合肥包公大道高架橋施工測量定位控制技術分析

周 洋 （安徽省路橋工程集團有限責任公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概況

包公大道西起二十埠河，東至龍興大道，全長約15.5km，紅線寬55～60m，規劃為城市快速路。橋梁工程包括11.7km 主線高架、三座互通立交（新海大道立交、橋頭集路立交、龍興大道立交）、鹿鳴山路人行天橋。本標段為第三標段，本標段橋梁分別為：主線橋（K97+24～K110+54）、橋 頭 集 路 主 線 橋（NS3+77～NS12+67）、橋頭集路立交橋（WS、SW、SE、WN、NW、NE、ES、EN匝道）。其中主線高架橋梁共計12 聯，共長1330m；橋頭集路主線橋共計10聯，共長890m；橋頭集路立交橋共計31聯，共長2824m。

圖1 立交橋效果圖

其中，包公大道主線高架橋梁標準段全寬25.75m（含花槽）,標準聯主要跨徑為3x30m；局部跨越路口節點位置按需要設置大跨非標準聯。橋頭集路主線高架橋梁每聯橋梁均為變寬段,橋梁主要跨徑為4x30m；局部跨越路口節點位置按需要設置大跨非標準聯。橋頭集路立交橋，匝道橋共計有3 種標準寬度：9.75m（含花槽）、10.8m（含花槽）及11.05m（含花槽）。匝道橋跨徑結合平面線形及地面車行道位置布置。

2 測量難點

該項目地處安徽省合肥市肥東縣店埠鎮，是真正的縣中心區域，來往車輛多、行人多，再加上施工破壞較頻繁，導致測量控制的點位極難保存，通常不出一個月，就得重新布設新的點位，好多點位剛布設兩天就被破壞的事也是有的。

由于高架橋為市政工程，地處鬧市中心，為減少對周邊居民影響，故而設置2.5m高的圍擋實行全封閉管理，再加上林立的墩柱，對于地面測量的視線影響很大，隨著工程周期的推進，導改工作的進行，通常情況下，點與點之間是無法做到通視的。

由于視線較差，在測量過程中多采用5m對中桿，而5m的對中桿由于其自身機理導致容易被損壞，稍微風大點都可能把桿子吹彎，這樣勢必導致對中桿的精度受到影響，從而一定程度上影響測量工作的精準性。

3 高架橋施工測量定位控制關鍵技術

3.1 測量準備

進場后，與設計單位人員進行交接樁工作，得到首級控制網，然后對測量儀器不在有效期內的進行鑒定，一般是一年一檢，最后使用鑒定后的儀器進行加密網的布設，包括平面控制網和高程控制網，平面控制測量的方法可以采用全站儀導線測量法，也可采用GPS 靜態觀測方法，高程采用四等及以上水準測量方法，特殊點位可采用全站儀三角高程的方法來核對高程。

3.2 測量方法的選擇

通常情況下使用已知點建站方法，測站點與后視點的坐標均為已知，此方法在長邊控制短邊的情況下，精度穩定，但是易受視線遮擋影響。

其次可以使用后方交會方法，后方交會，顧名思義，是為測站點坐標未知，通過兩個已知點作為后視，選擇一個通視的角度進行架站，計算出測站點坐標，然后建站成功的方法，此方法易受角度影響，精度不穩定，但是不受視線遮擋影響。

圖2 后方交會示意圖

3.3 樁基測量定位

樁基是高架橋最底層的基礎結構，是橋梁的支撐，樁基的類型有很多，大方向有沉入樁和摩擦樁，具體分類又有鋼管樁、灌注樁等，包公大道高架橋的樁基主要為鉆孔灌注樁。樁基測量定位是在打樁機到位前，通過GPS 的RTK 測量定位技術或者全站儀的直角坐標法放樣技術來實現的；具體做法是放樣出樁基的中心坐標，然后埋設護筒并做好十字護樁，測量護筒頂標高，作好記錄。

