大型橋梁施工測量方法綜合分析及應用

楊國潮

（中鐵十一局集團第四工程有限公司）

大型橋梁施工測量方法綜合分析及應用

楊國潮

（中鐵十一局集團第四工程有限公司）

我國的橋梁施工建設工程依照不同的軸線長度，劃分為不同的種類，為了發(fā)展我國的交通運輸事業(yè)，要修建不同類型的橋梁，這就需要實施橋梁施工測量工作，在對橋梁施工的測量工作之中，要以梁軸線長度、橋梁架構為前提和依據(jù)，開展平面控制測量、高程控制測量、軸線測設等工作，并在網(wǎng)絡信息技術的全面及之下，充分利用信息化、數(shù)字化的手段，引領現(xiàn)代橋梁工程測量工作向自動化、智能化、數(shù)字化、可視化方向發(fā)展。

大型橋梁；施工；測量方法；分析；應用

1 橋梁施工測量簡介

1.1 測量內(nèi)容

橋梁按其軸線長度一般分為小型橋（小于30m）、中型橋（30～100m）、大型橋（100～500m）、特大型橋（大于500m）；按平面形狀可分為直線橋和曲線橋；按結構形式可分為簡支梁橋、聯(lián)系梁橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋等。對于不同長度、不同類型的橋梁，橋梁施工測量的內(nèi)容和方法也有所不同。

橋梁施工測量是把圖紙上所設計的結構物的位置、形狀、大小和高低，在實地進行標定，作為施工的依據(jù)。在橋梁施工的整個過程中都需要通過施工測量來保證施工質(zhì)量。施工測量的任務是精確地放樣橋墩橋臺的位置和跨越結構的各個部分，并隨時檢查施工質(zhì)量。一般來講，對于中小型橋，可直接丈量橋臺與橋墩之間的距離來進行放樣，或者利用橋址勘測階段的測量控制作為放樣的依據(jù)；對于大橋或特大橋來說，用勘察階段的測量控制來進行放樣一般不能滿足要求，因而必須建立平面和高程控制網(wǎng)，作為放樣工作的依據(jù)。概括起來，橋梁施工階段的測量工作主要包括：橋軸線長度測量、平面控制測量、高程控制測量、橋址地形及縱斷面測量、墩臺中心定位、墩臺基礎及其細部放樣等。

1.2 橋梁控制測量

平面控制測量和高程控制測量是橋梁施工控制網(wǎng)測量的兩個組成部分。橋梁控制測量的目的是確保橋梁軸線、墩臺位置在平面和高程位置上符合設計的精度要求。按觀測要素不同可以將橋梁控制網(wǎng)布設成三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、精密導線網(wǎng)、GPS網(wǎng)等，其中主要采用的布設形式為三角網(wǎng)。常用的三種橋梁三角網(wǎng)圖形為：雙三角形、大地四邊形和雙大地四邊形。

橋梁高程控制測量有兩個作用：①統(tǒng)一橋梁高程基準面；②在橋址附近設立基本高程控制點和施工高程控制點，以滿足施工中高程放樣和監(jiān)測橋梁墩臺垂直變形的需要。橋梁高程測量一般采用水準測量的方法。水準點應埋設在橋址附近的安全穩(wěn)定、便于觀測之處，橋址兩岸至少各設一個水準點。水準點的高程一般采用國家水準點高程，如相距太遠，聯(lián)測有困難時，可引用橋位附近其他單位的水準點，亦可使用假定高程?？绾铀疁蕼y量必須按照有關國家水準測量規(guī)范的規(guī)定，采用精密水準測量方法進行觀測。

1.3 墩臺中心定位

在橋梁施工測量中，測設墩、臺中心位置的工作稱為橋梁墩、臺定位。橋梁的墩、臺定位所依據(jù)的原始資料為橋址軸線控制樁的里程和橋梁墩、臺的設計里程。根據(jù)里程可以算出它們之間的距離，由此定出墩臺的中心位置。

2 橋梁架設施工測量控制

2.1 現(xiàn)澆曲線形箱梁施工放樣

混凝土箱梁施工采用整體移動模架進行。由于整個橋梁處在較大半徑的圓曲線上，為保證箱梁的線形平整，至少以5m為一個計算斷面，算出箱梁底板中線、兩側(cè)邊線和兩側(cè)翼緣板的三維坐標，據(jù)此進行施工放樣。具體做法如下：①在支架上放出箱梁底板中心和兩側(cè)的設計位置，配合水準儀進行箱梁底板定位（考慮預拱度），待底板固定后進行翼緣板和腹板模板的施工；②用全站儀測出箱梁翼緣板和腹板模板的施工；③用全站儀測出箱梁翼緣板模板的實際三維坐標。與設計值相比，如超出規(guī)范允許偏差要進行調(diào)整，直至滿足要求。

2.2 預應力混凝土等高連續(xù)箱梁頂推法的施工測量

預應力混凝土等高連續(xù)箱梁采用逐段頂推施工方法。在橋臺處，先澆筑一固定制梁臺座，與橋的縱軸線平行或一致，其高度與墩頂同高或在一個坡度線上。臺座的長度視分段的最長的節(jié)段長度而定，這種連續(xù)箱梁是三向預應力梁，梁體橫斷面混凝土采用一次性澆筑法。在平臺頂面與各墩臺頂面均設置不銹鋼滑道，滑道上擺放四氟乙烯板，第一箱梁在預制平臺上預制完畢并達到一定強度后，拆除模板，安裝導梁，張拉先期預應力鋼絲束，用水平千斤頂將梁段向前頂推一個預制單元的長度。梁是通過滑塊板在不銹鋼滑道上滑移的，接著就在空出的臺座上預制第二段箱梁。如此循環(huán)進行。

