龍口水庫大橋高墩施工豎直度控制方法的應用探討

劉楊 田桂濤 安平

摘 要：橋梁高墩豎直度控制，不僅是橋梁施工水平的重要標志，而且是評價橋梁施工質量的一項重要指標。本文結合龍口水庫大橋橋梁高墩施工的實際經驗和具體情況進行探討與總結。

關鍵詞：高墩；豎直度；控制

1.工程簡介

龍口水庫大橋所在區域溝壑縱橫，地勢起伏變化較大，因此橋梁高墩較多，最大墩高為5#-2墩（32.058m）。龍口水庫大橋共有墩柱27根，其中15m以上高墩柱24根，占總數的88%。分別位于2#-10#墩位。

墩柱共計27個，其中圓形墩柱21個（直徑1.6m），方形墩柱6個（1.8m×1.8m）。

2.高墩垂直度施工影響因素

影響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、降溫造成的溫差熱脹冷縮效應；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。

2.1 風載引起的墩身軸線偏差分析

當墩身較高時，整個墩身結構的剛度相對就變得較小，當結構承受水平方向的外力時將會引起過大的水平位移，從而對墩身的施工精度產生較大的影響。

2.2 日照溫差作用引起的墩身軸線偏差分析

因本橋高墩施工大部分集中在夏季，且當地早晚溫差大，氣溫變化快，由于日照引起的墩身朝陽面與背陰面的溫差，造成的墩身中心偏移值不容忽視。偏移值的大小與結構物的柔度系數和溫差成正比，墩身結構的截面尺寸直接決定著其柔度系數，必須對日照溫差效應給予足夠重視。

2.3 人為因素引起的墩身軸線偏差

主要是由于施工偏載以及預埋對拉支撐筋的不同高等因素使得模板發生中線的偏移和扭轉變形，并且這種偏移和扭轉會隨墩身高度的增加而加劇，發展到一定程度勢必影響施工質量，影響后續的架橋施工，甚至導致梁板無法正常吊裝架設。

3.方案選定

根據公路工程技術規范規定，墩身驗收允許偏差標準：斷面尺寸±20mm，軸線偏位<10mm，豎直度為墩高的0.3%且不大于20mm。

因墩身較高，采用傳統測量方法精度低，很難達到驗收標準，因此必須采用新技術、新手段，來滿足標準要求。

經過多方探討學習發現，采用激光垂準儀與全站儀相結合的方法較為常用，且精度較好。因此本橋也采用此方法來控制高墩墩身施工。

4.測量實施方法

4.1 控制網的布設

在橋梁施工前期對控制網進行加密復核，橋址位置采用四邊形網布設方式，方便施工及校核，并定期對控制網進行復核，防止點位出現偏差而未被發現。

在墩身附近不易被破壞且干擾較小處埋設水準點，并定期復核。

所采用全站儀、目標棱鏡、水準儀、水準標尺均應經過權威部門檢定合格后方能使用。

墩身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，應選擇在日照強度低的時刻如清晨6：00～8：00或傍晚17：00～19：00，也可采用在模板四周噴灑水霧降溫法以減小由日照溫差引起的軸線偏差。

4.2 墩身控制

（1）在承臺綁扎鋼筋完成后用全站儀測放出墩身點位，以便于墩身預埋筋的位置準確。

（2）墩身施工前應在承臺頂面用水泥釘將墩身角點位置定于承臺上，并用不同點位架設全站儀進行復核，確保無誤后方能立模施工。

（3）在承臺上沿墩身縱橫方向標出墩身角點外延0.5m的8個點位位置，并用鉆機鉆孔打入鋼筋后錨固，多點測放復核精確定位后在鋼筋頭上切十字絲或在鋼筋頭上砸點，點不應大于2mm。點位經施工單位經過”測量雙檢制”檢驗后報請總監辦進行再次復核，確保無誤后交由作業班組進行現場施工控制。

（4）墩身20m以下時可采用傳統方式吊垂球與全站儀測量模板角點相結合的方法進行模板校正。吊線下垂球重量不應小于5kg，且應在無風天氣進行。

（5）20m以下墩身高程控制采用水準儀高程傳遞與全站儀相結合的方式進行。水準高程傳遞應采用閉合水準線路的形式，所用鋼尺必須經儀器檢驗部門檢定后使用，同時施工中應避免出現鋼尺的彎折。三角高程測量應準確量取儀器高與覘標高，且使用經過氣象部門檢定后的氣壓計及溫度計對儀器球氣差改正參數進行設置。精確測量每邊模板頂面高程，每邊應至少測量2個點，保證頂面水平。用兩個不同控制點對高程進行控制，以便復核。

