浅谈青坪大桥高墩施工的线型控制

高胜维

摘要：高墩若采用一般的水准测量方法、普通的施工工艺，很难达到精度的要求，线型的控制，本文结合青坪大桥这一工程实例加以说明在高墩施工中如何控制桥墩施工的垂直度以保证桥墩的线型控制，最终保证工程的施工质量。

关键词：高墩垂直度 测量控制

0 引言

如今，公路高架桥不断增多，桥墩施工难度不断增大。对于高桥墩来说，其显著的特点是：基础底面积比较小、墩身比较高，墩身柔度大。因此要求较高的施工精度。施工过程中，难以准确地控制轴线，为了满足桥墩轴线施工时的精度要求，必须通过各种措施控制好高墩的线型。

1 工程概况

青坪大桥为张花高速公路11标控制性工程，是张家界到花垣线上的一座特大桥，青坪大桥右幅桩号为YK43+

940.52～YK44+879.4，左幅桩号为ZK43+967.02～ZK44+

885.546，左、右幅桥设计线在K44+860.437之前分离，之后重合。大桥主桥7#、8#、9#、10#桥墩均为变截面双肢薄壁空心墩，桥墩壁厚为65cm。主桥8、9号桥墩为双肢变截面空心墩，墩高在110m～129m，两肢间中心距7m，上墩柱纵横尺寸为3.2m×8m，下墩柱尺寸为4×9m，承台纵横尺寸为15.4×16m，高4.5m，承台下布设16根桩基。7、10号墩为双肢变截面空心墩，墩高在66m～75m，两肢间中心距7m，单肢空心墩壁厚65cm，上墩柱纵横尺寸为3.2m×7m，下墩柱尺寸为4×8m，承台纵横尺寸为14.8×12m，高4.5m，承台下布设12根桩基。

2 施工控制

①几何尺寸控制：采用刚度大的悬臂模板，加强测量控制。②垂直度控制：采用垂准仪和全站仪进行控制。③变形观测：对成形墩身节段进行定期观测，确保结构安全；对施工节段进行观测，确保施工安全。

3 施工工艺

3.1 CB-240悬臂模板

CB-240悬臂模板由面板及支架两大部分组成，面板系统由木工字梁桁架与21mm胶木板组成；挑架、斜撑、主梁三角架、吊平台等共同组成悬臂模板支架系统。面板高4.65m，一次支立而成，有效浇注高度为4.5m。制作模板时确保精度符合设计要求：尺寸误差控制在2mm，倾斜角偏差控制在1.5mm，孔位误差控制在1mm。

悬臂模板较传统翻模具有如下特点：①由于预埋件承担支架、模板以及施工的全部荷载，所以不需另搭脚手架，比较适合高空作业。②对于模板部分可以整体后移600mm。③为了防止漏浆以及错台，利用锚固装置将模板与混凝土墙面进行贴紧处理。④借助调节螺杆进而上下调节模板，便于灵活使用。⑤在斜撑的作用下，方可调整模板的垂直度，甚至后倾角度达到30°。⑥通过将连接件进行标准化处理，使之通用性更强。⑦在模板的下部设吊平台，便于拆除埋件以及处理表面混凝土。

3.2 钢筋施工工艺

钢筋工艺：按设计院的要求，墩身竖向钢筋全部采用机械连接，为保障连接质量，在原材加工区，将钢筋端部做记号，长度为连接器长度的0.5倍，杜绝了连接器安装时的前后两端连接长度相等，保障了连接的质量。

3.3 混凝土施工工艺

砼的垂直运输采用输送泵一次送到位。泵管则利用模板对拉螺栓留在墩身内的螺母安装固定架，由下而上固定在墩柱壁上。由于运送高度达近129m，而强度要达到50Mpa以上，要求砼既要保持较大的流动性又要达到设计强度。因此对各种水泥、外加剂及配合比进行了多次实验，并依泵送情况随时调整。混凝土浇注完毕后在其顶面及时用湿麻袋加以覆盖，不断洒水；侧面采取悬挂环状水管不断喷洒水，在养护期内始终保持湿润；大体积混凝土潮湿养护时间不得小于7天。

4 测量控制

建立墩身施工首级控制网与相对控制网：

4.1 建立墩身施工首级控制网

为了控制本项目墩身施工的位置，应事先建立包括全桥在内的首级平面和高程控制网在内的控制范围，以此作为本合同段墩身施工的绝对基准。另外，在施工过程中，受外界风、温度等因素的影响，以及在自身荷载的作用下，首级控制网作为墩身和承台出现振动变形、扭转变形、挠度变形，以及沉降变形等。

