雙幅同步小間距轉體橋測量控制方法

韓永朋

（中鐵十四局集團第四工程有限公司，山東濟南 250000）

1 工程概況

跨膠濟線對應大東環公路里程為K7+934.013，交叉處對應膠濟線鐵路下行里程為K360+971.61，交叉角度為86.5°，鐵路為雙線電氣化線路，線間距約5.1 m，上下行為曲線，曲線半徑為800 m，路基高度約1 m，路基總寬約16.7 m，轉體角度為85°。

BIM技術轉體展示具體如圖1所示。

圖1 跨膠濟線BIM技術轉體展示

跨膠濟客專橋下凈高，即H≥8.8 m（梁低至軌頂）。跨膠濟鐵路、四五六專用線橋下凈高，即H≥10.5 m（梁低至軌頂）。2×80 mT構橋與2×60 mT構橋并排分別設于鐵路外側，其中2×60 mT構橋設于靠近鐵路側，2×80 mT構橋遠離鐵路側。兩幅橋之間設置0.8 m中間帶，橋梁橫斷面寬度為40.4 m。

2 轉體橋測量控制

轉體橋施工測量控制包括測量轉體過程中的測量控制、轉體就位后至封端時測量控制，控制雙幅梁體的同步進行，轉體到位前的微調，轉體精確定位。可為定位后的工作進行基礎數據準備，轉體橋控制主要利用全站儀測量實際的坐標和弧長，可計算其轉體角度，在本橋中利用全站儀和卡西歐5800計算器，自編小程序進行換算。

跨膠濟線BIM技術轉體展示如圖1所示。

（1）對既有線兩側的導線點利用小范圍的導線復測，進行點位的復測和加密，北側DH18-2、DH18-3及中間墩控制點DH18-3-2、DH18-3-3；南側主墩處DH18-8、DH18-4等加密點。

利用設計院前期交樁DH17和DH18、DH19、DH20點進行已知點復測，均滿足導線四等要求，≤±1/35 000。

（2）水準利用天寶電子水準儀從DH17測量往返測，途徑設計點DH20后返測至DH17號點位，滿足水準四等規范要求，四等閉合差≤20

（3）對引橋墩頂的設計標高進行復核，防止轉體時影響轉體。

3 轉體橋控制測量

（1）監測點布設。

保證布設的控制點在全站儀均在通視范圍內，隨著轉體轉動過程中所有后視點和全站儀架設位置均可通視；根據實際現場需求和風向，采取人工扶棱鏡或360°棱鏡、標尺固定在測點上，保證其安全、通視、可靠。

（2）觀測項目。

①橫向位移測量點布置在梁端兩側和中間，用以監控橫橋向傾斜及位移變化。

②縱向傾斜度測量點布置橋面梁端中心位置，用以監控縱橋向位置及位移變化。

③梁軸線位置測量點布置在梁端頭位置，距離護欄1 m，在梁端中軸線上，用以監控梁體縱軸線位置變化。

④梁面高程觀測點布置在梁頂端頭中間與兩側，距離護欄1 m，用以監控梁體高程變化。

（3）對球鉸上轉盤的控制。

以線路中心線和橋墩中心為方位角，計算坐標，以球鉸中心作為轉盤圓心，以上下轉盤的鏈接錨栓孔為半徑，計算所有錨栓空的坐標點，在放樣的孔位置與下轉盤連接處為轉盤的轉體方向，標記轉體的軌跡，以便控制轉體。

（4）滑道的測量控制。

在轉體過程中，應嚴格控制滑道測量，使用自主研發的轉體測量高差的裝置，進一步控制住滑道頂面的高程。

（5）轉體箱梁的控制。

①在轉體前，應計算梁段的三個點的坐標，即梁軸線及兩側。

②利用轉體前梁端坐標以及轉體后坐標，計算轉體的弧長。

③測量梁端點的實際高程點與設計梁面高程有無高差，在轉體過程中對比標高變化，及時上報控制臺。

（6）梁面高程控制。

在轉體前對梁面高程測量點使用油漆或鋼釘做好記號，并在轉體過程中隨時觀測；通過對前、后測量數據的對比，可反映梁體的高程變化，便于及時進行調整[1-3]。

（7）測量控制。

在轉體過程中，安排工作人員在梁端應做好的控制點位置上架設棱鏡，并水平對準，測量人員以左右幅中心軸線點為原點。

測量在過程中，可根據角度計算轉體過程的弧長，控制轉體的變化，在梁體轉動過程中，自動階段每5 min進行一次數據通報。點動狀態下，每2 min進行一次數據通報，利用全站儀對所布設測量點進行觀測，待轉體就位后，進行精準定位，測箱梁頂面軸線的轉體就位狀態。

