大型桥梁施工测量方法综合分析及应用

2016-08-04杨国潮

大科技 2016年20期

关键词：墩台桥台轴线

杨国潮

（中铁十一局集团第四工程有限公司）

大型桥梁施工测量方法综合分析及应用

杨国潮

（中铁十一局集团第四工程有限公司）

我国的桥梁施工建设工程依照不同的轴线长度，划分为不同的种类，为了发展我国的交通运输事业，要修建不同类型的桥梁，这就需要实施桥梁施工测量工作，在对桥梁施工的测量工作之中，要以梁轴线长度、桥梁架构为前提和依据，开展平面控制测量、高程控制测量、轴线测设等工作，并在网络信息技术的全面及之下，充分利用信息化、数字化的手段，引领现代桥梁工程测量工作向自动化、智能化、数字化、可视化方向发展。

大型桥梁；施工；测量方法；分析；应用

1 桥梁施工测量简介

1.1 测量内容

桥梁按其轴线长度一般分为小型桥（小于30m）、中型桥（30～100m）、大型桥（100～500m）、特大型桥（大于500m）；按平面形状可分为直线桥和曲线桥；按结构形式可分为简支梁桥、联系梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等。对于不同长度、不同类型的桥梁，桥梁施工测量的内容和方法也有所不同。

桥梁施工测量是把图纸上所设计的结构物的位置、形状、大小和高低，在实地进行标定，作为施工的依据。在桥梁施工的整个过程中都需要通过施工测量来保证施工质量。施工测量的任务是精确地放样桥墩桥台的位置和跨越结构的各个部分，并随时检查施工质量。一般来讲，对于中小型桥，可直接丈量桥台与桥墩之间的距离来进行放样，或者利用桥址勘测阶段的测量控制作为放样的依据；对于大桥或特大桥来说，用勘察阶段的测量控制来进行放样一般不能满足要求，因而必须建立平面和高程控制网，作为放样工作的依据。概括起来，桥梁施工阶段的测量工作主要包括：桥轴线长度测量、平面控制测量、高程控制测量、桥址地形及纵断面测量、墩台中心定位、墩台基础及其细部放样等。

1.2 桥梁控制测量

平面控制测量和高程控制测量是桥梁施工控制网测量的两个组成部分。桥梁控制测量的目的是确保桥梁轴线、墩台位置在平面和高程位置上符合设计的精度要求。按观测要素不同可以将桥梁控制网布设成三角网、边角网、精密导线网、GPS网等，其中主要采用的布设形式为三角网。常用的三种桥梁三角网图形为：双三角形、大地四边形和双大地四边形。

桥梁高程控制测量有两个作用：①统一桥梁高程基准面；②在桥址附近设立基本高程控制点和施工高程控制点，以满足施工中高程放样和监测桥梁墩台垂直变形的需要。桥梁高程测量一般采用水准测量的方法。水准点应埋设在桥址附近的安全稳定、便于观测之处，桥址两岸至少各设一个水准点。水准点的高程一般采用国家水准点高程，如相距太远，联测有困难时，可引用桥位附近其他单位的水准点，亦可使用假定高程。跨河水准测量必须按照有关国家水准测量规范的规定，采用精密水准测量方法进行观测。

1.3 墩台中心定位

在桥梁施工测量中，测设墩、台中心位置的工作称为桥梁墩、台定位。桥梁的墩、台定位所依据的原始资料为桥址轴线控制桩的里程和桥梁墩、台的设计里程。根据里程可以算出它们之间的距离，由此定出墩台的中心位置。

2 桥梁架设施工测量控制

2.1 现浇曲线形箱梁施工放样

混凝土箱梁施工采用整体移动模架进行。由于整个桥梁处在较大半径的圆曲线上，为保证箱梁的线形平整，至少以5m为一个计算断面，算出箱梁底板中线、两侧边线和两侧翼缘板的三维坐标，据此进行施工放样。具体做法如下：①在支架上放出箱梁底板中心和两侧的设计位置，配合水准仪进行箱梁底板定位（考虑预拱度），待底板固定后进行翼缘板和腹板模板的施工；②用全站仪测出箱梁翼缘板和腹板模板的施工；③用全站仪测出箱梁翼缘板模板的实际三维坐标。与设计值相比，如超出规范允许偏差要进行调整，直至满足要求。

2.2 预应力混凝土等高连续箱梁顶推法的施工测量

预应力混凝土等高连续箱梁采用逐段顶推施工方法。在桥台处，先浇筑一固定制梁台座，与桥的纵轴线平行或一致，其高度与墩顶同高或在一个坡度线上。台座的长度视分段的最长的节段长度而定，这种连续箱梁是三向预应力梁，梁体横断面混凝土采用一次性浇筑法。在平台顶面与各墩台顶面均设置不锈钢滑道，滑道上摆放四氟乙烯板，第一箱梁在预制平台上预制完毕并达到一定强度后，拆除模板，安装导梁，张拉先期预应力钢丝束，用水平千斤顶将梁段向前顶推一个预制单元的长度。梁是通过滑块板在不锈钢滑道上滑移的，接着就在空出的台座上预制第二段箱梁。如此循环进行。

在每一循环的顶推施工开始前和结束后，必须测量滑动支承的高程，若不在同等高程线上或同一坡度线上，就要用不同厚度的聚四烯板进行调整。在顶推过程中，应密切注意主梁底板的标高变化。若有少量下沉，便应分别加厚聚四氟乙烯板，随着主梁顶推移动，顺次加以调整。当发现有快速下沉时，得用千斤顶将主梁顶高，垫上所要求厚度的聚四氟乙烯板。若在施工过程的监测中，发生主梁有偏移时，要及时在横向导向装置上插入聚四氟乙烯板的金属片进行调整。

因桥梁上部构造和施工工艺的不同，其施工测量的内容及方法也各异。但不论采用何种方法，架梁过程中细部放样的重点是要精确控制梁的中心和高程，使最终成桥的线形和梁体受力满足设计要求。对于吊装的预制梁，要精确放样出桥墩（台）的设计中心及中线，并精确测定墩顶的实际高程；对于现浇梁，首先要放样出梁的中线，并通过中线控制模板（上腹板、下腹板、翼缘板）的水平位置，同时控制模板高程使其精确定位。

3 大型桥梁施工的测量方法应用

大型桥梁要砌筑较高的墩台，而且桥梁的结构较为复杂，对墩台的定位精准度要求较高，因而，要在施工测量前架设平面控制网和高程控制网，拟定相应的布网方案和观测方案，以提高大中型桥梁施工测量的精度。

3.1 预测桥梁轴线的长度所需的精度值

桥梁的中轴线两端可以设置两个控制点，这两个控制点是用于桥台、桥墩的定位依据，对于桥台和桥墩的精度有极为重要的作用，因而，要预测和估算出桥梁轴线的长度所需的精度，然后再拟定相应的施工测量规划。

3.2 平面控制测量

架设平面控制网是进行施工测量的前提和基础，要对桥台、桥墩实施放样、定位，并用于施工中的变形监测，同时，还要根据不同的地形条件，确定好设计的精度，要做好平差计算，对于有些闭合差超过限定值时，要及时地修改并纠正，平面控制网的控制主要分为两级布设，第一级平面控制网重点控制桥梁的轴线；第二级平面控制网具有更高的精度要求，为了满足桥台、桥墩、立柱等放样要求，要添加插点或插网，可以设计不同的平面控制网，进行不同平面控制网形的布设，如图1所示。

在上述不同平面控制网形之中，中间的点划线部分为桥梁的中轴线。