橋梁懸拼施工測量的方法

龐志劍

廣東省長大公路工程有限公司二公司

摘要：本文介紹橋梁懸拼施工過程中各塊箱梁平面和標(biāo)高的瀏量控制方法，以及施工過程中懸臂的撓度變形監(jiān)測。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁橋；施工測量；控制

由于懸拼長度大，懸拼過程中的撓度變形情況復(fù)雜，且缺乏同類跨度橋梁懸拼施工控制的經(jīng)驗(yàn)，因此主橋懸拼施工測量控制是全橋施工控制的一個(gè)極其重要的方面，包括梁段懸拼安裝過程中梁體平面和標(biāo)高的測量控制與調(diào)整、梁段中各節(jié)箱梁在施工過程中的撓度變形監(jiān)測與分析、合攏誤差的測量控制與調(diào)整以及合攏后預(yù)應(yīng)力體系轉(zhuǎn)換過程中的橋面線型變化監(jiān)測等。

一、測量控制的精度要求和控制方法

九江大橋主橋施工要求：拼裝塊件的前端中心線偏差不得大于士5mm，若連續(xù)兩個(gè)節(jié)段均發(fā)生同向偏差而使前端中心偏差大于士10mm時(shí)，應(yīng)在其后的拼裝中調(diào)整并使之復(fù)位；拼裝塊件的前端頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高之差不得大于士10 mm，若連續(xù)兩個(gè)節(jié)段均發(fā)生同向偏差而使前端頂面標(biāo)高偏差大于士20 mm時(shí)，應(yīng)在其后拼裝過程中調(diào)整并使之復(fù)位；濕接縫后第一塊箱梁中線和標(biāo)高控制的誤差要小于士2 mm；箱梁拼裝完成后于23號塊的末端，左右兩懸臂中心相對偏差不得大于士20 mm，上下高差相對誤差不得大于士50 mm，否則應(yīng)考慮強(qiáng)迫合攏。

二、箱梁懸拼施工測量控制網(wǎng)的建立、施測與精度

該控制網(wǎng)必須具有可同時(shí)控制箱梁懸拼時(shí)的中線和標(biāo)高的功能，作為主橋控制網(wǎng)，還應(yīng)與全橋施工控制網(wǎng)發(fā)生關(guān)系，因此要求這個(gè)網(wǎng)必須是一個(gè)三維控制網(wǎng)，且精度必須滿足施工精度的要求。

1、箱梁懸拼施工平面控制網(wǎng)的建立

由于全橋?yàn)橹本€橋，平面控制的問題就簡化成箱梁懸拼時(shí)的中線控制和里程控制，因此按需要可建立包括兩端引橋中線和主橋各墩中心在內(nèi)的軸線控制網(wǎng)，由上、下水橋橋面中軸線組成，如圖1所示。

控制網(wǎng)由上水橋的S1～S5和下水橋的X1～X5共10個(gè)點(diǎn)組成，均位于橋墩上已竣工的橋面上，因軸線控制網(wǎng)圖形簡單、實(shí)用，可只用一臺J2級經(jīng)緯儀施測即可，S1和S5可根據(jù)兩端已竣工橋面的幾何中心確定，置鏡S1或S5，用直線穿線法正倒鏡兩測回確定S2，S3和S4點(diǎn)，同理可建立下水橋X1～ X5點(diǎn)組成的軸線控制網(wǎng)。

用直線穿線法施測直線，由于不需要進(jìn)行度盤讀數(shù)，施測兩測回直線點(diǎn)方向偏差可控制在士1"以內(nèi)，按主橋全長520 m計(jì)算，在最不利的情況下，S2.S3和S4及X2，X3和X4偏離直線S1～S5和X1～X5的誤差為：

士1

206 265X 520 000 mm=士2. 5 mm

即能滿足懸拼施工箱梁中心的偏差要求。

2、施工高程控制網(wǎng)的建立

高程控制網(wǎng)應(yīng)在各個(gè)T構(gòu)的零號塊竣工后懸拼施工之前建立。高程控制網(wǎng)的高程起算點(diǎn)可建立在三個(gè)主墩的承臺面上，用懸吊鋼尺水準(zhǔn)測量的方法傳遞到各個(gè)T構(gòu)的零號塊頂面上，按二等水準(zhǔn)測量的方法和精度進(jìn)行施測。

按二等水準(zhǔn)測量，每測站所測高差之中誤差為士0.35 mm，從高程起算點(diǎn)到零號塊的高程控制網(wǎng)點(diǎn)，在最不利的情況將不超過10站。

