薄壁空心高墩施工测量控制技术

王保彦

（中铁二十三局集团有限公司第三工程有限公司，四川成都614000）

1 概述

钢筋混凝土高桥墩，一般均设计为薄壁空心形式，墩身重心偏高、柔度较大，底支撑面积相对较小。在施工中，受日照温差、大气对流、机械振动及荷载偏心等影响，容易造成轴线的弯曲和摇摆，直接影响墩身轴心施工精度。因此，对超过50 m的高墩，有必要在施工过程中采取必要措施，减少上述因素对施工测量精度的影响。迪那2项目K8+600大桥1#和2#墩高79 m，3#墩高73 m，墩身采用滑模施工。由于墩身是在动态中成型，而且是高空作业，施工精度控制十分复杂，墩身过大的偏差势必对该桥的性能和线形有着较为显著的影响。所以，施工测量精度的质量控制是该桥施工的重中之重。

2 影响因素及控制措施

2.1 影响因素

根据有关资料介绍及该桥施工环境分析,影响该桥高墩施工精度的因素可分为自然因素和人为因素两类。自然因素主要指风载、太阳辐射及升温、降温造成的温度荷载；人为因素主要指施工过程中工人的操作不当等，以及材料、施工设备等的不对称放置从而对墩身产生不对称荷载，致使墩身产生挠曲变形。从而，使墩身轴线发生偏差，影响墩身的施工质量。

2.2 控制措施

2.2.1应对日照温差产生误差所采取的措施

因迪那2项目K8+600大桥处在新疆戈壁滩中，昼夜温差特别大，最高达20℃。对于墩身因日照温差而发生的变形，一方面，设计上已采取措施即通过设置墩身通风口，加强内外对流降低温差加以解决，同时，设计上增加环向构造钢筋和防裂钢筋网以控制温度应力和裂缝；另一方面，施工中对墩身混凝土表面涂刷养生液，然后再对日照时间长的墩身混凝土表面加强喷水养护，以降低日照升温来加以改善。同时，选取在每天早晨光线明亮，日照时间不长，温度低的特定时刻进行施工测量。

2.2.2应对大气对流影响产生误差所采取的措施

安排专人负责在整个施工过程中密切关注当地气象变化，及时掌握未来天气状况，对于超过5级以上大风天气，一般都采取暂停施工。施工测量，一般都严格控制在风速小于4 m/s情况下进行。

2.2.3选取刚度大、稳定性能良好的作业设备

施工中，对于模板、平台等设备，项目部多方考证，优先挑选刚度大、稳定性能好的。同时，加强对施工临时荷载的调配，避免长时间、大吨位的材料堆放在相对固定的位置上。暂时不用的机具、钢筋，都应及时安排撤运下来。

2.2.4分层投点控制测量

高墩滑模施工,如何控制墩身垂直度、轴线偏位和高程是很关键的。其控制精度主要包含两方面内容，一是墩身本身轴线精度控制，二是前后浇注的混凝土相互的衔接。

对于墩身轴线和高程的控制，除了上述几点对策外，主要就是运用分层投点测量来进行控制。一种方法是在承台顶面距墩身一定距离，在四面放样出四个基准点，根据基准点用重22 kg铜丝测绳每隔一定施工高度用长钢尺在已完成的墩身上沿着墩身向上引测，来检查模板偏位情况。另一种方法是每天早晨、晚上用全站仪在施工平台上放样出墩柱四个顶角，把这四点连线后用拉线来检查模板偏位情况。两种方法互相校核，确保墩顶轴线和高程,从而提高测量精度。

墩身模板的定位衔接是控制前后浇注混凝土共轴性的主要手段，同时，也是墩身平面几何尺寸控制的主要措施。施工中，利用最接近作业面的测量平台向作业面设置铅垂线，指导模板的安装和定位。立模标高的传递依靠经检定的钢尺，配合全站仪进行。

