T型梁板安裝GPS快速精確定位施工技術

摘要：GPS快速測量定位技術通過偏距測量確定出邊梁板的位置，進而完成梁板安裝定位。GPS快速測量定位技術克服了斜彎道、曲線和變寬段橋梁平面位置不易計算和精度不易控制的問題，大大提高了梁板安裝精確度，可使梁板的安裝速度大大提高，減少了設備安裝停滯的時間。一人即可完成放線工作， 減少勞動力消耗，降低施工成本。相對于普通全站儀，具有不受天氣及溫度影響的優(yōu)勢，可全天候作業(yè)，同時克服了測站之間不通視的問題。

關鍵詞：梁板;GPS定位;墊石;邊界線

0" "引言

橋梁安裝是橋梁施工中重要的一步，在公路橋梁梁板安裝施工中，采用全站儀測量定位加水準儀測量高程，是施工中常用的測量手段。其中全站儀放線常采用測站法和后交法， 測站法因受已知導線點位置影響較大，故難以滿足所有梁板位置施工放線[1-2]。

多年來，如何實現(xiàn)梁板的準確快速定位，一直是各施工項目所關心的問題，特別是遇到各種復雜匝道或轉彎半徑較小的斜彎橋時，測量放樣的難度相應增加，梁板安裝速度會受影響，測量的精準度也會有所下降。針對上述問題，本文提出了GPS（樁號+偏距）的快速測量定位法，有效提高了梁板安裝的精確度[3]。

四川省桃巴3標項目有斜交空心板橋5座，變寬匝道橋 8座，均為預制T梁、空心板。主線安城1#橋與4#、5#、13#、14#、8#橋相接，存在多處交匯口。安城樞紐10#、13#、14#橋有多段位置存在超高。針對眾多復雜的橋型，在梁板安裝時采用該技術定位梁板，整體控制安裝誤差，解決了梁板安裝精度差的難題，提高了梁板安裝效率。

1" "工藝原理

所謂GPS（樁號+偏距）中的樁號，指的是道路設計線中的樁號里程。偏距是指線路設計中結構物構件的某個點距路線設計線的垂直距離。兩者關系類似于平面的（x，y）坐標，通過“樁號+偏距”可以確定待測點的平面位置[4]。

在梁板安裝中，梁板定位主要依靠邊梁板的位置來確定。利用這種相對坐標系，通過計算發(fā)現(xiàn)，邊梁板外邊線在這種相對坐標系下存在的偏距不受樁號影響，為一個固定常數(shù)。也就是說，只要通過偏距測量就能確定出邊梁板的位置，進而完成梁板安裝定位。

另外，通過大量計算得出一個規(guī)律，對于雙向分離式橋，在橋面寬度和中央分離帶寬度一致前提下，梁板邊線偏距值不受橋梁斜交角度的影響，始終為一個常數(shù)。可利用投影原理來確定邊梁外邊線的位置[5]。梁板定位邊線投影如圖1所示。斜長L與偏距L'，之間的關系如圖2所示。

結合圖1與圖2可得知，經計算到斜長L與偏距L'，分別為1835.5cm、-1297.9cm。根據(jù)設計圖紙可知，16m空心板梁預制寬度為1.24m，一片蓋梁位置放置9片梁，梁板之間有1cm寬度的鉸縫，同一片梁板支座垂直間距計算如下：

l=120.2×∣cos（43π）∣ =85cm" " " " " " " " " （1）

支座中心至粱邊的最短距離計算如下：

（2）

內外梁邊線、計算如下：

k內=（1.4+119.5+31.1）×∣cos（43π）∣ -20=87.48cm" " "（3）

k外=（1.4+1837.1-120.9-31.1）×∣cos（43π）∣ +20=1212.5cm（4）

2" "施工技術要點

2.1" "架設GPS基站對點校核

計算內外側支座中心樁號及偏距，通過“樁號+偏距”計算支座墊石中心坐標，得出蓋梁（臺帽）內外側支座墊石中心x內、y外及x外、y外。臺帽支座墊石中心樁號為K142+778.785，外側支座墊石中心與路線設計線之間斜距為16.865m，內測支座墊石與路線設計線之間斜距為1.52m，偏角（左角）為135°，則計算可得內測支座墊石坐標為（3399705.855，467085.810），外側支座墊石坐標為（3399691.663，467079.975）。

在距離未知點3km范圍內架設GPS基站，要求在開闊野外無遮擋和強烈磁場干擾位置架設，然后在已知導線點位置進行對點校正。校正完后對已知點進行坐標測量，與已知坐標進行誤差對比，要求x、y方向誤差累計值小于1cm。

2.2" "現(xiàn)場測量放線

選擇GPS手簿程序里的道路放線，目標選擇主線線型SJHZX，開始在墩臺支座位置進行放線。先放線內外邊梁外邊線，觀察RTK手部中偏距值顯示的偏距與計算、一致時，做上標記畫線。然后進行支座中心線的放線。對于正交橋梁板，定位中心線直接觀察RTK樁號里程，與計算樁號一致時即可畫線。對于斜交橋，通過GPS放樣支座墊石中心及 ，通過標記出的內外側點位彈墨線做出支座中心線。支座中心線標識如圖3所示。

2.3" "校核測量結果

用索佳SET250型全站儀放樣內外側支座中心位置，然后用記號筆做上標記，用5m鋼卷尺測量點位與外邊線的垂直距離。結果發(fā)現(xiàn)，由全站儀確定的支座中心點與邊線距離和設計計算結果相差無幾[6]。T梁支座中心與梁外邊線標記如圖4所示。由圖4可知，落梁邊線距支座中心位置22cm，設計20mT梁梁肋馬蹄底寬44cm，則設計計算距離22cm，現(xiàn)場放樣結果與梁結構尺寸吻合，測量結果符合設計及規(guī)范要求。