進(jìn)行一測段30m高的懸吊鋼尺水準(zhǔn)測量的高差測量中誤差約為士3.0mm。

三、懸拼箱梁標(biāo)高控制方法

控制待懸拼箱梁的標(biāo)高，使其恰好等于該塊箱梁的設(shè)計(jì)標(biāo)高或欲調(diào)整的標(biāo)高。每一塊箱梁在預(yù)制成型后均在其頂面腹板附近前后斷面對稱設(shè)置4個(gè)標(biāo)高點(diǎn)，根據(jù)所處空間位置，計(jì)算這4個(gè)點(diǎn)的標(biāo)高值，該標(biāo)高值應(yīng)包含撓度和施工

各階段的影響在內(nèi)。在拼裝現(xiàn)場用精密水準(zhǔn)儀按二等水準(zhǔn)測量的方法和精度，根據(jù)零號塊上的高程控制點(diǎn)測設(shè)4個(gè)標(biāo)高點(diǎn)的標(biāo)高，使待拼裝的箱梁標(biāo)高符合施工要求（即等于所計(jì)算的控制標(biāo)高）。用此方法控制箱梁標(biāo)高，在最不利情

況下測站數(shù)最多不超過4個(gè)，該方法完全可用于懸拼箱梁的標(biāo)高控制。

由于預(yù)制和拼裝的原因，可能會導(dǎo)致梁段中箱梁的標(biāo)高偏離設(shè)計(jì)值，當(dāng)該項(xiàng)誤差超過士2.0 cm時(shí)，就應(yīng)該對下一梁段的第一塊箱梁進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整，方法與中線調(diào)整時(shí)相似，即抬高或降低前進(jìn)方向一端的標(biāo)高，使之扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，

使該梁段最末一塊箱梁的標(biāo)高等于設(shè)計(jì)標(biāo)高。

四、懸拼箱梁中線控制的方法

控制待懸拼箱梁的幾何中線，使其落在橋梁軸線上。每一塊箱梁在預(yù)制場預(yù)制成型后，均在其頂面彈畫出順橋向和橫橋向的幾何中線，在施工現(xiàn)場把經(jīng)緯儀架設(shè)在相應(yīng)T構(gòu)的軸線控制點(diǎn)上，照準(zhǔn)沿拼裝方向上的另一個(gè)控制點(diǎn)，然后觀察待懸拼之箱梁的順橋向軸線（墨線）是否落在經(jīng)緯儀的視線上，指揮箱梁上下水方向移動或扭轉(zhuǎn)，直到箱梁前后斷面處的中線落在視線上，則該段箱梁的中線位于橋軸線即設(shè)計(jì)的位置上。

但是，由于預(yù)制場預(yù)制臺座的不均勻沉降，造成預(yù)制箱梁產(chǎn)生誤差；以及在預(yù)制箱梁的同時(shí)，吊出已制好的塊件使預(yù)制支架回彈，使箱梁與箱梁之間的接觸面貼合產(chǎn)生偏斜，將導(dǎo)致梁段隨著箱梁懸拼塊數(shù)的增加而出現(xiàn)越來越大的

誤差。因此將懸臂分為4個(gè)梁段，梁段之間增加濕接縫，用以調(diào)整后一梁段的空間位置。

當(dāng)拼裝的箱梁中線偏離橋軸線超過士1cm時(shí)，就應(yīng)對下一梁段的第一塊箱梁進(jìn)行中線調(diào)整，在主橋22號墩第一梁段3號～10號的拼裝后，最后一塊箱梁即10號塊偏離橋軸一4.3cm（偏下水方向），為此應(yīng)對第二梁段的第一塊箱梁即11號塊中線進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)為保證10號和11號塊預(yù)應(yīng)力管道左右方向的平順對接，先使11號塊“開平”端的中線也偏下水4.3cm，然后扭轉(zhuǎn)另一端，使中線只偏離下水3.8cm，即把該塊箱梁中線向上水方向扭了L11-4.3-3.8=5mm，該塊箱梁前后端中線點(diǎn)間距為D=2m。