圖3 樁基定位現場圖

3.4 墊層、承臺測量定位

墊層是放在基礎的下面，為了減小地基的不均勻沉降，一般是100 毫米厚，周邊比承臺多出100mm；而承臺一般在樁基礎中使用，為了使上部荷載傳到基礎而基礎表面不被壓壞，就用承臺來減小壓力。

通常在墊層澆筑完成后，需要測量進行墊層頂標高復測及承臺底角點放樣，然后工人根據放樣的承臺底角點進行立模、綁扎承臺鋼筋。根據公路與橋涵規范，承臺軸線偏位不超過1.5cm，頂面高程不超過2cm，所以這種精度下，我們一般采用全站儀進行放樣和控制高程。

圖4 墊層及承臺底現場圖

3.5 承臺、墩柱測量定位

承臺澆筑完成后，我們測量需要在承臺混凝土達到強度要求后，第一時間復測承臺頂標高，防止施工帶來的測量誤差，及時調整后續控制高度；其次，我們也要將墩柱的底部立模點放樣出來，便于鋼模板施工。采用全站儀放樣和控制高程。

圖5 承臺頂及立模點現場圖

3.6 墩柱與墊石測量定位

墩柱施工的高度是通過鋼模板的高度來控制的，待施工到理論墩柱頂后，通過復測模板頂標高，來復核墩柱是否已達到設計高程，在這一過程中，需要對鋼模板的四個角都要測量高程，先驗證模板頂平整度，再驗證鋼模垂直度，一般鋼模都是不平整外觀，測量垂直度可通過傳統方法，吊鉛垂來驗證墩柱垂直度是否符合設計規范要求。在公路與橋涵規范中也說到，“對分節段施工的墩、臺身，其首節模板安裝的平面位置和垂直度應嚴格控制。模板在安裝過程中應通過測量監控措施保證墩、合身的垂直度，并應有防傾覆的臨時措施;對高墩且風力較大地區的墩身模板，應考慮其抗風穩定性。”可見墩柱垂直度的重要性。對于高架橋的垂直度，一般墩柱的高度不超過30m，垂直度要求小于等于H/1500 且不超過2cm。

控制完墩柱頂高程，然后就需要對墩柱的頂部軸線位置進行復測，其次是墊石的角點進行放樣，方便工人綁扎墊石鋼筋，就目前國內橋梁的施工工藝，基本都是將墊石與墩柱鋼筋一并綁扎再澆筑混凝土的。墊石角點放樣通過全站儀直接坐標法控制，可通過綁扎豎向短鋼筋，貼雙面膠的形式，控制墊石頂高程。而墩柱頂部由于目前大多橋梁墩柱均設計為圓角，故而控制軸線更為準確，其原理即為將墩柱軸線點外擴3cm 到墩柱鋼模板上，以放樣的形式將外擴軸線點做出來，可用石筆或涂改液標記。做完標記后，用鋼卷尺量取標記點與模板內側邊的距離，理論應為3cm，否則，若超過1cm 差值就得進行調整。調整墩柱模板可通過手拉葫蘆的形式，對于垂直度的調整也可用手拉葫蘆調整。具體做法：用纜繩接手拉葫蘆與地壟連接，用于調整模板的垂直度，墩柱在墩頂設4 條纜繩，所有纜繩均對角布設。

3.7 支架預壓

盤扣式滿堂支架預壓施工，預壓目的：一是驗證支架整體的穩定性；二是消除支架非彈性變形和地基沉降；三是測量預壓時支架產生的彈性變形，根據測量結果對滿堂架進行預拱度調整。

支架預壓流程如圖6。

圖6 支架預壓流程圖

加載時對稱等載預壓布置，防止支架偏壓失穩。加載順序按混凝土澆筑的順序進行，加載時分三次進行，三次加載依次為單元內預壓荷載值的60%、80%、100%。

支架監測點：單跨共設置23 個點，每孔均分5個斷面間距，每個斷面設置5個監測點（橫梁位置設置4 個監測點），觀測點貼上標記，在單跨整體預壓前布設，并分別編號，具體位置如圖7所示。

