合肥包公大道高架桥施工测量定位控制技术分析

周 洋 （安徽省路桥工程集团有限责任公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概况

包公大道西起二十埠河，东至龙兴大道，全长约15.5km，红线宽55～60m，规划为城市快速路。桥梁工程包括11.7km 主线高架、三座互通立交（新海大道立交、桥头集路立交、龙兴大道立交）、鹿鸣山路人行天桥。本标段为第三标段，本标段桥梁分别为：主线桥（K97+24～K110+54）、桥 头 集 路 主 线 桥（NS3+77～NS12+67）、桥头集路立交桥（WS、SW、SE、WN、NW、NE、ES、EN匝道）。其中主线高架桥梁共计12 联，共长1330m；桥头集路主线桥共计10联，共长890m；桥头集路立交桥共计31联，共长2824m。

图1 立交桥效果图

其中，包公大道主线高架桥梁标准段全宽25.75m（含花槽）,标准联主要跨径为3x30m；局部跨越路口节点位置按需要设置大跨非标准联。桥头集路主线高架桥梁每联桥梁均为变宽段,桥梁主要跨径为4x30m；局部跨越路口节点位置按需要设置大跨非标准联。桥头集路立交桥，匝道桥共计有3 种标准宽度：9.75m（含花槽）、10.8m（含花槽）及11.05m（含花槽）。匝道桥跨径结合平面线形及地面车行道位置布置。

2 测量难点

该项目地处安徽省合肥市肥东县店埠镇，是真正的县中心区域，来往车辆多、行人多，再加上施工破坏较频繁，导致测量控制的点位极难保存，通常不出一个月，就得重新布设新的点位，好多点位刚布设两天就被破坏的事也是有的。

由于高架桥为市政工程，地处闹市中心，为减少对周边居民影响，故而设置2.5m高的围挡实行全封闭管理，再加上林立的墩柱，对于地面测量的视线影响很大，随着工程周期的推进，导改工作的进行，通常情况下，点与点之间是无法做到通视的。

由于视线较差，在测量过程中多采用5m对中杆，而5m的对中杆由于其自身机理导致容易被损坏，稍微风大点都可能把杆子吹弯，这样势必导致对中杆的精度受到影响，从而一定程度上影响测量工作的精准性。

3 高架桥施工测量定位控制关键技术

3.1 测量准备

进场后，与设计单位人员进行交接桩工作，得到首级控制网，然后对测量仪器不在有效期内的进行鉴定，一般是一年一检，最后使用鉴定后的仪器进行加密网的布设，包括平面控制网和高程控制网，平面控制测量的方法可以采用全站仪导线测量法，也可采用GPS 静态观测方法，高程采用四等及以上水准测量方法，特殊点位可采用全站仪三角高程的方法来核对高程。

3.2 测量方法的选择

通常情况下使用已知点建站方法，测站点与后视点的坐标均为已知，此方法在长边控制短边的情况下，精度稳定，但是易受视线遮挡影响。

其次可以使用后方交会方法，后方交会，顾名思义，是为测站点坐标未知，通过两个已知点作为后视，选择一个通视的角度进行架站，计算出测站点坐标，然后建站成功的方法，此方法易受角度影响，精度不稳定，但是不受视线遮挡影响。

图2 后方交会示意图

3.3 桩基测量定位

桩基是高架桥最底层的基础结构，是桥梁的支撑，桩基的类型有很多，大方向有沉入桩和摩擦桩，具体分类又有钢管桩、灌注桩等，包公大道高架桥的桩基主要为钻孔灌注桩。桩基测量定位是在打桩机到位前，通过GPS 的RTK 测量定位技术或者全站仪的直角坐标法放样技术来实现的；具体做法是放样出桩基的中心坐标，然后埋设护筒并做好十字护桩，测量护筒顶标高，作好记录。

