大縱坡客專轉(zhuǎn)體箱梁施工測量控制技術(shù)

梁文雨 畢志省

摘要：隨著橋梁施工技術(shù)的不斷進步，上跨既有線或高速公路的連續(xù)梁一般采用先懸澆后轉(zhuǎn)體再合龍的施工方法來減小對營業(yè)線的影響。本文以跨長深高速公路特大橋（60+100+60）m轉(zhuǎn)體連續(xù)梁施工為依托，歸納總結(jié)了測量控制在轉(zhuǎn)體梁核心部位-轉(zhuǎn)體球鉸安裝定位、懸澆過程、轉(zhuǎn)體啟動-過程-止動等各個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)及注意要點，旨在對今后類似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)體箱梁；施工；測量控制；技術(shù)

1工程概況

赤峰至喀左客運專線跨長深高速公路特大橋位于遼寧省建平縣，全橋長4215.46m。其中32～34孔設(shè)計為（60+100+60）m轉(zhuǎn)體連續(xù)梁，33孔上跨長深高速公路，34孔上跨錦承鐵路。梁體采用雙線箱梁設(shè)計，線間距4.6m，位于直線段，縱橋向位于30‰的縱坡上，采用懸臂+轉(zhuǎn)體施工。橋梁單墩轉(zhuǎn)體“T”構(gòu)長98m，轉(zhuǎn)角45°，重7727t，兩個轉(zhuǎn)體約1.55萬噸，是遼寧省首條同跨高速公路和鐵路的高鐵橋梁。

轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)設(shè)置在主墩墩柱底部，上下承臺之間設(shè)轉(zhuǎn)體球鉸，上球鉸平面直徑3.5m，下球鉸平面直徑3.5m。

本工程施工難度大，危險系數(shù)高。由于上跨長深高速和錦承鐵路兩條運營線，轉(zhuǎn)體必須在天窗點內(nèi)完成并鎖定，轉(zhuǎn)體后必須確保梁體姿態(tài)如軸線和高程等參數(shù)要滿足設(shè)計要求，測量控制直接影響轉(zhuǎn)體施工的成敗，故要求測量控制既要準又要快。

2測量控制網(wǎng)的建立

2.1平面控制網(wǎng)

利用4個CPI點為結(jié)算已知點，聯(lián)測4個加密點，布設(shè)一條附合導線來控制轉(zhuǎn)體橋，用徠卡TS11型全站儀及配套對中器按一級導線控制網(wǎng)規(guī)范進行。觀測精度要求：方位角閉合差±5 （N為夾角個數(shù)），最弱邊邊長相對閉合差應(yīng)≤1/40000，最大點位誤差0.0024（m），最大點間誤差0.0029（m）。

因加密點位是在橋墩結(jié)構(gòu)未施工前布設(shè)，故布設(shè)時要充分考慮懸臂澆筑箱梁混凝土施工對通視的影響，為保證通視，兩兩測量控制點之間的連線盡量平行未轉(zhuǎn)之前連續(xù)梁中軸線。

2.2高程控制網(wǎng)

利用2個二等水準點組成一條高程線路，施工區(qū)域附近水準點加密布設(shè)4個，按二等水準要求對以上各點進行觀測。高差閉合差應(yīng)小于±4√L（L為測量長度，以km計），滿足精度要求后，作為施工高程控制點。

2.3施工前測量數(shù)據(jù)計算

施工前對線路坐標和橋位主體相對關(guān)系、坐標和各結(jié)構(gòu)尺寸進行復核。校算橋位輪廓控制點數(shù)據(jù)和尺寸，以設(shè)計曲線要素為依據(jù)，先推算線路中心坐標及高程，然后依據(jù)32#和33#墩中心為旋轉(zhuǎn)中心，推算旋轉(zhuǎn)45°后的線路中心坐標，最后用CAD進行模擬旋轉(zhuǎn)，保證旋轉(zhuǎn)合攏后與原線路重合。

3轉(zhuǎn)體球鉸安裝測量控制

3.1球鉸作用及安裝標準

球鉸是轉(zhuǎn)體梁轉(zhuǎn)動體系最關(guān)鍵的組成部分，球鉸的安裝精度直接影響轉(zhuǎn)體平穩(wěn)性、牽引力大小和轉(zhuǎn)動安全。而下球鉸安裝精度是整個轉(zhuǎn)動體系的基礎(chǔ)，直接影響轉(zhuǎn)體施工的精度，對能否順利施轉(zhuǎn)起決定性作用。設(shè)計要求：下球鉸正面相對高差小于1mm，球鉸中心縱橫向誤差小于1mm。

3.2球鉸控制安裝

用天寶DIDI03型精密水準儀測量，其精度能滿足要求。由于下球鉸為圓形，直徑3.5m，面積較大，球鉸與骨架采用雙排螺栓連接，沿其邊緣均勻布設(shè)14個觀測點。

球鉸安裝測量采用固定的控制點，安裝全過程使用同一個控制點進行控制，對下球鉸先初平再中心定位，采取“邊側(cè)邊調(diào)，先粗后精，步步緊跟，反復校核”的原則和方法來操作，直至達到相關(guān)要求。這種測量方法在球鉸及滑道的安裝中證明了其合理性，調(diào)平定位時長和效果都比較理想。