該梁段總長度為5X3.5 m=17.5 m，則在不考慮其它誤差的影響。

這樣到15號塊拼裝時(shí)，該塊中線只偏上水1mm，即糾正了前一梁段的拼裝中線誤差，使之恢復(fù)到橋軸線上。以上中線調(diào)整的原理可參見

圖2。

五、撓度變形觀測的方法及精度

1、撓度變形觀測的方法

以施工階段作為觀測時(shí)間的控制，每懸拼一節(jié)箱梁，就以該墩上的水準(zhǔn)點(diǎn)作為相對高程基準(zhǔn)。把預(yù)埋在箱梁上的監(jiān)測點(diǎn)用二等水準(zhǔn)測量的方法和精度觀測兩次，隨著箱梁塊數(shù)的增加，愈靠近零號塊上的箱梁其上監(jiān)測點(diǎn)被觀測的次數(shù)愈多，則其標(biāo)高的變化就代表該點(diǎn)所處的箱梁在不同施工階段中的撓度變化情況。

箱梁懸拼過程中的撓度變形觀測，所測撓度應(yīng)該反映由于塊件拼裝或張拉引起的梁體變形。但由于不可避免的觀測誤差以及外界環(huán)境溫度對梁體標(biāo)高的影響，撓度值中常含有觀測誤差和溫度所引起的額外撓度。為提高撓度變形觀測成果的可靠性和精度，宜嚴(yán)格按設(shè)計(jì)精度等級和限差要求進(jìn)行撓度變形觀測。此外應(yīng)固定觀測時(shí)間（最好在上午8時(shí)30分以前完成外業(yè)觀測），并記錄溫度。

2、撓度變形觀測的精度分析

按二等水準(zhǔn)精度要求施測，在箱梁總塊數(shù)達(dá)到最多（23塊）時(shí)，觀測路線的總長度不超過200m，測站數(shù)不超過6個(gè)，由M站可估算最弱觀測點(diǎn)的高程中誤差

MH弱=M站6=±0.86mm，最弱觀測點(diǎn)的撓度中誤差為MΔH弱 =2MH弱=±1.21mm，說明按這種方法觀測，能反映變形超過2MΔH弱=±2.42mm的撓度值。

六、實(shí)際合攏誤差的測量與合攏情況

采用上面介紹的懸拼測量控制的方法、中線和標(biāo)高調(diào)整控制的方法和撓度變形觀測的方法，通過對箱梁撓度變形和標(biāo)高變化的不間斷監(jiān)測和對拼裝箱梁中線及標(biāo)高的不間斷控制和調(diào)整，懸拼完成后，各個(gè)T梁懸臂端頭之間的相對標(biāo)高偏差和相對中線偏差即所謂的合攏誤差（表2）。從表2知，除上水橋22#和23#墩中孔以及24#和25#墩邊孔標(biāo)高合攏誤差超過平順合攏的限差（±50mm）外，其他各處的中線和標(biāo)高合攏誤差均較好地達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

結(jié)語：

通過對九江大橋主橋箱梁懸拼過程的測量控制和監(jiān)測，對實(shí)際的合攏精度、實(shí)測的橋面線型以及事后對測量資料的分析和總結(jié)，可以得出以下主要結(jié)論：

（1）九江大橋主橋懸拼施工測量控制是行之有效的，精度設(shè)計(jì)合理，合攏誤差控制在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了全橋的自然合攏。合攏精度在國內(nèi)同類大跨橋梁懸拼施工控制實(shí)踐中是罕見的。

（2）懸拼過程中箱梁中線和標(biāo)高調(diào)整是可行的，改變了以往靠薄銅片墊塞頂板結(jié)合面調(diào)整主梁標(biāo)高和方向的傳統(tǒng)方法，使施工工藝和測量控制更為簡單、高效。

（3）吊裝和張拉兩個(gè)施工階段，箱梁實(shí)際發(fā)生的撓度變形基本與相應(yīng)的計(jì)算撓度相一致，特別是15#塊后，吻合的程度相對好一些，說明有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)是正確的，撓度觀測的方法和精度是合理的，能夠反映懸拼過程中的實(shí)際變形情況。

參考文獻(xiàn)：

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四、安全文明施工

1 箱梁架設(shè)現(xiàn)場設(shè)專職安全員進(jìn)行安全巡視，密切觀察現(xiàn)場的安全狀況。

2 為保證架梁的質(zhì)量和安全，操作人員應(yīng)為專業(yè)隊(duì)伍。

3 架梁現(xiàn)場應(yīng)有明顯標(biāo)志，與該工作無關(guān)的人員嚴(yán)禁入內(nèi)。

4 使用鋼軌的，鋼軌的兩側(cè)必須設(shè)置限位裝置，并經(jīng)常檢查限位裝置的完好性。

5 滑輪運(yùn)轉(zhuǎn)不正常情況下，應(yīng)立即停止進(jìn)行檢查。鋼絲繩必須每天檢查。

6 作為架梁時(shí)工作人員行走的“天橋”，必須設(shè)置嚴(yán)格、規(guī)范的防護(hù)欄桿，確保施工安全。

7 加強(qiáng)起重吊裝設(shè)備檢修，對所有起重、運(yùn)輸工具設(shè)備，使用前應(yīng)進(jìn)行全面的檢修，特別是重型吊裝機(jī)械，必須經(jīng)過荷重試吊合格后，方可正式使用，在統(tǒng)一指揮下進(jìn)行作業(yè)。

