±20 mm，如有偏差需进行调整［1］。

3.2 拱架基础混凝土垫层高程控制，支架排位放样

墩台间场地基底换填碎石土，整平压实，表面浇筑10 cm厚的C20混凝土，混凝土顶面高程平承台顶面，表面平整、不积水。以桥位中心线和墩台中心线两条基线为基准，对于跨径＜15 m的拱跨用墨线弹出纵横向90 cm的方格网。对于跨径＞15 m的拱跨用墨线弹出横向间距90 cm与纵向间距90 cm、60 cm的交替方格网。

3.3 拱架每排顶面高程、垂直度控制

以桥位中心线与拱跨中心线为原点，从原点往两拱脚丈量a长度，则起拱线到底模的高度h可通过以下公式计算出来(见表1)。

式中:r——拱圈半径;f0——矢高;h——距中心原点距离a时起拱线至模板的高度，见图1。

表1 起拱线到拱圈底模立杆高度计算表Table 1 Calculation table of height of stake setting

图1 拱圈立杆高度计算示意图Fig.1 Calculation schematic diagram of height of stake setting

3.4 拱架顶部弧形拱盔高程控制、拱圈底模高程控制是拱圈施工测量控制的重点

3.4.1 弧形拱盔加工制作

弧形拱盔放样平台选在跨湖桥16#墩与17#跨墩之间场地内，场地基底换填碎石土，表面浇筑10 cm厚的C20混凝土，平台表面平整、不积水。根据设计图各跨拱的净跨、矢高、圆弧半径，在平整的混凝土地面上按1∶1的比例放出各拱圈大样图，并用油漆画出圆弧;用JW60钢管滚圆机分段加工制作48*3.5 mm 钢管拱盔，放至拱圈大样图上进行比照，若有偏差，可再次送入JW60钢管滚圆机反复修改，使弧形拱盔与对应拱圈大样相吻合。

3.4.2 拱架、拱圈底模高程控制

全桥起拱线在同一水平面上(高程42.00 m)，通过拱架每排顶面高程的控制与立杆上的底托与顶托的调节来控制拱架高程。

(1)以桥位中心线和拱跨中心线两条基线为基准，按拱轴线方程及纵断面竖曲线复核设计图中各主拱圈竖向坐标定位参数，编制拱圈模板顶面纵横断面高程控制表。

(2)满堂碗扣支架安装完后，在弧型拱盔上铺5×5 cm的方木与48钢管，方木与钢管交替排放，用1.2 mm竹胶板做底模与侧模，模板用钉子固定在方木上，底模铺设完后用精密全站仪或水准仪测量模板高程。

(3)通过调节碗扣架下底托与上顶托丝杆，使横板高程符合设计要求。

3.5 对拱架预压的相关测量进行堆载预压试验，推算出预拱度

堆载预压的目的是消除地基沉降影响，消除支架的非弹性变形，检验支架的刚度、稳定性、安全性是否满足施工要求。测出弹性数据，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为支架施工预拱值设置的资料;在待堆载跨的模板上测设三个断面的沉降观测点，分别设于跨径的1/4、1/2、3/4处的底板上;同断面在底板上按每2.0 m间距布设。在堆载预压前测设断面底模标高和支架底部标高。

支架预压重量取拱圈钢筋砼结构自重的120%，全部预压材料分三级加载完成。

用编织袋装砂作预压材料，砂袋的堆积高度按拱体自重分布曲线变化取值，从而使预压荷载的分布与拱体荷载的分布相吻合。

第一级加压为40%总重量，停4～6 h，用水准仪观测两次;第二级加压为40%总重量，停4～6 h，用水准仪观测两次;第三级加压为40%总重量，静压≥60 h，用水准仪每天观测两次。

卸载后，进行支架回弹观测，最后计算出各点弹性变形和非弹性变形的最大值。直至最后连续3天的累计沉降值＜3 mm时方可卸载。

卸载时可均值卸载分两次卸完，分别为50%。第一次卸载后停4～6 h，观测2次;第二次卸载后48 h内进行6次观测，观测点设置在底模下的方木上。预压时按照观测阶段和观测时间测设各观测点标高，采用钢尺和DSZ2水准仪测设各观测点标高，并记录在册。

预压时主要观测的数据有:地基沉降、顶板沉降、支架沉降;卸载后顶板可恢复量。沉降稳定卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形数值。根据各点对应的弹性变形数值及参考经验公式δ=L/800～L/400推算各跨径预拱度数值，见表2。

设置预拱度时，在拱顶处取全部变形值，在拱脚处为零设置，其余各点按拱轴坐标高度比例进行分配。

δx=δ(1 －4X2/L2)式中:δx——任意点的预加高度;δ——拱顶总预加高度;L——拱圈跨径;X——跨中至任意点的水平距离，见图2。

综合考虑不同跨径的预拱度数值，通过调整立杆上可调顶托高度来校正拱圈底模高程。用全站仪测定底模高程，底模高程=设计拱底高程+预拱度值(支架变形量+前期施工误差的调整量)。拱圈底模高程控制误差不超过+5 mm与－0 mm。

表2 各跨径拱顶预拱度数值表Table 2 Numerical table of camber of span vault

图2 预拱度分配图Fig.2 Distribution diagram of camber

3.6 拱圈混凝土浇筑测量控制

根据设计高程，用小铁钉在拱圈侧模上每隔1 m上钉出拱圈顶面高程，在拱圈横向，每隔2 m预埋一根16拱弧形钢筋，用钢筋焊接支撑在拱圈钢筋网上。拱弧形钢筋顶面高程等于拱圈顶面高程。高程控制误差不超过+10 mm与－0 mm。

拱圈混凝土施工过程中，加强对碗扣支架的观测，要有详细的记录，并对观测数据进行详细分析，特别是数据有突变时，要认真对待，仔细分析，必要时重新验算预拱度。

3.7 拱架卸落的监控测量

在拱圈混凝土顶面横向用红色油漆标二个断面，每个断面三个点(两拱腰及拱顶)，在拱架卸落时用水准仪观察拱圈顶面高程的变化。

4 结语

桥梁的施工测量是一项精密而细致的工作，尤其是近年来城市道路基础设施的不断完善和发展更是推动了测量技术的进步。在施工过程中，桥梁的尺寸控制很严，精度要求高，而尺寸控制的关键在测量过程中，要想达到高精度，首先准备工作要充分，这是控制的关键;其次控制误差来源，拒绝产生错误测量 。为确保放样数据的准确无误，还需养成严谨的复核习惯，建立严格的测量工作制度:

(1)测量的内外业必须执行闭合制、复核及检算制。控制网点平差及其他数据应由两组人员独立进行计算，并及时校核。重要部位的放样宜采用不同的方法或不同的路线检核测设，以确保正确。

(2)应采用专业记录簿在现场逐项记录测量数据，禁止使用易洇水的圆珠笔或钢笔书写。测量记录不得涂改、撕毁，如有误可用明显的记号标识。记录中参加人员、设备、日期、地点等事项应完备、清楚并签字。记录数据应及时检核，录入计算资料的数据应核对无误［2］。

(3)各种测量仪器和工具应定期检校，并做好经常的保养和维护工作。

(4)引用控制点坐标及桥墩台拱圈坐标时，应仔细核对，避免抄错数据。

(5)控制点、水准点应设在安全可靠、不易沉降的位置，应注意保护，经常校测，保持准确。

［1］JTG/TF50—2011，公路桥涵施工技术规范［S］.

［2］CJJ8—99，城市测量规范［S］.