4.3 激光垂準儀控制墩身垂直度的方法

（1）切割靶洞

因高墩施工采用多次澆筑，所用翻模均有三層人形踏板，因此應在每層翻模平臺對應位置切割八個20cm*20cm的方洞，以便于激光能射向翻模頂面（網格激光靶尺寸為20cm*20cm）。

在承臺上架立角架，安裝垂準儀，打開向下發射激光束按鈕，對中點位后精確調平垂準儀。關閉向下發射按鈕，打開向上發射激光束按鈕，調節物鏡焦距，使激光束在靶標上形成一個直徑1 mm的光點，在靶標表面光點中心做標記，任意水平轉動垂準儀，看多次光點中心偏差是否超過1 mm，若超過則重新調整垂準儀，直至光點中心偏差不超過1mm，此時激光束豎直線即為該控制點的垂直方向線。

（2）模板檢測校正

首先站在頂層翻模平臺上，從模板角上沿模板內邊緣的延長線拉鋼卷尺，把激光靶中心十字線的一條線與鋼卷尺的50cm刻度線重合，扶平激光靶，使激光靶平面與模板頂處于同一水平面內，用另一把鋼卷尺丈量激光點距50cm刻度線的距離并記錄。依次測量墩身4個點的偏差值，依據標準判定模板4個角點平面位置是否合格，若有一個點偏差值超過標準，則需重新調整模板，重新檢查。

因所用翻模為拼裝模板，每塊高為2.25m，為了保證每層模板拼裝的平整性，應對所施工的4.5m段的兩層模板平整度進行檢驗，防止出現模板拼裝錯臺。

4.4 全站儀模板平面控制方法

（1）采用全站儀檢查模板上口4個角點平面位置。置前視棱鏡于模板上口角點上精確對中，測出實測角點坐標，并求出△X、△Y。

（2）在CAD中成圖，把所測結果換算成點位相對墩身縱橫方向偏移距離，與垂準儀所測結果相對照來判斷模板安裝是否符合要求。

（3）測量結果

全站儀測量結果和激光垂準儀測量結果有一定的偏差，經多次檢查對比，偏差值為2mm。若兩者所測結果相吻合，則可進行下道工序，若偏差超過2mm，則應重新測量、校準，直至符合標準要求。

4.5 全站儀模板高程控制方法

當墩身施工超過20m，不采用水準高程傳遞法進行高程控制，而是采用全站儀三角高程法對高程進行控制。

（1）經現場大量實驗證明在清晨6：00～8：00或傍晚5：00～7：00進行測量，可避免大氣波動引起的對中誤差，以提高對中精度。

（2）用氣壓計、溫度計準確測量周圍環境參數，經實驗證明，本標段所采用徠卡TC1201全站儀自帶三角高程改正公式在參數設置正確的情況下三角高程測量精度可達到5mm，滿足施工要求。

（3）為防止對中誤差，目標對中桿在1.2m處測量每邊模板至少兩個點位，把對中桿升值1.6m處再次測量，兩次結果相對照若無偏差或偏差很小，則結果可信，若偏差過大，則應重新測量。

（4）采用兩個控制點架設儀器對高程進行控制校核，兩次測量結果應滿足標準要求。

5.其他注意事項

5.1 混凝土澆筑時應在墩身四周均勻澆筑，振搗棒振搗時應避免與模板相碰撞。材料堆放也應基本對稱堆放。

5.2 模板翻升作業時對拉M22螺桿應水平預埋，防止模板傾斜。

5.3 塔吊吊運施工用具及材料時應避免與模板發生碰撞。

6.結語

經上級各部門檢查，本橋高墩施工豎直度控制良好。以垂準儀控制為主，全站儀控制為輔的辦法控制高墩施工，既大大減少了測量對施工周期的影響，加快了施工進度，又能減少測量人員和全站儀數量，降低了施工成本，提高了經濟效益。

參考文獻

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[2]常衛、黎增豐、凌子如.混凝土橋面鋪裝病害與設計和施工的關系淺析.公路