圖7 支架監測點布置平面圖

預壓前應做好觀測點初始標高值記錄，然后進行加載，加載時要求按照施工順序和速度等效加載，加載的同時進行沉降觀測，并做好記錄，每級加載完成后間隔12h 監測支架各點沉降量，當相鄰兩次監測位移平均值之差小于2mm時，方可進行后續加載。支架卸載6h 后，應監測記錄各監測點位移量。

支架沉降監測采用水準儀，掛鋼尺進行，測量精度應符合三等水準測量要求。支架平面位移采用全站儀進行觀測。

支架預壓完成后，應根據監測數據計算分析基礎沉降量和支架彈性變形量、非彈性變形量及平面位移量，評價支架安全性和確定立模標高，形成支架預壓報告。根據實測的支架變形值，結合設計標高，確定和調整梁底標高。施工時采取預留預拱度控制，預拱量采用支架頂托進行調節，調節預拱度時，由水準儀配合，精確測量。

3.8 現澆箱梁測量定位

現澆箱梁的測量定位，是建立在現澆箱梁底部原始地坪已做硬化處理的基礎上的，首先是用RTK 將現澆箱梁支架邊線放出來，通過測量支架搭設基礎的標高來反推支架立桿高度。

圖8 支架搭設平面示意圖

除卻準備工作的測量，現澆箱梁第一步就是搭設底模板，底模板搭設完成后，通過測量控制底模板高程和箱梁底邊線。包公大道項目主線現澆箱梁是魚腹板式設計，底角點為圓角設計，故而我們在控制現澆箱梁底部時，并不是以角點控制，而是以魚腹板的起弧點來控制平面位置、底模板高程和翼板底高程。具體可見圖9。

圖9 現澆梁測量點布置圖

現澆箱梁底板、箱室板與腹板澆筑完成后，進行頂板鋼筋綁扎作業，在此過程，我們需要測量控制翼板邊線與頂板高程，翼板邊線使用全站儀放樣，釘釘子來標記的形式完成；頂板的高程控制需要通過綁扎短鋼筋，貼雙面膠的形式來完成，采用水準儀控制頂板高程，待標高控制好后，在短鋼筋貼雙面膠處焊接橫筋，用金屬管套在橫筋處，澆筑混凝土時，用方木架在兩根金屬管上，通過推動方木來對頂板混凝土進行找平。

3.9 鋼箱梁測量定位

包公大道高架橋橋梁工程，是由現澆箱梁和鋼箱梁共同組成的。對于鋼箱梁，測量定位的精確度尤其重要，鋼結構一旦出廠，其形狀、厚度、大小均已定型，除了鋪裝層10cm 左右的厚度，基本無調節空間。

在鋼箱梁吊裝前，我們根據圖紙預拱度設置，調整鋼箱梁設計標高，根據鋼箱梁廠家所給鋼箱梁節段圖紙，計算出相應測控點處平面位置坐標與高程，檢查全站儀性能。吊裝完成后，吊鉤未松鉤前，及時對鋼箱梁測控點處三維坐標進行測量，使用油壓千斤頂調整鋼箱梁平面位置及高程，直至達到設計位置與設計高程。此處測量方法優選已知點建站，因為鋼箱梁精度要求高，而全站儀后方交會的精度相對而言要差些。另外，長邊控制短邊、雙絲卡鏡都是必不可少的條件。

4 結語

包公大道高架橋，共有樁基762 根、承臺226 個、墩臺223 個，施工結構多，測量任務多，包公大道主線橋共有3 聯等寬現澆預應力混凝土連續箱梁（第五十三聯及第五十七聯寬度均為25m、第五十八聯橋寬為34.5m），4 聯變寬現澆梁預應力混凝土連續箱梁。橋頭集路主線橋共有6 聯變寬現澆梁預應力混凝土連續箱梁，箱梁按整幅布置，梁板寬度多變，故而其施工測量定位至關重要。通過對該高架橋的結構特點和難度分析，針對交通量大，圍擋遮擋以及點位破壞嚴重的問題，采用簡易腳架架設5m 對中桿的控制技術和建立樓頂強制對中墩的方法，從根本上提升了高架橋的測量精度，并且測量流程靈活、快速，為橋梁工程的快速施工贏得了大量的時間，為工程的施工進度提供了保障。