測量技術(shù)在高速鐵路雙線特大橋建設(shè)中的應(yīng)用

閆晉峰，顏小龍，陸小樂，魯文軍，呂東軒

（中建鐵路投資建設(shè)集團有限公司，北京 102600）

1 工程概況

清水河特大橋全長8.508km，施工內(nèi)容包括橋梁下部結(jié)構(gòu)（挖井基礎(chǔ)、樁基、墩柱、墊石）及支座系統(tǒng)、連續(xù)箱梁、簡支箱梁及橋面系工程，其中簡支梁在梁預(yù)制廠預(yù)制，施工時簡支梁采用架橋機架設(shè)，連續(xù)梁采用懸臂澆筑法操作。

清水河特大橋為雙線橋，左右中線間距為4.6m，施工中測量計算坐標(biāo)選在左中線。橋墩設(shè)計采用雙線圓端形橋墩，箱梁頂部寬12.2m。設(shè)計采用縱向預(yù)偏心?？v向預(yù)偏心布置在32m跨、24m跨及連續(xù)梁邊墩和簡支梁連接處，施工測量計算中必須嚴(yán)格考慮這些參數(shù)。

2 儀器設(shè)備配置

工程所用測量儀器包括3臺萊卡TCRP1202+，精度1″；2臺DINI03天寶電子水準(zhǔn)儀，精度0.3mm/km；4臺華測GPS，精度（10+1×10-6D）mm。儀器進場前必須出具最新一次檢測合格證書，確保儀器的各項指標(biāo)參數(shù)在合格范圍內(nèi)。

3 施工放樣及復(fù)核

3.1 樁基工程放樣及復(fù)核

（1）儀器精度要求。采用RTK（Real Time Kinematic，實時動態(tài)載波相位差分）和GPS載波相位差分定位技術(shù)進行樁基放樣。RTK型號是華測i80，其垂直精度為15mm+1×10-6，水平精度為10mm+1×10-6。群樁基礎(chǔ)允許偏差10cm，使用i80放樣樁基礎(chǔ)符合要求。

（2）護筒埋設(shè)及復(fù)核。放樣樁的中心并標(biāo)記位置，然后做穩(wěn)固的護樁，按照標(biāo)記位置埋設(shè)護筒。護樁線設(shè)置完成后，用5m鋼尺檢查護筒邊緣與護樁線交點的距離是否相等，如果偏差較大則要重新埋設(shè)護筒。

3.2 承臺施工放樣及復(fù)核

（1）開挖承臺。用RTK放樣承臺4個角點，釘好木樁，在承臺開挖線附近引測臨時高程點控制承臺開挖標(biāo)高。按照承臺的4個角點，布撒承臺灰線，然后開挖承臺及樁頭?；蛹皹段粰z查合格并完成墊層澆筑后，用全站儀后方交會法在墊層上放樣承臺4個角點。施工時根據(jù)承臺4個角點彈墨線，轉(zhuǎn)角位置用紅油漆標(biāo)記，并按照設(shè)計尺寸用鋼尺量出墩身位置并彈出墨線。

（2）承臺模板復(fù)核。模板安裝完成后，用吊錘及鋼尺實測模板邊緣，如果吊錘頂點不在承臺墊層的墨線上（控制線），則用鋼尺量出偏差值，調(diào)整模板的偏位，同時控制好模板垂直度。

（3）控制點引測。若承臺附近無高程控制點，在承臺附近引測臨時轉(zhuǎn)點作為后視點。高程放樣時采用水準(zhǔn)儀后視控制點或臨時轉(zhuǎn)點，可用記號筆或油漆將放樣出的承臺頂面高程位置標(biāo)記在模板內(nèi)側(cè)，也可在墩身預(yù)埋筋上設(shè)置1m或0.5m高程控制線，用于澆筑混凝土?xí)r控制承臺頂面標(biāo)高。設(shè)后視讀數(shù)為h1，后視點高程為H1，承臺頂面設(shè)計高程為H2，則高程放樣時前視讀數(shù)為h1+H1-H2時對應(yīng)的高程就是承臺的頂高程。

