城市高架桥施工测量方案设计

孙其龙，王永强

（黄河水利职业技术学院，河南开封475004）

城市高架桥施工测量方案设计

孙其龙，王永强

（黄河水利职业技术学院，河南开封475004）

测量方案的设计和实施对保证城市高架桥工程的施工质量尤为重要。以某高架桥延伸线工程为例，探讨了施工测量的踏勘选点、测角、测边及连测，平面放样和高程放样。

测量方案设计；测量放样；平面控制；高程控制

0　引言

高架桥是指跨越山谷、河流、道路或其他低处障碍物的桥梁。城市高架桥延伸线工程是纵贯城市的交通要道，可缓解城市交通相对拥挤的状况，为城市的经济发展和城市建设起到积极深远的促进作用。在城市高架桥的工程施工和工程管理中，合理的测量方案直接影响工程进度及工程质量。

某高架桥延伸线工程全长为3 720m，向北设上、下匝道一对，匝道总长为497.185m。主桥宽为19m，匝道宽为7.5m，加宽段宽为35m，加宽段长为331m，其中89m为渐变段。该城市道路延伸合并于高速公路衔接的市政接线工程，跨越数条道路及河道，还有管线迁移、照明、交通监管等，施工难度大。该工程要保证施工质量，测量方案设计及实施尤为重要。

1　平面控制

业主、监理、设计等单位根据勘测设计院提供的《道路控制点成果表》、《道路延伸中线定位表》、《道路中线定位表》对施工单位进行了测量控制点、水准点的移交。施工单位根据地形、精度要求，以及桥、路附近建筑物的多少，制订测量方案。

1.1依据及精度要求

根据本工程地形复杂，精度要求高，桥、路附近建筑物较多的特点，平面控制拟布设附合导线。依据《市政桥梁工程质量评定标准》（CJJ2－90），水准点闭合差为mm（L为水准点之间的水平距离，单位为km），导线方位角闭合差为40″（N为测算数）［1］。1.2踏勘选点注意要点［2］

（1）相邻点间要通视；（2）点位应选在土质坚实的地方，且要考虑便于保存点的标志及安置仪器；（3）点的周围视野要开阔，便于碎部测量及加密；（4）导线各边的长度应尽量接近于平均边长；（5）导线点的数量要足够，密度要均匀，以便控制整个测区。

1.3测角、测边及连测

导线转折角有左右之分。以导线为界，前进左侧的角为左角。测量时，应测左角。测边采用全站仪往返观测，每站测4次。连测新布设的导线与高级控制点，取得新布设导线的起算数据。

2　桥梁测量

构造物平面位置的测量主要使用极坐标放样，局部采用交会法进行放样。构造物的高程测量主要采用水准测量，局部使用三角高程法进行测设。

2.1平面放样

由于该路线较复杂，二级导线点应引支导线，并加以保护。支导线点应尽可能分布在比较稳定、通视良好的地方，但不宜太高，以便较好地架设仪器。支导线采用钢螺钉埋设，混凝土固定。

2.1.1极坐标法放样［3］

采用极坐标法放样，应注意以下给放样带来误差的几种因素。

（1）仪器对中误差m1。

式中：me为对中中误差，其统计值为±2mm；mey为m0在Y轴上的分量，其值≤m0；S为放样距离；C为测站至后视点的距离；α为即将测设的水平角度。

（2）后视点目标对中误差对放样点位的影响值m2。

式中：ρ取206 265″，其他符号同前。

（3）测设极角的误差对放样点位的影响值m3。

（4）量距误差对放样点位的影响值m4。

式中：a为全站仪固定标称误差；b为比例误差系数。

（5）距误差对放样点位的影响m5。

全站仪或经纬仪＋测距仪的极坐标法施工放样一般采用与测距仪配套的反光镜支架进行定位。常用的反光镜支架以格值为20″的圆水准器进行整平对中。由此导致的放样点地面标定的误差一般为±2mm。该值也是此项误差对放样点位的影响值。

（6）站点点位误差对放样点位的影响值m6。

设测站点点位中误差为（mx1，my1）。若不考虑mx1与my1的互协方差，则其对放样点位的影响值m6的计算式为式（5）。

若考虑mx1与my1的互协方差，即严密考虑测站点点位误差对放样点位的影响，可参照文献［6］中所推导的有关公式进行计算。

（7）视点点位误差对放样点位的影响值m7。

设后视点点位中误差为（mx2，my2），则其对放样点位的影响值可按式（6）估算。

综上所述，在上述各项误差的影响下，极坐标放样点的点位中误差可按式（7）估算。

在实际应用时，可根据所执行测量项目的精度要求情况，对（7）式中的误差源作适当增减，即重点考虑影响大的误差源，不计影响小的误差源。

2.1.2前方交会法放样

在前方交会法定点的测量过程中，观测元素是在已知点上测定交会角度，并计算其点位坐标。而采用前方交会法放样点位时，放样元素是根据待定点的设计坐标和控制点坐标计算求得。然后，在现场按其放样元素将待定点标定在地面上。

