桥梁悬拼施工测量的方法

庞志剑

广东省长大公路工程有限公司二公司

摘要：本文介绍桥梁悬拼施工过程中各块箱梁平面和标高的浏量控制方法，以及施工过程中悬臂的挠度变形监测。

关键词：连续梁桥；施工测量；控制

由于悬拼长度大，悬拼过程中的挠度变形情况复杂，且缺乏同类跨度桥梁悬拼施工控制的经验，因此主桥悬拼施工测量控制是全桥施工控制的一个极其重要的方面，包括梁段悬拼安装过程中梁体平面和标高的测量控制与调整、梁段中各节箱梁在施工过程中的挠度变形监测与分析、合拢误差的测量控制与调整以及合拢后预应力体系转换过程中的桥面线型变化监测等。

一、测量控制的精度要求和控制方法

九江大桥主桥施工要求：拼装块件的前端中心线偏差不得大于士5mm，若连续两个节段均发生同向偏差而使前端中心偏差大于士10mm时，应在其后的拼装中调整并使之复位；拼装块件的前端顶面标高与设计标高之差不得大于士10 mm，若连续两个节段均发生同向偏差而使前端顶面标高偏差大于士20 mm时，应在其后拼装过程中调整并使之复位；湿接缝后第一块箱梁中线和标高控制的误差要小于士2 mm；箱梁拼装完成后于23号块的末端，左右两悬臂中心相对偏差不得大于士20 mm，上下高差相对误差不得大于士50 mm，否则应考虑强迫合拢。

二、箱梁悬拼施工测量控制网的建立、施测与精度

该控制网必须具有可同时控制箱梁悬拼时的中线和标高的功能，作为主桥控制网，还应与全桥施工控制网发生关系，因此要求这个网必须是一个三维控制网，且精度必须满足施工精度的要求。

1、箱梁悬拼施工平面控制网的建立

由于全桥为直线桥，平面控制的问题就简化成箱梁悬拼时的中线控制和里程控制，因此按需要可建立包括两端引桥中线和主桥各墩中心在内的轴线控制网，由上、下水桥桥面中轴线组成，如图1所示。

控制网由上水桥的S1～S5和下水桥的X1～X5共10个点组成，均位于桥墩上已竣工的桥面上，因轴线控制网图形简单、实用，可只用一台J2级经纬仪施测即可，S1和S5可根据两端已竣工桥面的几何中心确定，置镜S1或S5，用直线穿线法正倒镜两测回确定S2，S3和S4点，同理可建立下水桥X1～ X5点组成的轴线控制网。

用直线穿线法施测直线，由于不需要进行度盘读数，施测两测回直线点方向偏差可控制在士1"以内，按主桥全长520 m计算，在最不利的情况下，S2.S3和S4及X2，X3和X4偏离直线S1～S5和X1～X5的误差为：

士1

206 265X 520 000 mm=士2. 5 mm

即能满足悬拼施工箱梁中心的偏差要求。

2、施工高程控制網的建立

高程控制网应在各个T构的零号块竣工后悬拼施工之前建立。高程控制网的高程起算点可建立在三个主墩的承台面上，用悬吊钢尺水准测量的方法传递到各个T构的零号块顶面上，按二等水准测量的方法和精度进行施测。

按二等水准测量，每测站所测高差之中误差为士0.35 mm，从高程起算点到零号块的高程控制网点，在最不利的情况将不超过10站。

进行一测段30m高的悬吊钢尺水准测量的高差测量中误差约为士3.0mm。

三、悬拼箱梁标高控制方法

控制待悬拼箱梁的标高，使其恰好等于该块箱梁的设计标高或欲调整的标高。每一块箱梁在预制成型后均在其顶面腹板附近前后断面对称设置4个标高点，根据所处空间位置，计算这4个点的标高值，该标高值应包含挠度和施工

各阶段的影响在内。在拼装现场用精密水准仪按二等水准测量的方法和精度，根据零号块上的高程控制点测设4个标高点的标高，使待拼装的箱梁标高符合施工要求（即等于所计算的控制标高）。用此方法控制箱梁标高，在最不利情

况下测站数最多不超过4个，该方法完全可用于悬拼箱梁的标高控制。

由于预制和拼装的原因，可能会导致梁段中箱梁的标高偏离设计值，当该项误差超过士2.0 cm时，就应该对下一梁段的第一块箱梁进行标高调整，方法与中线调整时相似，即抬高或降低前进方向一端的标高，使之扭转一个角度，

