楊國(guó)潮

（中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司）

大型橋梁施工測(cè)量方法綜合分析及應(yīng)用

楊國(guó)潮

（中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司）

我國(guó)的橋梁施工建設(shè)工程依照不同的軸線長(zhǎng)度，劃分為不同的種類，為了發(fā)展我國(guó)的交通運(yùn)輸事業(yè)，要修建不同類型的橋梁，這就需要實(shí)施橋梁施工測(cè)量工作，在對(duì)橋梁施工的測(cè)量工作之中，要以梁軸線長(zhǎng)度、橋梁架構(gòu)為前提和依據(jù)，開展平面控制測(cè)量、高程控制測(cè)量、軸線測(cè)設(shè)等工作，并在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的全面及之下，充分利用信息化、數(shù)字化的手段，引領(lǐng)現(xiàn)代橋梁工程測(cè)量工作向自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化、可視化方向發(fā)展。

大型橋梁；施工；測(cè)量方法；分析；應(yīng)用

1 橋梁施工測(cè)量簡(jiǎn)介

1.1 測(cè)量?jī)?nèi)容

橋梁按其軸線長(zhǎng)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(jié)構(gòu)形式可分為簡(jiǎn)支梁橋、聯(lián)系梁橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋等。對(duì)于不同長(zhǎng)度、不同類型的橋梁，橋梁施工測(cè)量的內(nèi)容和方法也有所不同。

橋梁施工測(cè)量是把圖紙上所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)物的位置、形狀、大小和高低，在實(shí)地進(jìn)行標(biāo)定，作為施工的依據(jù)。在橋梁施工的整個(gè)過程中都需要通過施工測(cè)量來(lái)保證施工質(zhì)量。施工測(cè)量的任務(wù)是精確地放樣橋墩橋臺(tái)的位置和跨越結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分，并隨時(shí)檢查施工質(zhì)量。一般來(lái)講，對(duì)于中小型橋，可直接丈量橋臺(tái)與橋墩之間的距離來(lái)進(jìn)行放樣，或者利用橋址勘測(cè)階段的測(cè)量控制作為放樣的依據(jù)；對(duì)于大橋或特大橋來(lái)說，用勘察階段的測(cè)量控制來(lái)進(jìn)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(lái)，橋梁施工階段的測(cè)量工作主要包括：橋軸線長(zhǎng)度測(cè)量、平面控制測(cè)量、高程控制測(cè)量、橋址地形及縱斷面測(cè)量、墩臺(tái)中心定位、墩臺(tái)基礎(chǔ)及其細(xì)部放樣等。

1.2 橋梁控制測(cè)量

平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量是橋梁施工控制網(wǎng)測(cè)量的兩個(gè)組成部分。橋梁控制測(cè)量的目的是確保橋梁軸線、墩臺(tái)位置在平面和高程位置上符合設(shè)計(jì)的精度要求。按觀測(cè)要素不同可以將橋梁控制網(wǎng)布設(shè)成三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、精密導(dǎo)線網(wǎng)、GPS網(wǎng)等，其中主要采用的布設(shè)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(cè)量有兩個(gè)作用：①統(tǒng)一橋梁高程基準(zhǔn)面；②在橋址附近設(shè)立基本高程控制點(diǎn)和施工高程控制點(diǎn)，以滿足施工中高程放樣和監(jiān)測(cè)橋梁墩臺(tái)垂直變形的需要。橋梁高程測(cè)量一般采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在橋址附近的安全穩(wěn)定、便于觀測(cè)之處，橋址兩岸至少各設(shè)一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)的高程一般采用國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)高程，如相距太遠(yuǎn)，聯(lián)測(cè)有困難時(shí)，可引用橋位附近其他單位的水準(zhǔn)點(diǎn)，亦可使用假定高程?？绾铀疁?zhǔn)測(cè)量必須按照有關(guān)國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的規(guī)定，采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行觀測(cè)。