图3 桩基定位现场图

3.4 垫层、承台测量定位

垫层是放在基础的下面，为了减小地基的不均匀沉降，一般是100 毫米厚，周边比承台多出100mm；而承台一般在桩基础中使用，为了使上部荷载传到基础而基础表面不被压坏，就用承台来减小压力。

通常在垫层浇筑完成后，需要测量进行垫层顶标高复测及承台底角点放样，然后工人根据放样的承台底角点进行立模、绑扎承台钢筋。根据公路与桥涵规范，承台轴线偏位不超过1.5cm，顶面高程不超过2cm，所以这种精度下，我们一般采用全站仪进行放样和控制高程。

图4 垫层及承台底现场图

3.5 承台、墩柱测量定位

承台浇筑完成后，我们测量需要在承台混凝土达到强度要求后，第一时间复测承台顶标高，防止施工带来的测量误差，及时调整后续控制高度；其次，我们也要将墩柱的底部立模点放样出来，便于钢模板施工。采用全站仪放样和控制高程。

图5 承台顶及立模点现场图

3.6 墩柱与垫石测量定位

墩柱施工的高度是通过钢模板的高度来控制的，待施工到理论墩柱顶后，通过复测模板顶标高，来复核墩柱是否已达到设计高程，在这一过程中，需要对钢模板的四个角都要测量高程，先验证模板顶平整度，再验证钢模垂直度，一般钢模都是不平整外观，测量垂直度可通过传统方法，吊铅垂来验证墩柱垂直度是否符合设计规范要求。在公路与桥涵规范中也说到，“对分节段施工的墩、台身，其首节模板安装的平面位置和垂直度应严格控制。模板在安装过程中应通过测量监控措施保证墩、合身的垂直度，并应有防倾覆的临时措施;对高墩且风力较大地区的墩身模板，应考虑其抗风稳定性。”可见墩柱垂直度的重要性。对于高架桥的垂直度，一般墩柱的高度不超过30m，垂直度要求小于等于H/1500 且不超过2cm。

控制完墩柱顶高程，然后就需要对墩柱的顶部轴线位置进行复测，其次是垫石的角点进行放样，方便工人绑扎垫石钢筋，就目前国内桥梁的施工工艺，基本都是将垫石与墩柱钢筋一并绑扎再浇筑混凝土的。垫石角点放样通过全站仪直接坐标法控制，可通过绑扎竖向短钢筋，贴双面胶的形式，控制垫石顶高程。而墩柱顶部由于目前大多桥梁墩柱均设计为圆角，故而控制轴线更为准确，其原理即为将墩柱轴线点外扩3cm 到墩柱钢模板上，以放样的形式将外扩轴线点做出来，可用石笔或涂改液标记。做完标记后，用钢卷尺量取标记点与模板内侧边的距离，理论应为3cm，否则，若超过1cm 差值就得进行调整。调整墩柱模板可通过手拉葫芦的形式，对于垂直度的调整也可用手拉葫芦调整。具体做法：用缆绳接手拉葫芦与地垄连接，用于调整模板的垂直度，墩柱在墩顶设4 条缆绳，所有缆绳均对角布设。

3.7 支架预压

盘扣式满堂支架预压施工，预压目的：一是验证支架整体的稳定性；二是消除支架非弹性变形和地基沉降；三是测量预压时支架产生的弹性变形，根据测量结果对满堂架进行预拱度调整。

支架预压流程如图6。

图6 支架预压流程图

加载时对称等载预压布置，防止支架偏压失稳。加载顺序按混凝土浇筑的顺序进行，加载时分三次进行，三次加载依次为单元内预压荷载值的60%、80%、100%。

支架监测点：单跨共设置23 个点，每孔均分5个断面间距，每个断面设置5个监测点（横梁位置设置4 个监测点），观测点贴上标记，在单跨整体预压前布设，并分别编号，具体位置如图7所示。

