橋梁工程墩柱測(cè)量定位技術(shù)研究

范建英

摘要：本文中論述橋梁位于緩和曲線和直線上，所處位置處于山谷中，地理環(huán)境復(fù)雜，橋梁墩柱為混凝土實(shí)體墩，高度在76m以上，按類型屬于高墩橋。由于墩高、跨度大，施工工藝要求高。對(duì)施工測(cè)量控制提出了較高的要求。本文對(duì)橋梁墩柱測(cè)量技術(shù)進(jìn)行研究，保證橋梁控制測(cè)量的精度，為放樣工作創(chuàng)造有利條件。

關(guān)鍵詞：墩柱 測(cè)量技術(shù) 研究

1概述

甲爾橋工程位于雅礱江專用交通公路中游路段，整座橋梁線型位于緩和曲線和直線上，所處位置處于山谷中，地理環(huán)境復(fù)雜，橋梁墩柱為混凝土實(shí)體墩柱，高度在76m以上，按類型屬于高墩柱橋。由于墩柱高、跨度較大，施工工藝要求高。對(duì)施工測(cè)量控制提出了較高的要求。本文對(duì)橋梁墩柱測(cè)量定位技術(shù)進(jìn)行研究，從橋梁控制測(cè)量的精度和放樣工作提出自己的見解。

2墩柱測(cè)量定位實(shí)施方法

2.1平面控制測(cè)量定位

首先對(duì)大橋加密布設(shè)導(dǎo)線施工平面控制網(wǎng)，以保證橋梁平面控制測(cè)量的精度，為放樣工作創(chuàng)造有利條件。測(cè)設(shè)時(shí)，以線路左線為標(biāo)準(zhǔn)。按照左線坐標(biāo)放出線路左線確定橋墩縱軸線后，以縱軸線為標(biāo)準(zhǔn)，分別順時(shí)針、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，即為橋墩橫軸線。高墩中心定位測(cè)量采用全站儀三維坐標(biāo)控制法。橋墩施工前，先將全站儀架設(shè)于橋梁施工控制點(diǎn)上進(jìn)行橋墩中心定位，采用直接測(cè)定四邊外模中心坐標(biāo)，比較其計(jì)算坐標(biāo)以確定水平位置及軸線偏移，指導(dǎo)模板調(diào)差。

2.2高程控制測(cè)量定位

為了準(zhǔn)確控制橋梁墩柱施工高程，我們?cè)跇蛄褐休S線及兩側(cè)布設(shè)控制點(diǎn)位，每側(cè)至少布置兩個(gè)，且盡量靠近施工現(xiàn)場(chǎng)，以便高程傳遞與校核。自橋梁一端永久水準(zhǔn)點(diǎn)開始，最后閉合在另一端的永久水準(zhǔn)點(diǎn)上，其高差閉合差限差為fh限≤±4 ㎜（n為測(cè)站點(diǎn)數(shù)）。水準(zhǔn)點(diǎn)可布設(shè)在不同的高度，以便混凝土施工到不同的高度時(shí)使用。進(jìn)行測(cè)量時(shí)，嚴(yán)格實(shí)行過程控制，定期聯(lián)測(cè)各墩施工面水準(zhǔn)點(diǎn)和標(biāo)高。當(dāng)測(cè)設(shè)時(shí)因橋墩未完工而無法完成附和導(dǎo)線測(cè)量時(shí)，應(yīng)按照閉合水準(zhǔn)路線要求進(jìn)行高程控制，并保證閉合限差滿足施工要求，嚴(yán)格禁止支水準(zhǔn)測(cè)量。切記水準(zhǔn)點(diǎn)要隨時(shí)進(jìn)行復(fù)核，使用前后及每測(cè)回都要進(jìn)行閉合。

施工時(shí)可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用全站儀三角高程法對(duì)高程進(jìn)行控制。用水準(zhǔn)儀、全站儀對(duì)每個(gè)循環(huán)進(jìn)行反復(fù)校核，確保無誤。

