福福橋施工測量技術總結

朱慶龍

（中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島 066002）

福福橋兩側引橋采用混凝土箱梁現澆工藝，跨河主橋鋼桁、鋼箱組合梁采用預制橫移頂推工藝，保證現澆梁與頂推的預制梁準確對接，對施工過程中的測量工作提出了更高的要求。

1 福福橋主要結構形式

福福橋共有9跨，跨徑布置為2×30m+(45+90+45)m+(34+3×32)m，主橋為(45+90+45)m鋼桁、鋼箱組合梁，南岸引橋為2×30m預應力混凝土現澆箱梁，北岸引橋為(34+3×32)m預應力混凝土現澆箱梁。8座橋墩均采用橫向2根擴大頭圓柱墩，0號、9號為2座輕型橋臺，4道人行梯步，0號橋臺～5號橋墩設置雙層橋面。橋墩、橋臺均為鉆孔灌注樁群樁基礎，人非混行車道及人行梯步均為單樁柱式墩。

2 施工測量控制點的布設

2．1 復測業主單位提供的首級測量控制點

業主單位為福福橋工程提供了4個測量控制點，分設在擬建福福橋四角方向上，G10360和G10357在擬建福福橋北側的小橫琴山上，G10190和G10210在擬建福福橋南側的大橫琴山上，4個點彼此之間及與施工現場皆不通視。對4個測量控制點進行復測，平面復測采用GPS靜態測量，4臺美國天寶R8-4型雙頻接收機同步觀測75min，利用天寶軟件對靜態數據進行解算。高程復測采用G10360至G10210兩點之間的往返閉合四等水準測量，復測結果為4個測量控制點滿足《公路橋涵施工技術規范》JTG F50-2011的規范要求，可以作為福福橋施工的首級測量控制點。

2．2 在福福橋南北兩端布設施工測量控制點

在福福橋施工測量時，為了便于全站儀施測及點位校核，在福福橋南北兩端選擇合適的位置共布設了四個施工測量控制點，四點采用GPS和全站儀相結合的方式進行布設。

（1）控制點位置的選擇。在現場用GPS-RTK粗放出所有橋臺和橋軸線的位置，查看現場地質以及周邊構筑物分布情況，確定了在福福橋南北兩端布設測量控制點的具體位置。測量墩基礎為PHC管樁，樁頂砌筑1.6m×1.6m×0.8m的漿砌塊石墩，頂面中心埋設0.1m×0.1m不銹鋼板。

（2）GPS基站設置。GPS基站設置在擬建福福橋北側800米左右的六層樓頂上，建站條件良好，與業主提供的四個測量控制點間最遠距離＜3km。對四個測量控制點進行工地校正，求取出WGS-84坐標和設計坐標之間的轉換參數，水平及垂直限差均符合GB/T 18314-2009《全球定位系統（GPS）測量規范》的要求，可以應用于福福橋工程施工測量。

2．3 施工測量控制點的布設

在福福橋南北兩端頭各布設兩個平面控制點，南端頭一點設置在福福橋軸線上、0號承臺向南125米，點名Y1，另一點布設在福福橋軸線垂直向西212米位置，點名為Y3,Y1和Y3連線垂直于福福橋軸線。北端頭一點設置在福福橋軸線上、9號承臺向北60米，點名Y2,另一點設置在福福橋軸線垂直向西230米位置，點名Y4，Y2和Y4連線垂直于福福橋軸線。

（1）平面控制點的布設。四個平面控制點的布設順序是Y1、Y2、Y3、Y4，布設過程如下：Y1點的布設，直接使用GPS-RTK進行布設。首先，在Y1測量墩頂面上用GPS-RTK精確放樣出福福橋的軸線，用細鉛筆做在墩頂面上，之后在軸線靠近墩中心的位置選擇一點，通過該點做一條和福福橋軸線垂直的直線，兩條十字垂線長度均在10cm左右。在十字垂線交點上架設GPS，精確對中整平，用GPS-RTK已觀測控制點的方式進行換手測量，一個測回觀測180s，先由一名測量人員觀測3個測回，測回間隔60s，之后，換另一名測量員重新對中整平后再觀測3個測回，測回間隔60s，共觀測6個測回。取六個測回的平均值坐標（x=987348.796，y=396009.191），鍵入福福橋軸線CAD圖中，和福福橋的軸線進行比對，需要向東側沿橫線移動0.003m即為設計軸線，點擊該點坐標為（x=987348.797，y=396009.194）,此點即Y1點，之后，到測量墩上把該點沿橫線方向垂直東移3mm做出Y1點。利用GPS-RTK先放樣后測點的目的是提高GPS測點精度，把點位歸化到設計軸線上。

