测量技术在高速铁路双线特大桥建设中的应用

闫晋峰，颜小龙，陆小乐，鲁文军，吕东轩

（中建铁路投资建设集团有限公司，北京 102600）

1 工程概况

清水河特大桥全长8.508km，施工内容包括桥梁下部结构（挖井基础、桩基、墩柱、垫石）及支座系统、连续箱梁、简支箱梁及桥面系工程，其中简支梁在梁预制厂预制，施工时简支梁采用架桥机架设，连续梁采用悬臂浇筑法操作。

清水河特大桥为双线桥，左右中线间距为4.6m，施工中测量计算坐标选在左中线。桥墩设计采用双线圆端形桥墩，箱梁顶部宽12.2m。设计采用纵向预偏心。纵向预偏心布置在32m跨、24m跨及连续梁边墩和简支梁连接处，施工测量计算中必须严格考虑这些参数。

2 仪器设备配置

工程所用测量仪器包括3台莱卡TCRP1202+，精度1″；2台DINI03天宝电子水准仪，精度0.3mm/km；4台华测GPS，精度（10+1×10-6D）mm。仪器进场前必须出具最新一次检测合格证书，确保仪器的各项指标参数在合格范围内。

3 施工放样及复核

3.1 桩基工程放样及复核

（1）仪器精度要求。采用RTK（Real Time Kinematic，实时动态载波相位差分）和GPS载波相位差分定位技术进行桩基放样。RTK型号是华测i80，其垂直精度为15mm+1×10-6，水平精度为10mm+1×10-6。群桩基础允许偏差10cm，使用i80放样桩基础符合要求。

（2）护筒埋设及复核。放样桩的中心并标记位置，然后做稳固的护桩，按照标记位置埋设护筒。护桩线设置完成后，用5m钢尺检查护筒边缘与护桩线交点的距离是否相等，如果偏差较大则要重新埋设护筒。

3.2 承台施工放样及复核

（1）开挖承台。用RTK放样承台4个角点，钉好木桩，在承台开挖线附近引测临时高程点控制承台开挖标高。按照承台的4个角点，布撒承台灰线，然后开挖承台及桩头。基坑及桩位检查合格并完成垫层浇筑后，用全站仪后方交会法在垫层上放样承台4个角点。施工时根据承台4个角点弹墨线，转角位置用红油漆标记，并按照设计尺寸用钢尺量出墩身位置并弹出墨线。

（2）承台模板复核。模板安装完成后，用吊锤及钢尺实测模板边缘，如果吊锤顶点不在承台垫层的墨线上（控制线），则用钢尺量出偏差值，调整模板的偏位，同时控制好模板垂直度。

（3）控制点引测。若承台附近无高程控制点，在承台附近引测临时转点作为后视点。高程放样时采用水准仪后视控制点或临时转点，可用记号笔或油漆将放样出的承台顶面高程位置标记在模板内侧，也可在墩身预埋筋上设置1m或0.5m高程控制线，用于浇筑混凝土时控制承台顶面标高。设后视读数为h1，后视点高程为H1，承台顶面设计高程为H2，则高程放样时前视读数为h1+H1-H2时对应的高程就是承台的顶高程。

3.3 墩身施工放样及复核

（1）墩身平面放样。墩身模板支设前要先放样出墩身轮廓线，可采用全站仪的已知后视点、后方交会或设置方位角程序放样。全站仪设站完成后，根据计算好的墩身轴线数据放样出轴线点。由于存在很多纵向预偏心墩柱，现场放样前必须要将坐标高程等计算复核完毕，在现场用复核过的数据放样，避免现场临时计算坐标而发生错误。

（2）墩身高程放样。在承台上或挖井基础顶面上测量标高是否符合墩底设计高程，如有偏差，可采用垫钢板或剔凿的方法使标高符合要求。墩帽高程用全站仪三角高程法控制，模板安装完毕后要进行检查，如有偏差需调整合格。

（3）墩身复核。弹出墩身墨线后，用钢尺按照设计尺寸检查墩身平面位置，确认合格后方可立模板。模板支设完成后，直墩身可用全站仪的望远镜观测墩身模板的垂直度，墩身平面和墩身顶面高程允差均为±10mm，确保墩身模板的垂直度符合设计规范要求[1]。

（4）模板精调。在墩顶用全站仪进行坐标放样，如果测放出的点位和模板设计位置不重合，可用千斤顶对模板进行精调。墩身模板的检查项目包括尺量检查边缘距中心线尺寸允差±10mm；靠尺、塞尺检查表面平整度允许偏差3mm；尺量检查空心墩壁厚允差±3mm。