2.3垂直度控制測(cè)量定位

作為高橋墩柱結(jié)構(gòu)，垂直度是影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、承載力以及外觀質(zhì)量的重要因素。因此，垂直度的控制測(cè)量是施工控制的主要內(nèi)容。垂直度控制亦是墩身糾偏工作的主要依據(jù)。垂直度控制主要通過全站儀測(cè)放三維坐標(biāo)法、激光垂準(zhǔn)儀法和垂球法進(jìn)行控制。

2.3.1全站儀施放三維坐標(biāo)法

在每次澆筑混凝土前，必須根據(jù)所立墩柱模板的高度，并利用墩身坡度計(jì)算出墩身縱、橫軸線坐標(biāo)，再統(tǒng)一外放到墩柱外模板上。利用鋼板尺量出理論距離和實(shí)放距離的差值，即可反推出墩柱的垂直度的變化，以便及時(shí)對(duì)墩身偏差進(jìn)行調(diào)整。這樣既可較好地控制墩柱的垂直度，又可較好地控制墩柱的幾何尺寸，同時(shí)定期采用全站儀在導(dǎo)線控制點(diǎn)上進(jìn)行墩柱位置復(fù)核，作到控制無誤。墩柱放樣時(shí)選擇在無風(fēng)或微風(fēng)時(shí)刻，以減小因風(fēng)載引起的軸線偏差；為了避開日照溫差效應(yīng)引起的墩身彎曲變形，應(yīng)選擇在日照強(qiáng)度低的時(shí)刻如清晨6：00～8：00或傍晚17：00～19：00，也可采用在模板四周噴灑水霧降溫法以減小由日照溫差引起的軸線偏差。

2.3.2激光垂準(zhǔn)儀法

在澆筑橋墩柱混凝土第一模塊之前，必須在承臺(tái)上準(zhǔn)確放出墩身縱、橫軸線的位置。選擇墩身中心及距中心左、右、前、后各0.5m控制點(diǎn)位（點(diǎn)位距離可依模板作相應(yīng)調(diào)整加密）作為垂直度觀測(cè)點(diǎn)（見圖1），并增設(shè)四個(gè)點(diǎn)作為護(hù)樁，以防控制點(diǎn)缺失。觀測(cè)時(shí)把激光鉛直儀安裝在4個(gè)點(diǎn)上，并在工作平臺(tái)上設(shè)激光接受靶，以顯示光斑并撲捉斑心。激光斑心連線即為橋墩縱、橫軸線。采用軸線引點(diǎn)對(duì)中進(jìn)行墩柱的豎直軸線傳遞，并且每隔2層要進(jìn)行糾偏。這樣就通過激光鉛直儀將控制點(diǎn)準(zhǔn)確的引到工作平臺(tái)上，簡化了繁瑣的測(cè)量工作，而且控制點(diǎn)設(shè)在墩柱外部，受外界環(huán)境影響較小，控制準(zhǔn)確，可靠。施工過程要對(duì)墩柱的垂直度進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，并采用專用表格對(duì)觀測(cè)時(shí)間、記錄人、偏移量進(jìn)行記錄，以便根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)對(duì)墩柱模板進(jìn)行調(diào)整，以防止墩身出現(xiàn)大的偏差和偏差累積。

2.3.3錘球法

在墩柱的四邊外模中心位置采用鋼絲、導(dǎo)向滑輪、手搖絞車等吊掛垂球，釋放錘球至與控制點(diǎn)位相接觸，測(cè)量錘球長度及探出墩柱的水平距離，與所澆筑墩柱砼高度及墩柱坡度反算出的理論水平距離相比較，即可得知墩柱垂直度的偏差情況。垂球的穩(wěn)定與否，與垂線長度及垂球量重量很大關(guān)系，100m以下墩身宜采用30～50kg垂球比較適合。鋼絲宜采用0.5～2mm的優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼絲，并滿足抗拉強(qiáng)度要求。觀測(cè)時(shí)應(yīng)該注意盡量采用穩(wěn)定觀測(cè)或小幅擺動(dòng)觀測(cè)。必要時(shí)可在垂線上采用防風(fēng)套筒對(duì)垂線加以防護(hù)，以減少垂球線的擺動(dòng)。無條件時(shí)最好在無風(fēng)天氣進(jìn)行。