Y2點的布設：使用GPS-RTK和全站儀相結合的方式進行布設。做點方式的前半部分和Y1點一樣，換手測量6個測回的平均值為（x=987868.406，y=395799.364）,把該點坐標鍵入福福橋軸線CAD圖中，需要向東側沿橫線移動0.011m即為設計軸線，在測量墩上把該點沿橫線方向垂直東移11mm做出Y2點。再使用全站儀到測量墩上實測出Y1、Y2兩點間的距離為560.367米，在CAD圖中的福福橋軸線上以Y1為起點，Y2為方向做距離為560.367米的直線，點擊端點坐標即為Y2點坐標，Y2點坐標為（x=987868.401，y=395799.377）。布設Y2點先用GPS后用全站儀的目的，是用全站儀精確的測距功能消除GPS-RTK測量過程中由儀器測量精度引起的距離誤差。

Y3點的布設：在布設完成Y1、Y2后布設Y3點，全站儀設站Y1點，后視Y2點，盤左盤右轉直角4個測回后在墩的中心位置做好Y3點，之后測量Y1、Y3之間的距離為217.887米。把角度和距離鍵入CAD圖中，在圖中以Y1為基點，Y1-Y2直線為基準線逆時針旋轉90度后在線上量取距離217.887米后即為Y3點，ID出Y3點的坐標為（x=987267.214 y=395807.157）。

Y4點的布設：布設方式和Y3點相同，只是全站儀設站在Y2點后視Y1點。Y2、Y4之間的距離為246.773米。把角度和距離鍵入CAD圖中，在圖中以Y2為基點，Y2-Y1直線為基準線順時針旋轉90度后在線上量取距離246.773米后即為Y4點，ID出Y4點的坐標為（x=987776.002 y=395570.556）。

Y1、Y2點為福福橋軸線上的主控制點，用來控制細部結構之間的位置關系，Y3、Y4點為輔助控制點，主要用于后視定向及對主控制點Y1、Y2的檢核。

（2）高程控制點的布設及引測。在福福橋南北兩端頭各布設兩個高程控制點，平面控制點Y1、Y2、Y3、Y4兼做高程控制點。按照《公路橋涵施工技術規范》（JTG T F50-2011）的要求采用四等往返閉合水準測量，以業主提供的測量控制點G10360為起點，途經港澳大道、Y2、Y4、Y1、Y3經橫琴大道后至G10210點。

3 施工坐標系的建立

為便于測量控制，放線時需把測量坐標轉換成施工坐標，使整座橋和控制點之間的位置關系簡單化、清晰化。

3．1 測量坐標轉換成施工坐標的方式

坐標轉換在電腦的AUTO-CAD中完成，把整座福福橋和測量控制點放到一張有設計測量坐標的CAD中，在圖中進行數據轉換。控制點Y1和Y2布設在福福橋軸線的南北兩端，以Y1點為施工坐標原點（0.0），以Y1→Y2方向為施工坐標系的y＋軸，以垂直于福福橋軸線的Y1→Y3方向為施工坐標系的x＋軸，以此建立福福橋的施工坐標系。