3.3 墩身施工放樣及復(fù)核

（1）墩身平面放樣。墩身模板支設(shè)前要先放樣出墩身輪廓線，可采用全站儀的已知后視點、后方交會或設(shè)置方位角程序放樣。全站儀設(shè)站完成后，根據(jù)計算好的墩身軸線數(shù)據(jù)放樣出軸線點。由于存在很多縱向預(yù)偏心墩柱，現(xiàn)場放樣前必須要將坐標(biāo)高程等計算復(fù)核完畢，在現(xiàn)場用復(fù)核過的數(shù)據(jù)放樣，避免現(xiàn)場臨時計算坐標(biāo)而發(fā)生錯誤。

（2）墩身高程放樣。在承臺上或挖井基礎(chǔ)頂面上測量標(biāo)高是否符合墩底設(shè)計高程，如有偏差，可采用墊鋼板或剔鑿的方法使標(biāo)高符合要求。墩帽高程用全站儀三角高程法控制，模板安裝完畢后要進行檢查，如有偏差需調(diào)整合格。

（3）墩身復(fù)核。彈出墩身墨線后，用鋼尺按照設(shè)計尺寸檢查墩身平面位置，確認(rèn)合格后方可立模板。模板支設(shè)完成后，直墩身可用全站儀的望遠(yuǎn)鏡觀測墩身模板的垂直度，墩身平面和墩身頂面高程允差均為±10mm，確保墩身模板的垂直度符合設(shè)計規(guī)范要求[1]。

（4）模板精調(diào)。在墩頂用全站儀進行坐標(biāo)放樣，如果測放出的點位和模板設(shè)計位置不重合，可用千斤頂對模板進行精調(diào)。墩身模板的檢查項目包括尺量檢查邊緣距中心線尺寸允差±10mm；靠尺、塞尺檢查表面平整度允許偏差3mm；尺量檢查空心墩壁厚允差±3mm。

3.4 墊石及支座系統(tǒng)放樣

墊石、支座放樣前，根據(jù)設(shè)計圖紙計算墊石和支座的設(shè)計坐標(biāo)。墊石放樣必須確保準(zhǔn)確，否則可能會造成支座錨栓預(yù)留孔位置錯誤，直接影響簡支箱梁的安裝。墊石平面的水平度控制為±1mm，高度控制在-4～0mm[2]。支座安裝用全站儀、鋼尺檢查支座中心與主梁中心偏差，允許偏差2mm，水準(zhǔn)儀檢查支座高程允許偏差±5mm，全站儀檢查支座順橋向允許偏差10mm。

3.5 連續(xù)箱梁施工測量放樣及優(yōu)化

現(xiàn)場測量工作可分為施工測量和監(jiān)控量測，施工測量包含箱梁模板的預(yù)壓，監(jiān)控測量包括線形監(jiān)測和箱梁混凝土徐變[3]。

3.5.1 箱梁0#塊的施工測量及預(yù)壓流程

（1）放樣。連續(xù)梁主墩的墩頂支座及墩梁完成后，進行連續(xù)梁底板放樣。0#塊箱梁因在墩頂托架上澆筑，因此要在墩頂托架的工字鋼上面，用全站儀放出連續(xù)梁底板的邊線各折點并采集各點的高程，做好標(biāo)記。放樣出的點位及高程是0#塊鋪設(shè)底模板的定位點，施工隊可根據(jù)放樣的點位將0#塊的底板精調(diào)到設(shè)計位置，底模板鋪設(shè)完成并驗收通過后進行側(cè)模板的吊裝定位。安裝側(cè)模板前，在墩頂工字鋼上放出兩端梁邊的邊線。邊線是側(cè)模板吊裝就位時的主要依據(jù)。側(cè)模板吊裝就位臨時穩(wěn)固后，用全站儀在箱梁翼板上放出梁端點，如果放出的點位和模板的邊緣不重合，需精調(diào)模板位置及高程至合格，最后固定模板。

（2）預(yù)壓。預(yù)壓要符合規(guī)范要求，分別測量預(yù)壓前、加載到60%,100%,120%時及卸載后底模板工字鋼下對應(yīng)點位的高程。梁支架預(yù)壓是檢查托架安全性、消除非彈性變形、確定彈性變形值，以及模板高程及預(yù)拱度調(diào)整的依據(jù)。