8 夜間、5 級及 5 級以上大風(fēng)（暴雨）時(shí)不得進(jìn)行箱梁架設(shè)作業(yè)。

五、發(fā)展趨勢

施工現(xiàn)場管理標(biāo)準(zhǔn)化是建筑業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展必由之路，是建筑施工企業(yè)加強(qiáng)科學(xué)管理、提高項(xiàng)目施工質(zhì)量和安全水平、提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的重要途徑。特別是在當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)高起點(diǎn)、大規(guī)模發(fā)展的形勢下，必須大力推進(jìn)建筑業(yè)施工現(xiàn)場管理標(biāo)準(zhǔn)化，通過規(guī)范現(xiàn)場管理行為，提高管理工作質(zhì)量，確保項(xiàng)目安全、質(zhì)量、效益目標(biāo)的全面實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)企業(yè)健康發(fā)展、科學(xué)發(fā)展和持續(xù)發(fā)展。就公路工程行業(yè)來講，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，施工工藝及管理水平的不斷提高，既要加快完善公路工程施工標(biāo)準(zhǔn)化體系的步伐，建立科學(xué)系統(tǒng)的施工標(biāo)準(zhǔn)化體系，使建設(shè)活動有標(biāo)可依，又要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)和督促檢查，確保公路工程建設(shè)全面達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)化要求。此外，除了在高速公路推行施工標(biāo)準(zhǔn)化管理外，還應(yīng)在一級公路、二級公路及二級以下公路的路基、路面、橋涵、隧道、綠化及防護(hù)工程建設(shè)過程中進(jìn)行推廣，全面提高公路建設(shè)管理水平。

六、結(jié)束語

工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化是我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作，是組織現(xiàn)代化建設(shè)的重要手段，是對現(xiàn)代化建設(shè)實(shí)行科學(xué)管理的重要組成部分。只有施工標(biāo)準(zhǔn)化管理的實(shí)施，才能建立和維護(hù)正常的生產(chǎn)和工作秩序；才能保證各工序的工作質(zhì)量。積極推行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，對規(guī)范建設(shè)市場行為，促進(jìn)建設(shè)工程技術(shù)進(jìn)步，保證工程質(zhì)量，加快建設(shè)速度，節(jié)約原料、能源，合理使用建設(shè)資金，保護(hù)人身健康和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，提高投資效益都具有重要作用。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳傳德 吳麗萍.公路項(xiàng)目施工管理[M]. 人民交通出版社，2002

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力較大或溫度較低的場合，因?yàn)楸勇访娴臄備亴犹?，散熱太快。如遇到環(huán)境惡劣，混合料溫度會降低更快，不利于路面的壓實(shí)。薄層攤鋪時(shí)，如若采用過度的振動壓實(shí)方法，由于鋪層太薄，振動能量會從下承層反射上來，反而會將鋪層振松。但要是使用靜壓，路面的密實(shí)度往往又達(dá)不到規(guī)定的要求。鋪層由于太薄，如果承受較大的沖擊力，表面的集料極易容易被壓碎，尤以對以粗集料為主的嵌鎖型結(jié)構(gòu)的混合料危害最大?；旌狭系募壟涮匦詴?yàn)榧系钠扑槎獾絿?yán)重的破壞。這樣的話將為以后路面的松散、滲水、剝落和裂縫等病害埋下隱患。

橡膠顆粒一個(gè)很明顯的特性就是具有很高的彈性，橡膠顆粒瀝青也會相應(yīng)具備較強(qiáng)的彈性，這是橡膠顆粒瀝青比之其他普通橡膠顆粒最大的特點(diǎn)，同時(shí)也是因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，使之成為壓實(shí)的難點(diǎn)。對于具有比較高的彈性材料來說要想壓實(shí)它，必須使用合理的機(jī)型以及合適的參數(shù)。