1.3 墩臺(tái)中心定位

在橋梁施工測(cè)量中，測(cè)設(shè)墩、臺(tái)中心位置的工作稱為橋梁墩、臺(tái)定位。橋梁的墩、臺(tái)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(tái)的設(shè)計(jì)里程。根據(jù)里程可以算出它們之間的距離，由此定出墩臺(tái)的中心位置。

2 橋梁架設(shè)施工測(cè)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(dòng)模架進(jìn)行。由于整個(gè)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(gè)計(jì)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(biāo)，據(jù)此進(jìn)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(shè)計(jì)位置，配合水準(zhǔn)儀進(jìn)行箱梁底板定位（考慮預(yù)拱度），待底板固定后進(jìn)行翼緣板和腹板模板的施工；②用全站儀測(cè)出箱梁翼緣板和腹板模板的施工；③用全站儀測(cè)出箱梁翼緣板模板的實(shí)際三維坐標(biāo)。與設(shè)計(jì)值相比，如超出規(guī)范允許偏差要進(jìn)行調(diào)整，直至滿足要求。

2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土等高連續(xù)箱梁頂推法的施工測(cè)量

預(yù)應(yīng)力混凝土等高連續(xù)箱梁采用逐段頂推施工方法。在橋臺(tái)處，先澆筑一固定制梁臺(tái)座，與橋的縱軸線平行或一致，其高度與墩頂同高或在一個(gè)坡度線上。臺(tái)座的長(zhǎng)度視分段的最長(zhǎng)的節(jié)段長(zhǎng)度而定，這種連續(xù)箱梁是三向預(yù)應(yīng)力梁，梁體橫斷面混凝土采用一次性澆筑法。在平臺(tái)頂面與各墩臺(tái)頂面均設(shè)置不銹鋼滑道，滑道上擺放四氟乙烯板，第一箱梁在預(yù)制平臺(tái)上預(yù)制完畢并達(dá)到一定強(qiáng)度后，拆除模板，安裝導(dǎo)梁，張拉先期預(yù)應(yīng)力鋼絲束，用水平千斤頂將梁段向前頂推一個(gè)預(yù)制單元的長(zhǎng)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(tái)座上預(yù)制第二段箱梁。如此循環(huán)進(jìn)行。

在每一循環(huán)的頂推施工開始前和結(jié)束后，必須測(cè)量滑動(dòng)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(jìn)行調(diào)整。在頂推過程中，應(yīng)密切注意主梁底板的標(biāo)高變化。若有少量下沉，便應(yīng)分別加厚聚四氟乙烯板，隨著主梁頂推移動(dòng)，順次加以調(diào)整。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有快速下沉?xí)r，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(cè)中，發(fā)生主梁有偏移時(shí)，要及時(shí)在橫向?qū)蜓b置上插入聚四氟乙烯板的金屬片進(jìn)行調(diào)整。

因橋梁上部構(gòu)造和施工工藝的不同，其施工測(cè)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(xì)部放樣的重點(diǎn)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(shè)計(jì)要求。對(duì)于吊裝的預(yù)制梁，要精確放樣出橋墩（臺(tái)）的設(shè)計(jì)中心及中線，并精確測(cè)定墩頂?shù)膶?shí)際高程；對(duì)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(shí)控制模板高程使其精確定位。

3 大型橋梁施工的測(cè)量方法應(yīng)用

大型橋梁要砌筑較高的墩臺(tái)，而且橋梁的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)墩臺(tái)的定位精準(zhǔn)度要求較高，因而，要在施工測(cè)量前架設(shè)平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，擬定相應(yīng)的布網(wǎng)方案和觀測(cè)方案，以提高大中型橋梁施工測(cè)量的精度。