（3）技術(shù)優(yōu)化。0#塊的側(cè)模板吊裝到位后，復(fù)核側(cè)模板頂面4個角點平面位置及高程是否在限差范圍內(nèi)，合格后再進入下一工序施工。箱梁0#塊混凝土澆筑前，按照線形監(jiān)控方案要求預(yù)埋好線形監(jiān)控測點和徐變監(jiān)測點，在0#塊幾何中心預(yù)埋一個監(jiān)測高程控制點。

3.5.2 箱梁其他塊段施工測量放樣

箱梁0#塊澆筑完成后在箱梁頂面放樣出掛籃的軌道線，掛籃拼裝完成后進行箱梁其他塊段的施工。對每個節(jié)塊進行線形監(jiān)測，以便確定預(yù)拱度。節(jié)塊掛籃行走后開始下一節(jié)塊的模板精調(diào)。先進行箱梁底模板4個角點的放樣，按放樣調(diào)整模板到位后將底模板鎖定，然后精調(diào)側(cè)模板。用全站儀測放出箱梁頂板的4個角點，將側(cè)模板調(diào)整到設(shè)計位置后鎖定。箱梁模板高程可用全站儀三角高程法測定。至此，節(jié)塊模板安裝完成。節(jié)塊混凝土澆筑前需復(fù)測模板高程及位置。

4 橋梁變形監(jiān)測

4.1 橋梁變形監(jiān)測網(wǎng)的建立

橋梁變形監(jiān)測網(wǎng)包括水平位移監(jiān)測網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測網(wǎng)。按照設(shè)計要求布設(shè)變形監(jiān)測點。水平位移監(jiān)測網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)與軌道的坐標(biāo)系保持一致，垂直位移監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)為二等水準(zhǔn)監(jiān)測網(wǎng)。

4.2 變形監(jiān)測的實施

（1）變形監(jiān)測精度要求。對于變形監(jiān)測點，要求高程誤差小于等于0.5mm；水平位移監(jiān)測點的點位中誤差≤3.0mm，測角中誤差小于等于1.8″；垂直位移使用天寶DINI03電子水準(zhǔn)儀觀測，往返誤差為0.3mm/km；水平位移采用徠卡TCRP1201+全站儀觀測，測角精度為1″。

（2）水平位移監(jiān)測時全站儀要求。宜采用已知后視點法設(shè)站，要用長邊控制短邊。采用后方交匯設(shè)站時，應(yīng)使交匯角度為60～120°。

（3）垂直位移監(jiān)測。墩柱澆筑模板拆除后，在墩柱兩側(cè)埋設(shè)觀測標(biāo)要求：墩柱高度小于14m的只埋設(shè)1個，墩柱高度大于等于14m的兩側(cè)各埋設(shè)1個，墩柱的觀測標(biāo)布設(shè)在橫橋向墩柱的兩側(cè)。觀測標(biāo)埋設(shè)完成后開始對墩身進行垂直位移監(jiān)測。

（4）埋設(shè)箱梁徐變觀測點。預(yù)制簡支梁頂面布設(shè)6個徐變觀測點，分別布置在箱梁兩側(cè)擋渣墻內(nèi)側(cè)15cm處；連續(xù)梁頂面的徐變觀測點分別布設(shè)在支座中心線上、1/4跨、中跨中心線處的箱梁兩側(cè)擋渣墻內(nèi)側(cè)15cm處。

4.3 橋梁變形監(jiān)測資料的收集與整理

將變形觀測資料集中起來系統(tǒng)化、規(guī)范化。保證資料的完整性，做好觀測資料的綜合分析，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)要及時報告。變形監(jiān)測資料包括：變形監(jiān)測設(shè)計方案、測量儀器檢驗與校正資料、平差計算報告、變形觀測成果表、觀測記錄手簿、沉降變形觀測報告、觀測質(zhì)量評估資料。

5 結(jié)語

在清水河雙線特大橋建設(shè)中，合理有效的測量技術(shù)在橋梁樁基礎(chǔ)、承臺、墩柱、墊石、支座系統(tǒng)以及連續(xù)梁施工過程中的測量放樣及復(fù)核、橋梁變形監(jiān)測方面發(fā)揮了重要作用，可供高鐵工程雙線特大橋建設(shè)的測量施工參考。