西樵大橋斜拉橋施工監(jiān)控測量技術(shù)探究

甘善文　張虎

【摘 要】斜拉橋施工中，測量工作主要集中在基礎(chǔ)施工測量、塔柱施工測量、主梁施工測量等方面。而且需要較高的精度，這使得測量技術(shù)要求十分嚴(yán)格。本文以佛山市西樵大橋斜拉橋結(jié)構(gòu)為例，探討橋梁工程監(jiān)控測量技術(shù)，以期提供有益的建議。

【關(guān)鍵詞】斜拉橋；監(jiān)控測量技術(shù)

0.工程概況

佛山市南九公路復(fù)線工程（K0+000～K2+689.712），東起佛山市禪城區(qū)南莊鎮(zhèn)龍津路東側(cè)約550m（即西西線終點K30+742），終于佛山市南海區(qū)西樵鎮(zhèn)山根村K2+689.712，全線2.69Km。項目包括佛山市西樵大橋擴建工程，佛山市樵樂路龍津跨線橋工程，佛山市山根簡易立交工程，佛山市官山立交工程等工程。西樵大橋采用獨塔雙索面鋼箱梁斜拉橋形式，塔墩固結(jié)、主梁半漂浮結(jié)構(gòu)體系，跨徑組合為120+125=245m，橋面全寬42.5m。

1.斜拉橋工程監(jiān)控測量技術(shù)

1.1測量精度控制系統(tǒng)

1.1.1平面基準(zhǔn)

在斜拉橋工程監(jiān)控測量工作中，高精度監(jiān)控網(wǎng)是施工監(jiān)測順利執(zhí)行的基礎(chǔ)保障。布設(shè)監(jiān)控網(wǎng)應(yīng)基于便捷使用、網(wǎng)形不復(fù)雜、圖形角度高，以橋面平均高程面為邊長投影基準(zhǔn)面的原則。[1]為了直觀反映橫、縱橋向位移量，需要以橋軸線坐標(biāo)系統(tǒng)來建立監(jiān)控網(wǎng)。結(jié)合主塔施工、場地、地形等方面因素，分別在兩岸PM24、PM33兩個立柱頂設(shè)置監(jiān)測控制點，在兩岸設(shè)置后視點及對應(yīng)檢核點（如圖1）。橋梁施工周期長，必須要全面考慮基準(zhǔn)點的穩(wěn)定，每次后視定向后，首先應(yīng)對檢核點進行測量，以便檢核定向誤差。每半年為一階段對控制網(wǎng)進行復(fù)測，及時修正控制點位誤差。

1.1.2高程基準(zhǔn)

高程監(jiān)測基準(zhǔn)點按基準(zhǔn)點、工作基點的兩級分布。在施工場地外面的較穩(wěn)定地方來布設(shè)基準(zhǔn)點，與高程工作基點構(gòu)成閉合水準(zhǔn)路線，按二等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求施測，并進行精密平差。高程工作基點布設(shè)在穩(wěn)定而使用便捷的地方，兩岸各埋設(shè)兩個，以便相互校核，不斷根據(jù)操作規(guī)程仔細復(fù)測（如圖2）。

1.2主塔監(jiān)控測量

為了確保主塔施工的質(zhì)量及安全，主塔監(jiān)控測量的任務(wù)有：

（1）主塔施工中，主塔位移與沉降觀測。因主塔采用液壓爬模工藝分階段施工，為確保監(jiān)控連續(xù)性，在各階段拆模后及時塔柱橫斷面上粘貼反射片，每節(jié)段要設(shè)2個觀測點。在塔柱施工期間，隨著塔柱高度的增加，要用全站儀通過三維坐標(biāo)法測量這些監(jiān)測點，并把塔柱線形繪制出來。由于施工誤差，塔柱無法成為直線。要用線性回歸分析法計算已完成節(jié)段的塔柱中心位置。經(jīng)線性回歸分析法計算后，每節(jié)塔柱的中心位置偏差均小于20cmm。

