薄壁空心高墩施工測量控制技術

王保彥

（中鐵二十三局集團有限公司第三工程有限公司，四川成都614000）

1 概述

鋼筋混凝土高橋墩，一般均設計為薄壁空心形式，墩身重心偏高、柔度較大，底支撐面積相對較小。在施工中，受日照溫差、大氣對流、機械振動及荷載偏心等影響，容易造成軸線的彎曲和搖擺，直接影響墩身軸心施工精度。因此，對超過50 m的高墩，有必要在施工過程中采取必要措施，減少上述因素對施工測量精度的影響。迪那2項目K8+600大橋1#和2#墩高79 m，3#墩高73 m，墩身采用滑模施工。由于墩身是在動態中成型，而且是高空作業，施工精度控制十分復雜，墩身過大的偏差勢必對該橋的性能和線形有著較為顯著的影響。所以，施工測量精度的質量控制是該橋施工的重中之重。

2 影響因素及控制措施

2.1 影響因素

根據有關資料介紹及該橋施工環境分析,影響該橋高墩施工精度的因素可分為自然因素和人為因素兩類。自然因素主要指風載、太陽輻射及升溫、降溫造成的溫度荷載；人為因素主要指施工過程中工人的操作不當等，以及材料、施工設備等的不對稱放置從而對墩身產生不對稱荷載，致使墩身產生撓曲變形。從而，使墩身軸線發生偏差，影響墩身的施工質量。

2.2 控制措施

2.2.1應對日照溫差產生誤差所采取的措施

因迪那2項目K8+600大橋處在新疆戈壁灘中，晝夜溫差特別大，最高達20℃。對于墩身因日照溫差而發生的變形，一方面，設計上已采取措施即通過設置墩身通風口，加強內外對流降低溫差加以解決，同時，設計上增加環向構造鋼筋和防裂鋼筋網以控制溫度應力和裂縫；另一方面，施工中對墩身混凝土表面涂刷養生液，然后再對日照時間長的墩身混凝土表面加強噴水養護，以降低日照升溫來加以改善。同時，選取在每天早晨光線明亮，日照時間不長，溫度低的特定時刻進行施工測量。

2.2.2應對大氣對流影響產生誤差所采取的措施

安排專人負責在整個施工過程中密切關注當地氣象變化，及時掌握未來天氣狀況，對于超過5級以上大風天氣，一般都采取暫停施工。施工測量，一般都嚴格控制在風速小于4 m/s情況下進行。

2.2.3選取剛度大、穩定性能良好的作業設備

施工中，對于模板、平臺等設備，項目部多方考證，優先挑選剛度大、穩定性能好的。同時，加強對施工臨時荷載的調配，避免長時間、大噸位的材料堆放在相對固定的位置上。暫時不用的機具、鋼筋，都應及時安排撤運下來。

2.2.4分層投點控制測量

高墩滑模施工,如何控制墩身垂直度、軸線偏位和高程是很關鍵的。其控制精度主要包含兩方面內容，一是墩身本身軸線精度控制，二是前后澆注的混凝土相互的銜接。

對于墩身軸線和高程的控制，除了上述幾點對策外，主要就是運用分層投點測量來進行控制。一種方法是在承臺頂面距墩身一定距離，在四面放樣出四個基準點，根據基準點用重22 kg銅絲測繩每隔一定施工高度用長鋼尺在已完成的墩身上沿著墩身向上引測，來檢查模板偏位情況。另一種方法是每天早晨、晚上用全站儀在施工平臺上放樣出墩柱四個頂角，把這四點連線后用拉線來檢查模板偏位情況。兩種方法互相校核，確保墩頂軸線和高程,從而提高測量精度。

墩身模板的定位銜接是控制前后澆注混凝土共軸性的主要手段，同時，也是墩身平面幾何尺寸控制的主要措施。施工中，利用最接近作業面的測量平臺向作業面設置鉛垂線，指導模板的安裝和定位。立模標高的傳遞依靠經檢定的鋼尺，配合全站儀進行。