4轉(zhuǎn)體梁“T”構(gòu)懸澆施工測量控制

轉(zhuǎn)體梁在轉(zhuǎn)體前的施工過程和連續(xù)梁是一致的，它是一種多次超靜定體系，理想的幾何線形與合理的內(nèi)力狀態(tài)不僅與設(shè)計有關(guān)，更要依賴科學合理的施工方法。施工過程中各種復雜的因素都有可能引起結(jié)構(gòu)的幾何形狀及內(nèi)力狀況的改變。所以在施工過程中對橋梁結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對施工過程中的控制參數(shù)進行相應(yīng)調(diào)整。加之轉(zhuǎn)體使連續(xù)梁軸線在原位置上旋轉(zhuǎn)了45°，因此施工過程更要中應(yīng)加強聯(lián)測，對兩個轉(zhuǎn)體“T”構(gòu)懸灌節(jié)段之間、轉(zhuǎn)體“T”構(gòu)與邊跨現(xiàn)澆段均要進行聯(lián)測，以避免合龍時出現(xiàn)偏差。轉(zhuǎn)體“T”構(gòu)采用掛籃懸澆逐段施工，是一個很成熟的工藝，測量控制主要是對掛籃的預(yù)壓變形監(jiān)測、每節(jié)的高程復測、模板定位等，此文就不贅述。

5轉(zhuǎn)體過程測量控制

5.1轉(zhuǎn)體前測量控制

在轉(zhuǎn)體前對箱梁轉(zhuǎn)動半徑范圍區(qū)域內(nèi)一切有可能的妨礙轉(zhuǎn)體的障礙物（如電線、電桿、樹木、防護樁等）、邊跨現(xiàn)澆底模頂面和合龍端底面的高程、合龍端預(yù)留鋼筋、上承臺角與防護樁之間的凈距等進行測量，明確其位置、長度和高差等空間相對位置關(guān)系，利用BIM技術(shù)，以轉(zhuǎn)動軌跡為準繩進行模擬，不能相互干擾，對反復測量后確認需要拆除的障礙物，確保轉(zhuǎn)體軌跡無障礙安全。

5.2轉(zhuǎn)動過程中測量控制

5.2.1測點、測站布設(shè)

在32號、33號連續(xù)梁最后一節(jié)段端頭兩側(cè)翼緣板邊各布設(shè)4個高程點（共計8個），轉(zhuǎn)體“T”結(jié)構(gòu)端部中心距端頭10cm（轉(zhuǎn)體半徑48.9m處各布設(shè)2個平面坐標測點（共計4個）。

5.2.2轉(zhuǎn)體測量控制要點

跨長深高速公路特大橋的轉(zhuǎn)體“T”構(gòu)要順時針轉(zhuǎn)動45°，分3個階段：0°-5°是試轉(zhuǎn)階段，檢查、測試設(shè)備工作狀態(tài)是否正常，排除轉(zhuǎn)體時可能出現(xiàn)的不利情況；5°-43°是連續(xù)轉(zhuǎn)動階段，此階段最大限度發(fā)揮牽引設(shè)備運轉(zhuǎn)能力，使得梁體勻速平穩(wěn)連續(xù)轉(zhuǎn)動，測量需要獲得時長和剩余弧長的關(guān)系，為下一階段提供參考；43°-45°是點動階段，此階段轉(zhuǎn)體“T”構(gòu)要精準到位，測量需要確定何時停止轉(zhuǎn)動，為轉(zhuǎn)體點動階段提供有效依據(jù)，保證轉(zhuǎn)體精確合龍。

5.2.3坐標轉(zhuǎn)換剩余弧長公式編寫

轉(zhuǎn)體過程中，只需獲取梁端部棱鏡坐標，帶入公式即可獲得剩余弧長，從而達到快速得出數(shù)據(jù)，給轉(zhuǎn)體提供依據(jù)。

5.2.4點動階段介紹

轉(zhuǎn)動過程中監(jiān)控人員通過墩底轉(zhuǎn)盤刻度實時播報轉(zhuǎn)過角度，本次轉(zhuǎn)體在剩余2°時停止轉(zhuǎn)體，此時剩余弧長約1m（大于規(guī)范0.5m要求），進入點動階段。為確保試轉(zhuǎn)體測試數(shù)據(jù)的準確性，通過2個5s，2個點動10s，2個點動30s的點動組合進行再次確認（詳見表5.5）。并根據(jù)試轉(zhuǎn)體所獲得的點動時間與轉(zhuǎn)過弧長的對應(yīng)關(guān)系，采用不同點動時間的組合完成剩余弧長。每次點動完成后，需及時測算剩余弧長，直至梁體軸線偏差達到6mm為止，并對撐腳臨時鎖定，詳見表2。

5.2.5鎖定階段

點動結(jié)束后，對兩個轉(zhuǎn)體“T”構(gòu)、兩側(cè)的現(xiàn)澆連續(xù)段進行平面、高程的聯(lián)測，若有誤差，可通過千斤頂?shù)葘α后w姿態(tài)進行微調(diào)，保證各參數(shù)符合設(shè)計及規(guī)范要求后進行鎖定。

6結(jié)論

目前跨長深高速公路特大橋的轉(zhuǎn)體施工已成功，通過上述測量控制等措施，32#墩配重218kN、33號墩配重9.9k就達到了理論偏心為0，線型擬合誤差可控，轉(zhuǎn)體過程中的最大牽引力僅為設(shè)計最大牽引力的60%，證明了轉(zhuǎn)體施工過程中的測量控制措施有效準確，可以為類似工程提供參考。

參考文獻

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（作者單位：中鐵隧道集團二處有限公司）