（2）主梁施工施工期間，主塔位移與沉降觀測。斜拉橋上的主塔通過拉索對主梁梁體的自重起著主要承載作用，由于荷載、溫差、風(fēng)等不同因素的影響，會出現(xiàn)一定的位移。為確保主梁施工順利進行，就要通過對索力及主塔位移情況進行及時監(jiān)控，取得實時變形數(shù)據(jù)，指導(dǎo)后續(xù)施工。主塔監(jiān)測重點有塔頂橫（縱）橋向位移及主塔沉降兩項。當(dāng)塔柱封頂完以后，在上、下游塔頂部各放置2個360°的反射棱鏡。棱鏡應(yīng)置于易于觀測的地方。通過全站儀三維坐標(biāo)法精確測量，獲取塔柱變形測量的初始值。[2]在主梁施工中，用徠卡TCRP1201全站儀測量觀測點的三維坐標(biāo)，計算本次觀測坐標(biāo)與初始值坐標(biāo)之差得出累計位移，與上一次觀測坐標(biāo)之差得出本次位移。用折線繪制塔柱變形趨勢圖。同時監(jiān)測人員要把監(jiān)測數(shù)據(jù)及時傳給現(xiàn)場技術(shù)員及項目總工，以便項目領(lǐng)導(dǎo)及時決策。整個主梁安裝過程中，塔頂縱橋向位移小于10mm，橫橋向位移小于5mm。符合設(shè)計及規(guī)范要求。

1.3梁體線形監(jiān)控測量

所謂線形就是主梁的中線及標(biāo)高，橋建成以后主梁線性應(yīng)該和設(shè)計要求相符。梁體線性監(jiān)控測量涵蓋了標(biāo)高與中線的測量。根據(jù)設(shè)計要求，橋面標(biāo)高監(jiān)測點和梁體應(yīng)力測量斷面的布設(shè)要相同。因此本工程在每個節(jié)段鋼箱梁端頭上布設(shè)5個監(jiān)測點。點位見圖3。

圖3 觀測點位斷面圖

通過這5個監(jiān)測點，既可控制每節(jié)鋼箱梁的平面位置，同時也可控制每節(jié)鋼箱梁的高程。主梁施工周期是開始于鋼箱梁拼裝定位，結(jié)束于斜拉索張拉。期間要注意以下幾個測量問題：

（1）已完成上節(jié)段鋼箱梁軸線位置復(fù)測。

（2）對本階段梁體定位。

（3）鋼箱梁定位完的次日，測定施工梁段端部監(jiān)測點標(biāo)高，觀測軸線位移情況。

（4）鋼箱梁焊接完成后，拉索初次張拉前，應(yīng)對監(jiān)測點標(biāo)高進行復(fù)測。

（5）張拉索力時，測量施工梁段端部監(jiān)測點標(biāo)高。

（6）拉索二次張拉后對梁段上的全部高程監(jiān)測點進行觀測，然后整理匯報監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（7）線形的測定受溫度變化影響巨大，斜拉橋主梁施工監(jiān)測時間應(yīng)選在早晚溫度較低時進行，且固定在每日的同一時間。

2.結(jié)語

根據(jù)上述監(jiān)控測量技術(shù)的內(nèi)容可知，監(jiān)控測量貫穿于整個工程項目施工過程中，在施工階段應(yīng)認真做好各項監(jiān)控測量工作，確保各項監(jiān)測數(shù)據(jù)精確有效，才能為工程質(zhì)量、安全護航。工程監(jiān)控測量技術(shù)在工程項目中作用重大，科學(xué)而系統(tǒng)的測量技術(shù)有助于工程項目施工的順利開展。 [科]

【參考文獻】

[1]姚連璧，沈云中.橋梁施工檢測方法[J].現(xiàn)代測繪，2004（02）：27.

[2]劉大杰，陶本藻.實用測量數(shù)據(jù)處理方法[M].測繪出版社，2000：18.