在每一循環(huán)的頂推施工開始前和結束后，必須測量滑動支承的高程，若不在同等高程線上或同一坡度線上，就要用不同厚度的聚四烯板進行調(diào)整。在頂推過程中，應密切注意主梁底板的標高變化。若有少量下沉，便應分別加厚聚四氟乙烯板，隨著主梁頂推移動，順次加以調(diào)整。當發(fā)現(xiàn)有快速下沉時，得用千斤頂將主梁頂高，墊上所要求厚度的聚四氟乙烯板。若在施工過程的監(jiān)測中，發(fā)生主梁有偏移時，要及時在橫向?qū)蜓b置上插入聚四氟乙烯板的金屬片進行調(diào)整。

因橋梁上部構造和施工工藝的不同，其施工測量的內(nèi)容及方法也各異。但不論采用何種方法，架梁過程中細部放樣的重點是要精確控制梁的中心和高程，使最終成橋的線形和梁體受力滿足設計要求。對于吊裝的預制梁，要精確放樣出橋墩（臺）的設計中心及中線，并精確測定墩頂?shù)膶嶋H高程；對于現(xiàn)澆梁，首先要放樣出梁的中線，并通過中線控制模板（上腹板、下腹板、翼緣板）的水平位置，同時控制模板高程使其精確定位。

3 大型橋梁施工的測量方法應用

大型橋梁要砌筑較高的墩臺，而且橋梁的結構較為復雜，對墩臺的定位精準度要求較高，因而，要在施工測量前架設平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，擬定相應的布網(wǎng)方案和觀測方案，以提高大中型橋梁施工測量的精度。

3.1 預測橋梁軸線的長度所需的精度值

橋梁的中軸線兩端可以設置兩個控制點，這兩個控制點是用于橋臺、橋墩的定位依據(jù)，對于橋臺和橋墩的精度有極為重要的作用，因而，要預測和估算出橋梁軸線的長度所需的精度，然后再擬定相應的施工測量規(guī)劃。

3.2 平面控制測量

架設平面控制網(wǎng)是進行施工測量的前提和基礎，要對橋臺、橋墩實施放樣、定位，并用于施工中的變形監(jiān)測，同時，還要根據(jù)不同的地形條件，確定好設計的精度，要做好平差計算，對于有些閉合差超過限定值時，要及時地修改并糾正，平面控制網(wǎng)的控制主要分為兩級布設，第一級平面控制網(wǎng)重點控制橋梁的軸線；第二級平面控制網(wǎng)具有更高的精度要求，為了滿足橋臺、橋墩、立柱等放樣要求，要添加插點或插網(wǎng)，可以設計不同的平面控制網(wǎng)，進行不同平面控制網(wǎng)形的布設，如圖1所示。

在上述不同平面控制網(wǎng)形之中，中間的點劃線部分為橋梁的中軸線。

圖1 橋梁平面控制網(wǎng)的布設

3.3 橋梁施工的高程測量建立高程控制網(wǎng)，在橋梁兩端（岸上）布設水準基點（永久性），設立若干施工水準點。

如果沒有電子全站儀，則可以用光電測距三角高程測量的方法。在河的兩岸布置A、B兩個臨時水準點，在A點安置全站儀，量取儀器高；在B點安置棱鏡，量取棱鏡高。全站儀照準棱鏡中心，測得垂直角和斜距S，計算A、B點間的高差。

由于距離較長且穿過水面，高差測定會受到地球曲率和大氣垂直折光的影響，但是大氣結構在短時間內(nèi)不會突變，因此可以采用對向觀測的方法，能有效地抵消地球曲率和大氣垂直折光的影響。對向觀測的方法是在A點觀測完畢將全站儀與棱鏡位置對調(diào)，用同樣的方法再進行一次測量，取對向觀測高差的平均值作為A、B兩點間的高差。

3.4 墩臺中心定位及其軸線測設

橋梁施工測量中，主要的工作是準確地測設出橋梁墩、臺的中心位置，即所謂的墩、臺中心定位，簡稱墩臺定位。

墩臺定位必須滿足一定的精度要求，特別是對預制梁橋更是如此。

（1）直接丈量法

直接丈量法：自橋軸線一端向另一端逐跨進行，并與橋軸線另一端控制樁0閉和。

（2）前方交會法

前方交會法：在已知點立儀器，觀測未知點的方向求出的這些方向線的交點即為未知點的位置。

α、β角可按下列公式計算：

式中：l為中線控制點B至墩中心之距離；d1、d2為基線長度。

4 結語

橋梁施工是道路交通發(fā)展極為重要的一項，只有確保橋梁的建筑質(zhì)量才能夠確保交通的順暢。在橋梁施工建筑中，對于施工的測量是確保橋梁建筑質(zhì)量的重要保障，如果測量的不準確會直接影響到橋梁建筑時的形狀以及強度，因此在建筑過程中一定要重視對于橋梁的測量工作，確保從細節(jié)做好，保證橋梁的建筑質(zhì)量。

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U445

A

1004-7344（2016）20-0134-02

；2016-7-1

楊國潮（1981-），男，大專，主要從事工程測量工作。