4 轉體測量的精度分析

在轉體中統一用儀器為徠卡Ts1201+，儀器精度為角度1″，測量誤差時，根據測量標準計算校正值，距離長短會影響測量結果。放樣點距測站點越遠，放樣的誤差越大，根據實際情況和布設點的位置，可推算得平面點位誤差。誤差±1.4 mm時，可達到各項限差要求。

5 轉體實施

（1）試轉過程中，根據操控臺點動時間和測量儀器，測量其弧長，整理控制轉體點動狀態下的詳細數據。

試轉數據如表1所示。

表1 試轉數據

（2）轉體點動結束后，根據試轉數據，分析點動環節的準確性，且合理安排人員，2臺儀器應分別由兩個人操作，扶棱鏡人員安排2人四套棱鏡。

（3）液壓控制系統調試完成后，與測量數據對比，鐵路手續、天氣條件、轉體橋梁的準備工作等均準備到位后，測量人員應對試轉完成至轉體前，因天氣、外界導致梁體變化數據與試轉完時數據進行測量校準。

（4）設備運行過程中，梁面觀測梁間距、轉盤處觀測滑道和標尺人員的觀察力須高度集中，觀察動力系統設備的運行情況及橋面上雙幅間距變化情況，雙幅梁體每轉過5 m，應向指揮臺匯報，在距終點5 m以內，每轉過1 m向指控臺匯報一次，在距終點20 cm以內，每2 cm報告一次。

（5）轉體橋接近設計位置10 cm時，指控臺系統按“暫停”，更改為“點動”操控，操控臺根據測量人員通報的數據和試裝時的參數，進行最后精準就位，每點移動2 cm，向指揮臺報告[4-6]。

6 同步轉體控制措施

（1）系統啟動時，測量人員應同時測量實際梁體、轉體后的弧長距離，配合編程的5800小程序計算轉體角度，與操控臺的數據進行比對，且計算兩幅之間的距離，安排觀測人員校核數據，隨時控制數據，如有變化，立即通知操控臺。

（2）千斤頂公稱油壓相同，雙幅轉體采用一套液壓設備，轉體時應根據控制的油表壓力進行同步操作。測量人員應報送兩幅梁體的轉動數據，及時進行調整。在自動狀態下控制兩幅梁的速度，且左右幅梁體不在同個圓心和斷面上，兩幅間距在前半弧狀態下會逐步增加。

（3）轉體前在轉盤上均勻布置標尺條，設置指針位置，轉體中觀察兩個轉盤的標尺條的度數與測量人員監測角度是否同步，出現問題應及時進行調整，保證同步。

（4）點動狀態中，根據兩臺儀器觀測每片梁不同的弧長和變化，并及時進行調節，每1 cm須暫停一次，直至達到精準的狀態。

7 轉體就位

（1）轉體就位后測量中軸線測量及護欄是否重合，中軸線偏差應小于1 cm。使用垂線梁段棱鏡中心、軸線點控制地面上引點；在箱梁兩端邊梁放樣，得到軸線位置后，利用梁段的軸線點作為控制點，進行放樣；在梁體兩端各放置1臺水準儀，用來觀測梁體就位后的梁面高程的變化。

（2）轉體后對箱梁所有梁面左右側及軸線位置進行高程測量，完成后對儀器進行后視和檢核，使測前、測后的數據一致。

（3）轉體精確就位后，應立即進行封盤混凝土澆筑施工，澆筑過程中測量人員可利用全站儀觀察中軸線的變化。以最短的時間完成轉盤結構固結。在封盤混凝土凝固前，測量人員應時刻觀測梁面高程和軸線偏位情況[7-8]。

8 結語

綜上所述，新型測量儀器和基礎的理論知識的應用，可為工程施工的需要提供設備保障。在日常測量工作中，結合工程的施工工期、施工條件、氣象溫度等要素綜合考慮，對接達到3 mm的精度標準。合理選定有利測量儀器和理論相結合方案，提高測量速度，以滿足現場施工和經濟效益，確保測量的精度。