3.1 預(yù)測(cè)橋梁軸線的長(zhǎng)度所需的精度值

橋梁的中軸線兩端可以設(shè)置兩個(gè)控制點(diǎn)，這兩個(gè)控制點(diǎn)是用于橋臺(tái)、橋墩的定位依據(jù)，對(duì)于橋臺(tái)和橋墩的精度有極為重要的作用，因而，要預(yù)測(cè)和估算出橋梁軸線的長(zhǎng)度所需的精度，然后再擬定相應(yīng)的施工測(cè)量規(guī)劃。

3.2 平面控制測(cè)量

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

在上述不同平面控制網(wǎng)形之中，中間的點(diǎn)劃線部分為橋梁的中軸線。

圖1 橋梁平面控制網(wǎng)的布設(shè)

3.3 橋梁施工的高程測(cè)量建立高程控制網(wǎng)，在橋梁兩端（岸上）布設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn)（永久性），設(shè)立若干施工水準(zhǔn)點(diǎn)。

如果沒有電子全站儀，則可以用光電測(cè)距三角高程測(cè)量的方法。在河的兩岸布置A、B兩個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，在A點(diǎn)安置全站儀，量取儀器高；在B點(diǎn)安置棱鏡，量取棱鏡高。全站儀照準(zhǔn)棱鏡中心，測(cè)得垂直角和斜距S，計(jì)算A、B點(diǎn)間的高差。

由于距離較長(zhǎng)且穿過水面，高差測(cè)定會(huì)受到地球曲率和大氣垂直折光的影響，但是大氣結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)突變，因此可以采用對(duì)向觀測(cè)的方法，能有效地抵消地球曲率和大氣垂直折光的影響。對(duì)向觀測(cè)的方法是在A點(diǎn)觀測(cè)完畢將全站儀與棱鏡位置對(duì)調(diào)，用同樣的方法再進(jìn)行一次測(cè)量，取對(duì)向觀測(cè)高差的平均值作為A、B兩點(diǎn)間的高差。

3.4 墩臺(tái)中心定位及其軸線測(cè)設(shè)

橋梁施工測(cè)量中，主要的工作是準(zhǔn)確地測(cè)設(shè)出橋梁墩、臺(tái)的中心位置，即所謂的墩、臺(tái)中心定位，簡(jiǎn)稱墩臺(tái)定位。

墩臺(tái)定位必須滿足一定的精度要求，特別是對(duì)預(yù)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(jìn)行，并與橋軸線另一端控制樁0閉和。

（2）前方交會(huì)法

前方交會(huì)法：在已知點(diǎn)立儀器，觀測(cè)未知點(diǎn)的方向求出的這些方向線的交點(diǎn)即為未知點(diǎn)的位置。

α、β角可按下列公式計(jì)算：

式中：l為中線控制點(diǎn)B至墩中心之距離；d1、d2為基線長(zhǎng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

橋梁施工是道路交通發(fā)展極為重要的一項(xiàng)，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(duì)于施工的測(cè)量是確保橋梁建筑質(zhì)量的重要保障，如果測(cè)量的不準(zhǔn)確會(huì)直接影響到橋梁建筑時(shí)的形狀以及強(qiáng)度，因此在建筑過程中一定要重視對(duì)于橋梁的測(cè)量工作，確保從細(xì)節(jié)做好，保證橋梁的建筑質(zhì)量。

[1]何雄君，范立礎(chǔ)，李麗平，等.大型橋梁施工預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)研究[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2006，19（1）：53～57.

[2]葛世超.大型橋梁施工測(cè)量信息管理系統(tǒng)中信息可視化的實(shí)現(xiàn)[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，18（4）：26～28.

[3]田林亞，岳東杰.大型橋梁施工測(cè)量問題綜合分析及應(yīng)用[J].測(cè)繪工程，2006，15（4）：51～54.

[4]趙 軒.大型橋梁施工測(cè)量問題綜合分析及應(yīng)用[J].工業(yè)c，2015（41）：193～194.

U445

A

1004-7344（2016）20-0134-02

；2016-7-1

楊國(guó)潮（1981-），男，大專，主要從事工程測(cè)量工作。