使该梁段最末一块箱梁的标高等于设计标高。

四、悬拼箱梁中线控制的方法

控制待悬拼箱梁的几何中线，使其落在桥梁轴线上。每一块箱梁在预制场预制成型后，均在其顶面弹画出顺桥向和横桥向的几何中线，在施工现场把经纬仪架设在相应T构的轴线控制点上，照准沿拼装方向上的另一个控制点，然后观察待悬拼之箱梁的顺桥向轴线（墨线）是否落在经纬仪的视线上，指挥箱梁上下水方向移动或扭转，直到箱梁前后断面处的中线落在视线上，则该段箱梁的中线位于桥轴线即设计的位置上。

但是，由于预制场预制台座的不均匀沉降，造成预制箱梁产生误差；以及在预制箱梁的同时，吊出已制好的块件使预制支架回弹，使箱梁与箱梁之间的接触面贴合产生偏斜，将导致梁段随着箱梁悬拼块数的增加而出现越来越大的

误差。因此将悬臂分为4个梁段，梁段之间增加湿接缝，用以调整后一梁段的空间位置。

当拼装的箱梁中线偏离桥轴线超过士1cm时，就应对下一梁段的第一块箱梁进行中线调整，在主桥22号墩第一梁段3号～10号的拼装后，最后一块箱梁即10号块偏离桥轴一4.3cm（偏下水方向），为此应对第二梁段的第一块箱梁即11号块中线进行调整，调整时为保证10号和11号块预应力管道左右方向的平顺对接，先使11号块“开平”端的中线也偏下水4.3cm，然后扭转另一端，使中线只偏离下水3.8cm，即把该块箱梁中线向上水方向扭了L11-4.3-3.8=5mm，该块箱梁前后端中线点间距为D=2m。

该梁段总长度为5X3.5 m=17.5 m，则在不考虑其它误差的影响。

这样到15号块拼装时，该块中线只偏上水1mm，即纠正了前一梁段的拼装中线误差，使之恢复到桥轴线上。以上中线调整的原理可参见

图2。

五、挠度变形观测的方法及精度

1、挠度变形观测的方法

以施工阶段作为观测时间的控制，每悬拼一节箱梁，就以该墩上的水准点作为相对高程基准。把预埋在箱梁上的监测点用二等水准测量的方法和精度观测两次，随着箱梁块数的增加，愈靠近零号块上的箱梁其上监测点被观测的次数愈多，则其标高的变化就代表该点所处的箱梁在不同施工阶段中的挠度变化情况。

箱梁悬拼过程中的挠度变形观测，所测挠度应该反映由于块件拼装或张拉引起的梁体变形。但由于不可避免的观测误差以及外界环境温度对梁体标高的影响，挠度值中常含有观测误差和温度所引起的额外挠度。为提高挠度变形观测成果的可靠性和精度，宜严格按设计精度等级和限差要求进行挠度变形观测。此外应固定观测时间（最好在上午8时30分以前完成外业观测），并记录温度。

2、挠度变形观测的精度分析

按二等水准精度要求施测，在箱梁总块数达到最多（23块）时，观测路线的总长度不超过200m，测站数不超过6个，由M站可估算最弱观测点的高程中误差

MH弱=M站6=±0.86mm，最弱观测点的挠度中误差为MΔH弱 =2MH弱=±1.21mm，说明按这种方法观测，能反映变形超过2MΔH弱=±2.42mm的挠度值。

六、实际合拢误差的测量与合拢情况

采用上面介绍的悬拼测量控制的方法、中线和标高调整控制的方法和挠度变形观测的方法，通过对箱梁挠度变形和标高变化的不间断监测和对拼装箱梁中线及标高的不间断控制和调整，悬拼完成后，各个T梁悬臂端头之间的相对标高偏差和相对中线偏差即所谓的合拢误差（表2）。从表2知，除上水桥22#和23#墩中孔以及24#和25#墩边孔标高合拢误差超过平顺合拢的限差（±50mm）外，其他各处的中线和标高合拢误差均较好地达到设计要求。

结语：

通过对九江大桥主桥箱梁悬拼过程的测量控制和监测，对实际的合拢精度、实测的桥面线型以及事后对测量资料的分析和总结，可以得出以下主要结论：

（1）九江大桥主桥悬拼施工测量控制是行之有效的，精度设计合理，合拢误差控制在设计允许范围之内，实现了全桥的自然合拢。合拢精度在国内同类大跨桥梁悬拼施工控制实践中是罕见的。