三、碾壓溫度控制

橡膠顆粒瀝青路面屬于薄層攤鋪，橡膠顆粒瀝青本身又具有其特殊性質(zhì)?？刂颇雺簳r(shí)的溫度，對整個(gè)碾壓質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。瀝青混合料溫度較高，混合料過軟，鋪層承載能力不夠，易于造成碾壓輪對混合料的推移，影響碾壓的平整度，碾壓過晚，混合料溫度過低，在后續(xù)碾壓時(shí)混合料已冷卻，使最終碾壓密實(shí)度達(dá)不到要求。因此要嚴(yán)格控制瀝青混合料碾壓溫度，才能保證瀝青混凝土路面的質(zhì)量。

四、碾壓工藝

在橡膠顆粒瀝青的室內(nèi)成型工藝中，二次成型法所成型的試件的指標(biāo)均能達(dá)到路用要求，所以我們所制定的碾壓工藝是參照室內(nèi)二次成型的工藝所得：初壓，光輪靜壓兩遍；復(fù)壓，光輪振動壓實(shí)四遍，膠輪揉搓兩遍。待溫度降至 90℃至 100℃左右光輪振動壓實(shí)兩遍；終壓，光輪靜壓一至兩遍，將路面收光。終壓溫度不得低于 80℃。

結(jié)束語

結(jié)合橡膠顆粒瀝青混合料的特性，針對除冰路面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。首先將除冰路面的攤鋪定義為薄層等厚攤鋪，在施工過程中要保證每個(gè)點(diǎn)的攤鋪厚度，只有這樣才能確保路面的除冰效果。而橡膠顆粒瀝青本身特殊的性質(zhì)又使得攤鋪機(jī)的攤鋪不同于普通瀝青混凝土。研究了橡膠顆粒瀝青路面的碾壓工藝，針對橡膠顆粒瀝青具有的特殊物理性質(zhì)，其碾壓工藝顯得尤為不同，通過對路面的不同狀況分析了不同的施工工藝；分析了各種類型的壓實(shí)設(shè)備對橡膠顆粒瀝青路面所起的不同作用。

參考文獻(xiàn)：

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合體近似看作是嵌入圍巖的一維桿狀體。檢測時(shí)，由錨桿端部發(fā)射的聲頻應(yīng)力波經(jīng)桿體向里傳播，當(dāng)遇到存在波阻抗差異的界面如空洞、錨桿與砂漿等界面，將發(fā)生反射、透射或散射。

在實(shí)際工程中反射波可在其傳至錨桿頂時(shí)，通過固定在錨桿頂部的傳感器加速度型或速度型測得。由于反射波攜帶錨固系統(tǒng)內(nèi)的信息，將其進(jìn)行放大、濾波和數(shù)據(jù)處理，從而識別來自不同部位的反射信息。根據(jù)這些反射信息，結(jié)合其他工程資料，可判斷錨固系統(tǒng)不同部位的質(zhì)量及錨桿長度。

在桿中截面面積或材料性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，入射波將在該截面上發(fā)生反射和透射。其反射波和透射波幅值的大小與截面面積和波阻抗相對變化的程度有關(guān)。當(dāng)錨桿、砂漿和圍巖澆灌均勻、密實(shí)時(shí)，由于三者之間的波阻抗差異不大，因此有大部分能量透射出去，只有小部分能量反射回來。當(dāng)砂漿澆灌不均勻、不密實(shí)時(shí)，則在砂漿中出現(xiàn)空隙，在空隙處呈現(xiàn)出較強(qiáng)的波阻抗差異，反射波能量大大增強(qiáng)。通過分析反射波與入射波之間的能量關(guān)系，可以判斷出錨桿、錨固系統(tǒng)的密實(shí)程度。同時(shí)，當(dāng)應(yīng)力波遇到錨固缺陷時(shí)，原有的振動將發(fā)生變化，表現(xiàn)為在缺陷處產(chǎn)生了相位突變，因此可以通過分析反射波的相位變化位置判斷出錨固缺陷的位置。

結(jié)束語

雖然我國公路隧道工程建設(shè)起步較晚，但通過進(jìn)一步總結(jié)、研究，提出一系列適應(yīng)公路隧道要求的有效的質(zhì)量檢測方法和工程質(zhì)量檢驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)，形成一套系統(tǒng)的公路隧道質(zhì)量控制體系。相信我國公路隧道建設(shè)技術(shù)水平會有很大程度的提高。

參考文獻(xiàn)：

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