其測量工藝如下：

（1）首先放出墩位十字線，做好型鋼支架，將墩身預埋鋼筋準確定位并確保施工過程中墩身鋼筋不位移。

（2）第一次立模時，采用平面坐標法（與導線點聯測）準確放出模板四個控制點的平面位置，采用三角高程法測放出模板頂面標高，然后利用垂線測定和控制模板傾角。

（3）其后每次校模均與第一次一樣測量放樣。

（4）平面位置控制。采用全站儀，利用主控制點和坐標放樣法來控制模板位置，從而控制墩身平面位置。測量時段觀測大氣壓值和溫度值，輸入全站儀進行自動氣象誤差校正。

（5）高程控制。施工控制使用：在墩身兩側各布設兩個水準點作為基準高程，從基準高程點用檢定鋼尺沿墩身向上傳遞高差來對模板進行校正。每天至少一次在作業平臺上用全站儀用三角高程測量來進行校核。

（6）測量時間固定。挑選溫度低、風速小的時段進行。墩身軸線放樣時選擇在無風或微風時刻，以減小因風載引起的軸線偏差。為了避開日照溫差效應引起的墩身彎曲變形，一般選擇在日照強度低的時刻如在早晨太陽升起之前，傍晚日落后墩身溫差比較小的時刻。同時采用水霧降溫法以減小由日照溫差引起的軸線偏差。水霧降溫法：在滑模結構底部安裝周向噴水管，在日照強烈的天氣間斷地向墩身噴水，從而在墩身周圍形成一層水霧，降低壁板的日照溫差，減小因日照引起的墩身軸線偏差，同時為墩身混凝土表面提供養生用水。

2.2.5人為因素引起的墩身軸線偏差控制方法

滑模施工中灌注的混凝土往往是不均勻的，使得所灌注的混凝土凝固時間不同步，從而造成混凝土和模板間的摩阻力不均勻，另外再加上其他偏載的影響如鋼筋材料、機械設備等，使得模板提升后門架和模板沿切線方向傾斜，以致造成滑模結構產生扭轉。對于高達79 m的橋墩來說，滑模要循環使用近270次，經多次循環使用，使單向滑動的剪力撐在滑升過程中，由于摩阻力及偏載作用，往往發生彎曲變形，致使滑模發生中軸偏差和變形。為避免此現象發生，必須增加單向滑動撐的剛度，并使所有提升架保持一致的間距和垂直狀態，克服提升架和模板沿切線方向的傾斜，同時限制由于千斤頂不同步而造成的平臺高差。滑模施工的過程也是一個不斷糾扭的過程。因此在施工過程中對偏、扭及平臺水平的精確測量，是正確糾偏、糾扭，提高施工精度的可靠保證。墩柱坡度收分測量通常采用銅絲吊鉛錘的方法，這種方法具有簡易直觀、易操作的優點，但由于墩高，鉛錘的擺動幅度大，操作極不方便，精度很難保證。水平測量通常是采用水準儀抄平法，隨著墩高的不斷增加，抄平變得越來越困難且不易連續。針對上述問題，該大橋采用自動安平高精密度水準儀進行測量，同時每天進行1-2次的全站儀放樣校核。

3 實際控制效果

經過對以上測量控制方法的精度分析可知，用坐標放樣定位法、鉛垂線控制法，懸掛鋼尺水準測量和三角高程間接法分別對墩身進行平面和標高定位，其精度均滿足墩身施工對測量控制的技術要求。因此，上述方法均可用于墩身的施工控制。由于平面和高程定位均配備兩套獨立的測量方案所以在實施過程中可視具體情況交替使用，相互校核，以確保墩身施工測量控制準確無誤。

4 結語

上述控制方法在K8+600大橋上的應用，大大減小了由于各種自然和人為因素引起的墩身軸線偏差。通過對已完工的1#墩墩身的偏位測量，測量結果橫向偏差為18 mm,縱向偏差為13 mm，2#墩墩身橫向偏差為5 mm，縱向偏差為10 mm，很好地達到了《公路橋涵施工技術規范》的要求。