（2）悬拼过程中箱梁中线和标高调整是可行的，改变了以往靠薄铜片垫塞顶板结合面调整主梁标高和方向的传统方法，使施工工艺和测量控制更为简单、高效。

（3）吊装和张拉两个施工阶段，箱梁实际发生的挠度变形基本与相应的计算挠度相一致，特别是15#块后，吻合的程度相对好一些，说明有关设计参数是正确的，挠度观测的方法和精度是合理的，能够反映悬拼过程中的实际变形情况。

参考文献：

[1]国家技术监督局 .GB1289- 91国家一、二等水准测量规范 .北京：中国标准出版社，1992

[2]刘成龙等 .虎门大桥 270 m 预应力连续刚构桥施工测量控制方法与精度分析 .见：中国土木工程学会编，中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十二届年会论文集，中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十二届年会，1996，广州：广州铁路局出版社，1996：58- 67

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四、安全文明施工

1 箱梁架设现场设专职安全员进行安全巡视，密切观察现场的安全状况。

2 为保证架梁的质量和安全，操作人员应为专业队伍。

3 架梁现场应有明显标志，与该工作无关的人员严禁入内。

4 使用钢轨的，钢轨的两侧必须设置限位装置，并经常检查限位装置的完好性。

5 滑轮运转不正常情况下，应立即停止进行检查。钢丝绳必须每天检查。

6 作为架梁时工作人员行走的“天桥”，必须设置严格、规范的防护栏杆，确保施工安全。

7 加强起重吊装设备检修，对所有起重、运输工具设备，使用前应进行全面的检修，特别是重型吊装机械，必須经过荷重试吊合格后，方可正式使用，在统一指挥下进行作业。

8 夜间、5 级及 5 级以上大风（暴雨）时不得进行箱梁架设作业。

五、发展趋势

施工现场管理标准化是建筑业企业可持续发展必由之路，是建筑施工企业加强科学管理、提高项目施工质量和安全水平、提升企业经济效益和社会效益的重要途径。特别是在当前基础设施建设高起点、大规模发展的形势下，必须大力推进建筑业施工现场管理标准化，通过规范现场管理行为，提高管理工作质量，确保项目安全、质量、效益目标的全面实现，促进企业健康发展、科学发展和持续发展。就公路工程行业来讲，随着我国基础设施建设的不断推进，施工工艺及管理水平的不断提高，既要加快完善公路工程施工标准化体系的步伐，建立科学系统的施工标准化体系，使建设活动有标可依，又要加强组织领导和督促检查，确保公路工程建设全面达到施工标准化要求。此外，除了在高速公路推行施工标准化管理外，还应在一级公路、二级公路及二级以下公路的路基、路面、桥涵、隧道、绿化及防护工程建设过程中进行推广，全面提高公路建设管理水平。

六、结束语

工程建设标准化是我国社会主义现代化建设的一项重要基础工作，是组织现代化建设的重要手段，是对现代化建设实行科学管理的重要组成部分。只有施工标准化管理的实施，才能建立和维护正常的生产和工作秩序；才能保证各工序的工作质量。积极推行工程建设标准化，对规范建设市场行为，促进建设工程技术进步，保证工程质量，加快建设速度，节约原料、能源，合理使用建设资金，保护人身健康和人民生命财产安全，提高投资效益都具有重要作用。

参考文献：

[1]黄绳武.桥梁施工及组织管理（上册）[M]. 人民交通出版社，2003

[2]福建省高速公路建设总指挥部.福建省高速公路施工标准化指南（工地建设）[M].人民交通出版社，2010

[3]陈传德 吴丽萍.公路项目施工管理[M]. 人民交通出版社，2002

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力较大或温度较低的场合，因为薄层路面的摊铺层太薄，散热太快。如遇到环境恶劣，混合料温度会降低更快，不利于路面的压实。薄层摊铺时，如若采用过度的振动压实方法，由于铺层太薄，振动能量会从下承层反射上来，反而会将铺层振松。但要是使用静压，路面的密实度往往又达不到规定的要求。铺层由于太薄，如果承受较大的冲击力，表面的集料极易容易被压碎，尤以对以粗集料为主的嵌锁型结构的混合料危害最大。混合料的级配特性会因为集料的破碎而遭到严重的破坏。这样的话将为以后路面的松散、渗水、剥落和裂缝等病害埋下隐患。