图7 支架监测点布置平面图

预压前应做好观测点初始标高值记录，然后进行加载，加载时要求按照施工顺序和速度等效加载，加载的同时进行沉降观测，并做好记录，每级加载完成后间隔12h 监测支架各点沉降量，当相邻两次监测位移平均值之差小于2mm时，方可进行后续加载。支架卸载6h 后，应监测记录各监测点位移量。

支架沉降监测采用水准仪，挂钢尺进行，测量精度应符合三等水准测量要求。支架平面位移采用全站仪进行观测。

支架预压完成后，应根据监测数据计算分析基础沉降量和支架弹性变形量、非弹性变形量及平面位移量，评价支架安全性和确定立模标高，形成支架预压报告。根据实测的支架变形值，结合设计标高，确定和调整梁底标高。施工时采取预留预拱度控制，预拱量采用支架顶托进行调节，调节预拱度时，由水准仪配合，精确测量。

3.8 现浇箱梁测量定位

现浇箱梁的测量定位，是建立在现浇箱梁底部原始地坪已做硬化处理的基础上的，首先是用RTK 将现浇箱梁支架边线放出来，通过测量支架搭设基础的标高来反推支架立杆高度。

图8 支架搭设平面示意图

除却准备工作的测量，现浇箱梁第一步就是搭设底模板，底模板搭设完成后，通过测量控制底模板高程和箱梁底边线。包公大道项目主线现浇箱梁是鱼腹板式设计，底角点为圆角设计，故而我们在控制现浇箱梁底部时，并不是以角点控制，而是以鱼腹板的起弧点来控制平面位置、底模板高程和翼板底高程。具体可见图9。

图9 现浇梁测量点布置图

现浇箱梁底板、箱室板与腹板浇筑完成后，进行顶板钢筋绑扎作业，在此过程，我们需要测量控制翼板边线与顶板高程，翼板边线使用全站仪放样，钉钉子来标记的形式完成；顶板的高程控制需要通过绑扎短钢筋，贴双面胶的形式来完成，采用水准仪控制顶板高程，待标高控制好后，在短钢筋贴双面胶处焊接横筋，用金属管套在横筋处，浇筑混凝土时，用方木架在两根金属管上，通过推动方木来对顶板混凝土进行找平。

3.9 钢箱梁测量定位

包公大道高架桥桥梁工程，是由现浇箱梁和钢箱梁共同组成的。对于钢箱梁，测量定位的精确度尤其重要，钢结构一旦出厂，其形状、厚度、大小均已定型，除了铺装层10cm 左右的厚度，基本无调节空间。

在钢箱梁吊装前，我们根据图纸预拱度设置，调整钢箱梁设计标高，根据钢箱梁厂家所给钢箱梁节段图纸，计算出相应测控点处平面位置坐标与高程，检查全站仪性能。吊装完成后，吊钩未松钩前，及时对钢箱梁测控点处三维坐标进行测量，使用油压千斤顶调整钢箱梁平面位置及高程，直至达到设计位置与设计高程。此处测量方法优选已知点建站，因为钢箱梁精度要求高，而全站仪后方交会的精度相对而言要差些。另外，长边控制短边、双丝卡镜都是必不可少的条件。

4 结语

包公大道高架桥，共有桩基762 根、承台226 个、墩台223 个，施工结构多，测量任务多，包公大道主线桥共有3 联等宽现浇预应力混凝土连续箱梁（第五十三联及第五十七联宽度均为25m、第五十八联桥宽为34.5m），4 联变宽现浇梁预应力混凝土连续箱梁。桥头集路主线桥共有6 联变宽现浇梁预应力混凝土连续箱梁，箱梁按整幅布置，梁板宽度多变，故而其施工测量定位至关重要。通过对该高架桥的结构特点和难度分析，针对交通量大，围挡遮挡以及点位破坏严重的问题，采用简易脚架架设5m 对中杆的控制技术和建立楼顶强制对中墩的方法，从根本上提升了高架桥的测量精度，并且测量流程灵活、快速，为桥梁工程的快速施工赢得了大量的时间，为工程的施工进度提供了保障。