式中：

式中：放样元素可由A、B、P的设计坐标按公式求得。

为了提高放样点位精度，采用三方向进行交会。若出现示误三角形，可结合工程和放样要求取示误三角形重心。

2.2高程放样

对建筑物高程的放样，主要采用几何水准测量的方法。有时也采用三角高程测量方法。

应用几何水准测量方法放样高程时，首先应将高程控制点以规范要求的精度引测到施工区域，建立临时水准点。临时水准点应相对固定，有利保存及便于放样。临时水准点布设密度应保证仅架设一次仪器，就可以放样出所需的高程。

根据已知水准点的高程，放样设计高程方法如图所示：

图1　水准点放样示意图Fig.1 Leveling point lofting

Ha为已知水准点高程，a为已知点水准尺读数，仪器高为Hi＝Ha＋a若放样点高程为H，则计算出放样点水准尺读数为b＝Hi－H，然后上下移动水准尺使仪器照准B尺上的读数b，并将其零点标定出来，则此点即为高程的放样点。

2.2.1钻孔灌注桩施工测量

根据设计图纸计算出桩位的中心坐标，利用全站仪采用极坐标法在实地放出灌注桩桩位中心。护筒安放埋设完毕后，采用十字丝法在护筒上画出标记，以便钻机对中就位。

2.2.2承台、立柱、盖梁测量

承台基坑开挖前，先放出平面尺寸界限。坑底尺寸较承台底面尺寸每边大50 cm。为防止坍塌，坑底标高低于承台底标高10 cm。模板安装前由测量人员根据导线点采用极坐标法放出承台的纵、横轴线，经过监理工程师验收合格后，方可进行下一道工序。混凝土浇筑时，使用水准仪测量出承台顶面标高。承台每边钉2个高程钉，控制混凝土顶面标高。在承台混凝土达到一定强度后，在承台上用极坐标法测设立柱中心，用墨线弹出十字线及外围尺寸线，控制好立柱中心及钢筋长度，用井字支架定位，上口由钢管支架定位，以保证墩身钢筋骨架在定型后垂直不歪斜。

采用极坐标法由控制点复测立柱中心位置和标高，同时，在立柱顶面上定出纵横轴线及标高，以此支立盖梁模板，绑扎钢筋。

支座安装时由测量员放样定出支座墨线，根据桥面标高及横坡定出支座上、下垫块标高，检验预埋地脚螺栓位置合格后方可安装支座。

2.2.3现浇箱梁、防撞栏杆、桥面测量

箱梁分两次浇筑，第一次用坐标法在底板上测设边缘点，直线段每10m一点，曲线段每5m一点；第二次浇筑翼板时，同样用坐标法测设翼梁边缘线。这样，既能保证护栏的线型，又能保证桥面的宽度。在箱梁的施工中，由于支架受力有变形下沉及结构物自重产生的挠度影响，应适当设置预拱值。同时，还应在所需部位设置沉降观测点，并在铺钢筋前测定标高。

连续箱梁浇筑完成后或简支梁安装完成后，需对桥面标高进行一次全线复测，对中线、标高超高部分要进行修整。

防撞墙平面定位用坐标法测量。计算各坐标点位里程方向：圆曲线5m一个，直线10m一个。横断面方向位置：距边防撞栏杆墙内侧10m梁面上，距中防撞栏杆左、右0.75m梁面上。立模时，直接从坐标点量出边线即可。防撞墙顶每5m算出一个设计标高，模顶高程经监理复核准确后才能浇筑，竣工后要把正确的里程标在防撞墙上，以便进行竣工交验。

为保证桥面铺装层混凝土厚度，桥面中间布置梅花型标高控制点，每隔5m一个，两侧控制线划在防撞墙上；平石以防撞墙为定位线，标高控制同防撞墙，施工完成后进行竣工测量。

3　结语

城市高架桥延伸线工程是纵贯城市的交通要道，可缓解城市交通相对拥挤的状况，为城市的经济发展和城市建设起到积极深远的促进作用。施工单位应根据地形、精度要求，以及桥、路附近建筑物的多少，制订测量方案。构造物平面位置的测量主要使用极坐标放样，局部采用交会法进行放样。其高程测量主要采用水准测量，局部使用高程法进行测设。

［1］CJJ2－90，市政桥梁工程质量评定标准［S］.

［2］刘成龙，朱战良.番禺大桥索塔施工极坐标法放样精度分析［J］.西南交通大学学报，1997（3）：324－329.

［3］刘成龙.极坐标测量精度评定方法的研究［J］.铁道学报，1996（3）：99－104.

[责任编辑杨明庆]

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1008-486X（2016）02-0039-03

2015－09－06

孙其龙（1965－），男，山东平阴人，讲师，从事水工专业教学、实验与研究工作。