4.2 建立墩身施工相对控制网

在墩身施工过程中，各断面的平面位置和高程由首级控制网控制，还可以根据现有的准直仪等仪器设备，在墩身承台面上建立直观的能够直接控制墩身施工的相对控制网，在一定程度上提高墩身施工的定位速度和效率，为了确保墩身的施工定位精度和可靠性，通过对墩身采用不同的控制网进行测量控制，实现相互校核，进而确保墩身的施工定位精度和可靠性。

4.2.1 天顶准直仪铅垂线控制法

该法是指通过采用一台或两台天顶准直仪，并将准直仪固定在滑车上，确保滑车在两个观测平台之间移动。在位于墩身一定高度的施工模板的内侧模上，等距离地安装光靶。通过采用准直仪，沿着垂直方向利用铅垂光线在光靶上投影的视点或光斑，在顺桥向和横桥向两个垂直向上控制施工模板的移动，在墩身的设计位置上定位施工模板，如下图所示：准直仪铅垂线控制法的定位原理和光靶安装示意图。

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按照准直仪定位原理，以及依据光靶安装示意图，在墩身施工时，施工作业达到一定高度Hn后，依据墩身的设计倾斜度，通过计算得到墩身的横向偏移值为ΔSn，此时光靶的长度为S，在观测平台上通过测量ΔSn+S值，并且设置准直仪，墩身Hn高度处断面的内侧模板的横向偏移和模板中心通过采用准直仪进行控制。这样对于一定高度处的墩身施工的断面就能够完全控制。通过采用全站仪配合进行监测，在一定程度上确保墩身的垂直度、中心位置的双向控制。

4.2.2 全站仪极坐标控制法

当墩身施工达到一定高度Hn后，根据准直仪定位原理及光靶安装示意图，在承台面上，按照墩身中心的设计坐标，以及设计的墩身设计横坐标和纵坐标，通过计算得出墩身在一定高度处断面点的坐标。通过利用已经建立的首级控制网，在适当的控制点上架设全站仪，在待定的墩身断面角点上架设反射镜，通过对该点的坐标进行测量，并将测量坐标与其设计坐标进行比较，如果两者的差距在±1.5cm之间，那么就可以将该点定位在设计的位置上。

4.2.3 墩身的标高定位法

通过采用检定过的50m钢尺，经常性地对墩身的标高进行定位。借助悬挂钢尺利用水准测量的方法通过分段的方式向上传递高程。当墩身施工满足一定高度时，通过采用三角高程间接法，以首级网或相对网为基准，对墩身标高进行复核，确保计算横向偏移值的准确性，根据设计的墩身各部位标高进行施工。

综上所述，通过研究分析以上测量控制方法的精度可知，对墩身进行平面和标高定位，通过采用极坐标定位法、铅垂线控制法，悬挂钢尺水准测量法和三角高程间接法，在精度方面均满足墩身施工的技术要求，因此在墩身施工控制中上述方法都可以。通过采用两套独立的测量方案对平面和高程进行定位，在过程中可以交替使用，相互之间进行校核，确保墩身施工测量控制的准确性。

墩身施工对测量控制的技术要求如下表：

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5 施工中的注意事项

①混凝土浇筑时应在墩身四周均匀浇筑，振捣棒振捣时应避免与模板相碰撞。材料堆放也应基本对称堆放。②塔吊吊运施工用具及材料时应避免与模板发生碰撞。③进行测量时，由于激光垂准仪对湿度比较敏感，在雨后或大雾天最好不用激光垂准仪。④由专门的测量人员检查、操作垂准仪，人员一旦确定，不宜更换。⑤通过全站仪进行检查方法简单，但成本高，一个项目无法固定一台仪器和一班人员专门测量墩身。相对来说，激光垂准仪价格比较便宜，只需两人即可检查，因此，通过垂准仪进行检查方便快捷。

6 结束语

在高速公路桥梁施工过程中，不能忽略不计墩轴的温差弯曲和摆动。但是，墩轴的变形量在墩高超过一定高度后达到不容忽视的程度，在高墩施工中这是我们必须考虑的问题。本桥高墩施工横截面平面位置偏差经检测全部合格，最大不超过10mm，在一定程度上降低了测量对施工周期的影响，提高了施工进度，对桥墩的施工精度又进行了核证，很好地控制了高墩施工的线型，降低了施工成本，提高了经济效益。

参考文献：

[1]张云强.高墩施工的精度控制[J].铁道建筑，2009（5）.

[2]潘军.如何做好高墩的施工测量[J].华东建筑，2011.

[3]李志坚.山区高架桥高墩施工技术[J].公路交通技术，2012（4）.