其测量工艺如下：

（1）首先放出墩位十字线，做好型钢支架，将墩身预埋钢筋准确定位并确保施工过程中墩身钢筋不位移。

（2）第一次立模时，采用平面坐标法（与导线点联测）准确放出模板四个控制点的平面位置，采用三角高程法测放出模板顶面标高，然后利用垂线测定和控制模板倾角。

（3）其后每次校模均与第一次一样测量放样。

（4）平面位置控制。采用全站仪，利用主控制点和坐标放样法来控制模板位置，从而控制墩身平面位置。测量时段观测大气压值和温度值，输入全站仪进行自动气象误差校正。

（5）高程控制。施工控制使用：在墩身两侧各布设两个水准点作为基准高程，从基准高程点用检定钢尺沿墩身向上传递高差来对模板进行校正。每天至少一次在作业平台上用全站仪用三角高程测量来进行校核。

（6）测量时间固定。挑选温度低、风速小的时段进行。墩身轴线放样时选择在无风或微风时刻，以减小因风载引起的轴线偏差。为了避开日照温差效应引起的墩身弯曲变形，一般选择在日照强度低的时刻如在早晨太阳升起之前，傍晚日落后墩身温差比较小的时刻。同时采用水雾降温法以减小由日照温差引起的轴线偏差。水雾降温法：在滑模结构底部安装周向喷水管，在日照强烈的天气间断地向墩身喷水，从而在墩身周围形成一层水雾，降低壁板的日照温差，减小因日照引起的墩身轴线偏差，同时为墩身混凝土表面提供养生用水。

2.2.5人为因素引起的墩身轴线偏差控制方法

滑模施工中灌注的混凝土往往是不均匀的，使得所灌注的混凝土凝固时间不同步，从而造成混凝土和模板间的摩阻力不均匀，另外再加上其他偏载的影响如钢筋材料、机械设备等，使得模板提升后门架和模板沿切线方向倾斜，以致造成滑模结构产生扭转。对于高达79 m的桥墩来说，滑模要循环使用近270次，经多次循环使用，使单向滑动的剪力撑在滑升过程中，由于摩阻力及偏载作用，往往发生弯曲变形，致使滑模发生中轴偏差和变形。为避免此现象发生，必须增加单向滑动撑的刚度，并使所有提升架保持一致的间距和垂直状态，克服提升架和模板沿切线方向的倾斜，同时限制由于千斤顶不同步而造成的平台高差。滑模施工的过程也是一个不断纠扭的过程。因此在施工过程中对偏、扭及平台水平的精确测量，是正确纠偏、纠扭，提高施工精度的可靠保证。墩柱坡度收分测量通常采用铜丝吊铅锤的方法，这种方法具有简易直观、易操作的优点，但由于墩高，铅锤的摆动幅度大，操作极不方便，精度很难保证。水平测量通常是采用水准仪抄平法，随着墩高的不断增加，抄平变得越来越困难且不易连续。针对上述问题，该大桥采用自动安平高精密度水准仪进行测量，同时每天进行1-2次的全站仪放样校核。

3 实际控制效果

经过对以上测量控制方法的精度分析可知，用坐标放样定位法、铅垂线控制法，悬挂钢尺水准测量和三角高程间接法分别对墩身进行平面和标高定位，其精度均满足墩身施工对测量控制的技术要求。因此，上述方法均可用于墩身的施工控制。由于平面和高程定位均配备两套独立的测量方案所以在实施过程中可视具体情况交替使用，相互校核，以确保墩身施工测量控制准确无误。

4 结语

上述控制方法在K8+600大桥上的应用，大大减小了由于各种自然和人为因素引起的墩身轴线偏差。通过对已完工的1#墩墩身的偏位测量，测量结果横向偏差为18 mm,纵向偏差为13 mm，2#墩墩身横向偏差为5 mm，纵向偏差为10 mm，很好地达到了《公路桥涵施工技术规范》的要求。