通過以上幾種方法對(duì)比，建議采用全站儀結(jié)合激光鉛直儀方法放樣復(fù)核，提高工作效率，操作簡單，且精度較好，對(duì)施工質(zhì)量有所保證。

垂直度測(cè)量定位布置圖1

3墩柱模板測(cè)量定位

3.1模板定位控制要點(diǎn)

1）加強(qiáng)立模過程控制，嚴(yán)格按照施工工序施工，勤量測(cè)，多觀察，確保立模各部位凈空尺寸、位置準(zhǔn)確。因?yàn)槎丈韺儆谧兘孛娼Y(jié)構(gòu)，所以對(duì)模板安裝需特別注意。

2）嚴(yán)格控制模板拼裝和支撐系統(tǒng)。在對(duì)內(nèi)外模進(jìn)行支撐時(shí)，對(duì)于傾斜的支撐桿和拉筋，應(yīng)立即調(diào)正或更換，確保模板接縫嚴(yán)密，保證砼澆注時(shí)不漏漿。

3）注意混凝土澆筑順序，混凝土澆注時(shí)注意砼入模的順序，均勻布料，所以澆筑順序應(yīng)注意調(diào)整，確保砼澆注過程中模板不產(chǎn)生過大變形。

4）要嚴(yán)格控制拆模時(shí)間，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)力度。

5）塔吊吊運(yùn)施工用具及材料時(shí)應(yīng)避免與模板發(fā)生碰撞

3.3模板定位糾偏

模板出現(xiàn)偏差是必然的，高墩柱對(duì)垂直度要求非常嚴(yán)格，一旦產(chǎn)生偏差糾正非常困難，因此必須杜絕大的偏差出現(xiàn)，出現(xiàn)偏差要及時(shí)糾正。

1）對(duì)于10 mm以下的偏移或扭轉(zhuǎn)，可采用變換混凝土澆筑方向的方法進(jìn)行逐步的糾正，即先澆筑偏移反向一邊的混凝土，后澆筑偏移方向一邊的混凝土；對(duì)于模板的扭轉(zhuǎn)，應(yīng)采取反方向澆筑混凝土的方法予以糾正。即依靠混凝土的自重對(duì)模板體系的壓力逐漸消除偏差。

2）對(duì)于10 mm以上的偏移或扭轉(zhuǎn)，可利用倒鏈、撐桿、借助外力橫拉糾偏等方法。糾偏應(yīng)堅(jiān)持有偏即糾的原則，杜絕偏差的出現(xiàn)。

檢測(cè)限值

4墩柱測(cè)量定位資料分析整理

1）現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料當(dāng)班立即整理匯總，觀測(cè)記錄手簿的內(nèi)容應(yīng)完整、齊全簡要說明及分析、將量測(cè)資料認(rèn)真整理，列入竣工文件。

2）在施工過程中預(yù)埋測(cè)點(diǎn)要牢固可靠，易于識(shí)別，對(duì)測(cè)點(diǎn)妥善保護(hù)，并繪制實(shí)際測(cè)點(diǎn)布置圖。

5結(jié)束語

由于采取了充足的技術(shù)準(zhǔn)備和合理的測(cè)量方法， 從實(shí)際甲爾大橋76m墩柱的測(cè)量情況看，墩頂軸線位置準(zhǔn)確、墩柱垂直、絕對(duì)高程誤差在設(shè)計(jì)規(guī)范允許范圍內(nèi)，上述關(guān)于墩柱測(cè)量定位的幾種定位技術(shù)成功應(yīng)用，提高了橋梁墩柱施工效率，保證了墩柱的施工質(zhì)量。