2.4" "水準儀復測標高

用水準儀復測各支座墊石頂面高程，根據(jù)《JTG F80/1-2017公路工程質量檢驗評定標準》中，支座墊石要求頂面高差為±2mm，對標高復測不合格的支座墊石進行鑿平。在連續(xù)墩頂，須安裝臨時支座。臨時支座采用鋼圈砂箱，砂的頂面墊放強度足夠的混凝土預制塊。通過調整鋼圈內砂的厚度，使其達到控制臨時支座頂面標高，保證橋面設計標高不變。測量支座墊石標高如圖5所示。

2.5" "安裝梁板支座

對進場的板式橡膠支座和盆式橡膠支座進行同批次檢驗，檢查合格后方可投入使用。于支座墊石頂面畫出支座中心，同時在支座頂板和底板標出十字中心線，支座中心線應與支座墊石中心重合或平行。

在安裝板式橡膠支座時，底面通過砂漿找平連接，在滑動支座四氟板面涂硅脂潤滑油。在安裝盆式橡膠支座支座時，在支座墊石上對應腳螺栓位置，用取芯機鉆孔，孔徑為大于螺栓直徑5cm以上（以便注入高強砂漿），深度略大于螺栓長度即可。

安裝支座底盆時，將底盆螺栓安裝到位，然后整體放置于支座墊石上，檢驗底盆是否能與墊石密貼，平整度是否滿足要求。如不符合要求，可在墊石頂面涂抹環(huán)氧樹脂砂漿或重新開孔。支座安裝完后對盆式橡膠支座進行灌漿，要求灌注密實，盆式支座底板不允許有出現(xiàn)空洞。在確認支座軸線、中心位置及支座頂面高程、四角高差均符合設計及施工規(guī)范要求后安裝梁板。

2.6" 安裝梁板

梁板運至施工現(xiàn)場后進行吊裝安放，兩臺起重機分別位于橋梁一跨的兩側，同時起吊同時安放。梁板兩端即兩側橋臺或橋墩上要有專人負責指揮，保證落梁位置正確。確保一次性落梁成功，避免再次起吊重復操作。邊梁架設完成后，需用方木或鋼管將邊梁翼板支起，將下方支在蓋梁擋塊處，防止邊梁質量不平衡發(fā)生傾覆。上部墩頂連續(xù)段、濕接縫等施工完成后，方可拆除臨時支撐裝置。梁板安裝效果如圖6所示。

3" "質量控制措施

確保落梁位置準確，支座順橋向的中心線必須與主梁的中心線重合或平行，且支座不得出現(xiàn)偏差、脫空和不均勻支撐受力現(xiàn)象。支座墊石的混凝土強度應符合設計要求，不得用砂漿找平。確保頂面高程精準且平整，架梁前應進行檢查，支座與梁板密貼。

對墊石高程的控制分為兩部分：第一部分在澆筑墊石混凝土前進行，用水準儀準確抄平，保證墊石頂面高程無誤且水平;第二部分在架梁前進行，再次用水準儀復核墊石頂高程是否與設計高程相差無誤。如果發(fā)生較大偏差，立即進行處理。如果墊石過高，則進行打磨處理。處理時要配合水準儀抄平，不允許出現(xiàn)凹凸不平的情況。如果墊石過低，則在架梁時采用鋼板進行補墊。鋼板厚度要一致，鋼板表面要平整。支座墊石實測控制標準如表1所示。

支撐墊石內或梁底有鋼板的，必須保證鋼板型號和表面高程符合設計要求。鋼板底部的混凝土必須振搗密實，不得出現(xiàn)鋼板懸空現(xiàn)象。支座的上下鋼板定位螺栓應切割平齊，不得妨礙支座自由變位。支座防塵罩應及時敷設。梁板安裝同一孔跨的梁板，其預制施工齡期差不宜超過10d，梁板上有預留孔道的，其中心應在同一軸線上。臨時支座拆除必須做到同步、均勻、緩慢。梁板安裝實測項目如表2所示。

4" "結論

針對四川省桃巴3標項目空心板梁板，采用GPS快速精確定位技術組織安裝施工，實現(xiàn)了一人完成整個測量放線工作的目標，不僅在人力資源上面實現(xiàn)了優(yōu)化，而且節(jié)省了大量時間，做到了整體控制安裝誤差，減少了起重機和架橋機等大型機械設備的停滯時間。

與常規(guī)的全站儀放線或GPS定點放線相比，克服了斜彎道、曲線和變寬段橋梁平面位置不易計算和精度不易控制的問題，加快了整體梁板安裝進度。在保證施工進度的同時，梁板安裝線型順直，橋寬、標高均滿足設計規(guī)范要求，解決了大型復雜互通梁板安裝架設精度和進度難以同時保證的難題，為今后的梁板架設測量提供了可靠依據(jù)。

參考文獻

[1] 閆旭光.大連星海灣跨海大橋鋼吊箱精確定位技術[J].國防交通工程與技術，2015，13（5）：67-69+80.

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[3] 史亞楠.測地型GPS接收機定位誤差的測量不確定度分析[J].計量與測試技術，2022，49（3）：119-120.

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[6] 李潔，郭夢.GPS測繪技術在地質工程測量中的應用[J].現(xiàn)代鹽化工，2022，49（1）：78-79.