3．2 施工坐標系的應用

在福福橋的施工坐標系中，簡化了各個細部結構的放樣操作，比如1#～8#橋臺的墩身控制，東西兩側墩身中心距離橋軸線為5米,只要放樣X=＋5或者X=－5即可，南北向只要放樣出該承臺樁號對應的施工Y坐標即可。在施工坐標系中，X值有正有負，Y值則全部為正值。比如4#橋墩的承臺和墩身控制，采用放樣龍門樁的方式，南北兩側模板控制Y坐標，東西兩側模板控制X坐標，北側模板Y=326.074，南側模板Y=318.474,東側模板X=-8.8，西側模板X=＋8.8即可。墩身控制為在承臺模板上做6個點，連成3條線，在東西兩側承臺模板上做Y=322.274連線控制墩身的南北向，在南北兩側承臺模板上做X=5和X=－5四個點連成兩條線控制墩身的東西向位置，采用這種方式能夠簡單直觀地控制承臺模板和墩身模板的支立。施工坐標系正確放線的關鍵在于要核對好所有細部結構在施工坐標系中的準確位置，在圖中量測出正確的施工坐標，在放線過程中注意正負號對應的正確方向。

3．3 加密控制點的布設

隨著福福橋0#、1#～9#承臺的順序澆筑，在每座承臺的梁中線上，按照對應的里程樁號依次布設加密控制點，在布點前，計算出每個承臺控制點的施工坐標，使用全站儀設站Y1，后視Y2采用直線測距的方式做點，標記好點位，其中2#、3#、4#承臺因受鋼箱梁頂推滑道支撐鋼管樁的影響，控制點布設在了福福橋軸線向東1米的位置上。

4 施工控制點向箱梁頂面的傳遞

隨著橋墩澆筑完成后，現澆梁板施工及預制的鋼箱梁開始吊安頂推，一方面，應提前把控制點引測至已經澆筑完成的橋墩頂面和混凝土箱梁頂面上，用以控制墩頂墊石放樣、支座安裝和現澆箱梁鋼模板的調整，另一方面，控制吊安頂推的鋼箱梁軸線。

5 預制鋼箱梁、鋼桁架吊安頂推和落梁的控制

5．1 鋼箱梁吊安和頂推時的控制

鋼箱梁吊安時，把全站儀架設在現澆箱梁頂面的控制點上，采用極坐標法測量箱梁邊緣和穿直線控制箱梁中心線相結合的方式。控制箱梁中心線是在待拼裝的鋼箱梁中心線上做好標記，全站儀架設在橋梁中心線控制點上，采用穿直線的方式直接觀測箱梁的偏位情況，同時，把棱鏡分別架設在鋼箱梁東西兩側邊緣上，采用極坐標的方式測量箱梁邊緣的偏位情況。在鋼箱梁頂推過程中，全程用全站儀隨時對箱梁位置進行動態觀測、調整。

5．2 鋼箱梁分段拼裝后水平距離和高程的測量

雖然鋼箱梁、鋼桁架分段在拼裝前都已經按照設計尺寸進行了切割加工，但是，在拼裝焊接完成后，還是需要對拼裝完成的組合段測量其實際水平距離和坡度，每拼裝完成一段，都要進行總體長度的測量和橋梁中心線位置的復核。水平距離使用全站儀直接架設在拼裝完的箱梁頂面，采用隨機建站測量相對坐標的方式進行，坡度使用全站儀和水準儀相結合的方式進行測量。在合攏段箱梁制作前，先用全站儀測量出合攏段兩端的距離，制作時預留出安裝量，保證合攏段的正確對接。

5．3 鋼箱梁落梁前的位置控制

鋼箱梁在和5#墩頂已經澆筑完成的混凝土箱梁落梁對接前，需要在鋼箱梁向現澆箱梁慢慢滑移靠近的同時，進行軸線方向上的微調，因為鋼箱梁只能前進不能后退，所以在鋼箱梁逐漸靠近的同時必須微調好位置，確保鋼箱梁和混凝土箱梁的準確對接。在已澆混凝土箱梁頂面的軸線控制點上架設全站儀定向，在鋼箱梁的近端中心位置做好標記，用鋼尺量測偏位情況，指揮操作人員頂進的同時逐步進行微調。

6 施工經驗總結

針對福福橋現澆箱梁和預制鋼箱梁相結合的特色結構，在掌握了各個構件之間的相對位置關系的情況下，采用施工坐標進行定位放樣，有效地減輕了操作難度，提高了測量控制精度。在以后對同類型的橋梁進行測量控制時，盡可能早地把控制點引測至已完成的結構頂面上，避開因施工干擾而出現的測點困難。