3.4 垫石及支座系统放样

垫石、支座放样前，根据设计图纸计算垫石和支座的设计坐标。垫石放样必须确保准确，否则可能会造成支座锚栓预留孔位置错误，直接影响简支箱梁的安装。垫石平面的水平度控制为±1mm，高度控制在-4～0mm[2]。支座安装用全站仪、钢尺检查支座中心与主梁中心偏差，允许偏差2mm，水准仪检查支座高程允许偏差±5mm，全站仪检查支座顺桥向允许偏差10mm。

3.5 连续箱梁施工测量放样及优化

现场测量工作可分为施工测量和监控量测，施工测量包含箱梁模板的预压，监控测量包括线形监测和箱梁混凝土徐变[3]。

3.5.1 箱梁0#块的施工测量及预压流程

（1）放样。连续梁主墩的墩顶支座及墩梁完成后，进行连续梁底板放样。0#块箱梁因在墩顶托架上浇筑，因此要在墩顶托架的工字钢上面，用全站仪放出连续梁底板的边线各折点并采集各点的高程，做好标记。放样出的点位及高程是0#块铺设底模板的定位点，施工队可根据放样的点位将0#块的底板精调到设计位置，底模板铺设完成并验收通过后进行侧模板的吊装定位。安装侧模板前，在墩顶工字钢上放出两端梁边的边线。边线是侧模板吊装就位时的主要依据。侧模板吊装就位临时稳固后，用全站仪在箱梁翼板上放出梁端点，如果放出的点位和模板的边缘不重合，需精调模板位置及高程至合格，最后固定模板。

（2）预压。预压要符合规范要求，分别测量预压前、加载到60%,100%,120%时及卸载后底模板工字钢下对应点位的高程。梁支架预压是检查托架安全性、消除非弹性变形、确定弹性变形值，以及模板高程及预拱度调整的依据。

（3）技术优化。0#块的侧模板吊装到位后，复核侧模板顶面4个角点平面位置及高程是否在限差范围内，合格后再进入下一工序施工。箱梁0#块混凝土浇筑前，按照线形监控方案要求预埋好线形监控测点和徐变监测点，在0#块几何中心预埋一个监测高程控制点。

3.5.2 箱梁其他块段施工测量放样

箱梁0#块浇筑完成后在箱梁顶面放样出挂篮的轨道线，挂篮拼装完成后进行箱梁其他块段的施工。对每个节块进行线形监测，以便确定预拱度。节块挂篮行走后开始下一节块的模板精调。先进行箱梁底模板4个角点的放样，按放样调整模板到位后将底模板锁定，然后精调侧模板。用全站仪测放出箱梁顶板的4个角点，将侧模板调整到设计位置后锁定。箱梁模板高程可用全站仪三角高程法测定。至此，节块模板安装完成。节块混凝土浇筑前需复测模板高程及位置。

4 桥梁变形监测

4.1 桥梁变形监测网的建立

桥梁变形监测网包括水平位移监测网和垂直位移监测网。按照设计要求布设变形监测点。水平位移监测网的坐标系统应与轨道的坐标系保持一致，垂直位移监测网应为二等水准监测网。

4.2 变形监测的实施

（1）变形监测精度要求。对于变形监测点，要求高程误差小于等于0.5mm；水平位移监测点的点位中误差≤3.0mm，测角中误差小于等于1.8″；垂直位移使用天宝DINI03电子水准仪观测，往返误差为0.3mm/km；水平位移采用徕卡TCRP1201+全站仪观测，测角精度为1″。

（2）水平位移监测时全站仪要求。宜采用已知后视点法设站，要用长边控制短边。采用后方交汇设站时，应使交汇角度为60～120°。

（3）垂直位移监测。墩柱浇筑模板拆除后，在墩柱两侧埋设观测标要求：墩柱高度小于14m的只埋设1个，墩柱高度大于等于14m的两侧各埋设1个，墩柱的观测标布设在横桥向墩柱的两侧。观测标埋设完成后开始对墩身进行垂直位移监测。

（4）埋设箱梁徐变观测点。预制简支梁顶面布设6个徐变观测点，分别布置在箱梁两侧挡渣墙内侧15cm处；连续梁顶面的徐变观测点分别布设在支座中心线上、1/4跨、中跨中心线处的箱梁两侧挡渣墙内侧15cm处。

4.3 桥梁变形监测资料的收集与整理

将变形观测资料集中起来系统化、规范化。保证资料的完整性，做好观测资料的综合分析，发现异常数据要及时报告。变形监测资料包括：变形监测设计方案、测量仪器检验与校正资料、平差计算报告、变形观测成果表、观测记录手簿、沉降变形观测报告、观测质量评估资料。

5 结语

在清水河双线特大桥建设中，合理有效的测量技术在桥梁桩基础、承台、墩柱、垫石、支座系统以及连续梁施工过程中的测量放样及复核、桥梁变形监测方面发挥了重要作用，可供高铁工程双线特大桥建设的测量施工参考。