橡胶颗粒一个很明显的特性就是具有很高的弹性，橡胶颗粒沥青也会相应具备较强的弹性，这是橡胶颗粒沥青比之其他普通橡胶颗粒最大的特点，同时也是因为这个特点，使之成为压实的难点。对于具有比较高的弹性材料来说要想压实它，必须使用合理的机型以及合适的参数。

三、碾压温度控制

橡膠颗粒沥青路面属于薄层摊铺，橡胶颗粒沥青本身又具有其特殊性质。控制碾压时的温度，对整个碾压质量有着至关重要的作用。沥青混合料温度较高，混合料过软，铺层承载能力不够，易于造成碾压轮对混合料的推移，影响碾压的平整度，碾压过晚，混合料温度过低，在后续碾压时混合料已冷却，使最终碾压密实度达不到要求。因此要严格控制沥青混合料碾压温度，才能保证沥青混凝土路面的质量。

四、碾压工艺

在橡胶颗粒沥青的室内成型工艺中，二次成型法所成型的试件的指标均能达到路用要求，所以我们所制定的碾压工艺是参照室内二次成型的工艺所得：初压，光轮静压两遍；复压，光轮振动压实四遍，胶轮揉搓两遍。待温度降至 90℃至 100℃左右光轮振动压实两遍；终压，光轮静压一至两遍，将路面收光。终压温度不得低于 80℃。

结束语

结合橡胶颗粒沥青混合料的特性，针对除冰路面的结构进行分析。首先将除冰路面的摊铺定义为薄层等厚摊铺，在施工过程中要保证每个点的摊铺厚度，只有这样才能确保路面的除冰效果。而橡胶颗粒沥青本身特殊的性质又使得摊铺机的摊铺不同于普通沥青混凝土。研究了橡胶颗粒沥青路面的碾压工艺，针对橡胶颗粒沥青具有的特殊物理性质，其碾压工艺显得尤为不同，通过对路面的不同状况分析了不同的施工工艺；分析了各种类型的压实设备对橡胶颗粒沥青路面所起的不同作用。

参考文献：

[1]魏浩.橡胶沥青碾压工艺初探[J].公路交通科技，2010

[2]袁艳丽. 谈沥青路面压实技术[J]. 中国科技信息，2008

[3]陈豪等. 高速公路沥青路面施工关键技术研究[J].中国科技博览.2011

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合体近似看作是嵌入围岩的一维杆状体。检测时，由锚杆端部发射的声频应力波经杆体向里传播，当遇到存在波阻抗差异的界面如空洞、锚杆与砂浆等界面，将发生反射、透射或散射。

在实际工程中反射波可在其传至锚杆顶时，通过固定在锚杆顶部的传感器加速度型或速度型测得。由于反射波携带锚固系统内的信息，将其进行放大、滤波和数据处理，从而识别来自不同部位的反射信息。根据这些反射信息，结合其他工程资料，可判断锚固系统不同部位的质量及锚杆长度。

在杆中截面面积或材料性质发生变化时，入射波将在该截面上发生反射和透射。其反射波和透射波幅值的大小与截面面积和波阻抗相对变化的程度有关。当锚杆、砂浆和围岩浇灌均匀、密实时，由于三者之间的波阻抗差异不大，因此有大部分能量透射出去，只有小部分能量反射回来。当砂浆浇灌不均匀、不密实时，则在砂浆中出现空隙，在空隙处呈现出较强的波阻抗差异，反射波能量大大增强。通过分析反射波与入射波之间的能量关系，可以判断出锚杆、锚固系统的密实程度。同时，当应力波遇到锚固缺陷时，原有的振动将发生变化，表现为在缺陷处产生了相位突变，因此可以通过分析反射波的相位变化位置判断出锚固缺陷的位置。

结束语

虽然我国公路隧道工程建设起步较晚，但通过进一步总结、研究，提出一系列适应公路隧道要求的有效的质量检测方法和工程质量检验评价指标，形成一套系统的公路隧道质量控制体系。相信我国公路隧道建设技术水平会有很大程度的提高。

参考文献：

[1]程崇国.公路隧道施工质量问题与控制探讨[J].公路交通技术，2008.

[2]尤哲敏.公路隧道质量检测与控制研究[J].安全与环境工程，2009（4）.

[3]张德喜.公路隧道施工质量控制要点.北方交通，2008（5）

[4]姜洪涛.高速公路隧道施工检测与信息反馈.西南交通大学硕士论文，2005