桥梁双向变坡高程测量

陈炎钊

(浙江省第一测绘院,浙江 杭州 310012)



桥梁双向变坡高程测量

陈炎钊

(浙江省第一测绘院,浙江 杭州 310012)

一座桥梁施工时，需要施工放样与复核检测，平面与高程精度要求严格。不仅如此，在施工的设计图上给出的数据往往是整体性的，如坡度、节点标高(设计系统高程)、距离等，而具体放样点的坐标需要自己细化换算。在一座约100 m跨度的桥梁中，第一跨经过一条小河，且小河与桥纵向成一定的角度(非垂直)，第二座桥墩平行于小河。桥墩在桥下坡，这样就形成了双向坡度。这种情况下，施工容易引起标高差错，造成不必要的损失。为应对这一问题，本文总结出较为完整有效的解决方案。

桥梁放样；高程测量；双向变坡；等比插值；复核测量

在地形图中经常可以看到河流与桥梁路面倾斜通过的案例。而高速公路路面要求平坦，坡度小，这样设计施工将较为顺利。在一些城市建设中，有些桥梁跨过较大的河流，如钱江六桥，跨度达数千米，仅跨河高程测量就是一项较为复杂的工程[1]。而引桥又有公路、小河等需要跨过，且往往与之不垂直交叉，如果在高速出口处的引桥发生这种情况，某一桥墩顶部就会出现双向坡度，其施工放样的复杂性就增加了，如果施工单位不重视，还可能会出现标高粗差，引起不必要的损失。本文对某一实例进行技术剖析，分析其要点，并提出了解决方案。

道路变坡通常指不同坡度值的斜坡连接，路面有纵坡横坡之分，桥墩纵坡常见，而横坡不多，尤其是隐含双向坡度的更少。本例中原来是一个纵向固定坡度，由于桥墩与桥纵向不垂直,而蕴含了另一横向变坡[2]。

一、工程简况

某支线桥宽24.0 m，主桥长52.0 m，两侧引桥各长28.0 m。主桥梁水平，找平层微坡。引桥坡度1/10，坡顶端在主桥与引桥结合处，标高为7.8 m，坡底端标高5.0 m，南端引桥中部有宽约10 m的小河倾斜通过，至第二个桥墩与小河平行，而与桥主轴线成一定夹角。第二个桥墩至坡顶距离分别为18.0与15.0 m，桥墩顶部高程主轴线上标注为6.15 m。图1为引桥坡度标高示意图。

图中标高及高差以m为单位；构件尺寸以mm为单位(后文各图同)。

梁板厚度为350 mm,找平层80 mm，细沥砼及次层80 mm，总计510 mm，墩凸250 mm。

图1 引桥坡度标高示意图

因此变坡桥墩轴线交点的高程为：6.15 m-0.51 m+0.25 m=5.89 m。由于梁板是预制厚度固定，这个高程即为承台浇筑完毕后的设计标高，也是重点需要复核的标高。

墩高程换算改正数dh=-0.26 m。由于是双变坡，后续放样需要精心准备，细分数据。

二、测量基准

在放样前，首先需对已知的起算数据进行复核，检查标高的基准高程。一般情况下标高是指设计基准系统的高程。在工程设计中，不少施工控制网是独立的，标高是以一层地坪作为0起算的，而该点的城市高程系统高程值与0值之间有个换算常数h0。当然也有h0=0.0的情况。

因此除检测已知起算点外，还应检测h0值是否正确。一般精度为检测误差不超过±5.0 cm，需根据具体的工程施工测量规范确定。

目前，随着卫星定位测量等高科技手段在工程测量中的应用，呈多网合一的趋势，即勘察控制网、施工控制网、复核及沉降控制网三网合而为一。由于城市道路及桥梁牵涉范围较广，往往是工程设计所采用的基准系统与该城市控制网取得一致或进行联测[3]。

除了检测已知点之间的高差，还需与其他两个及以上已知点联测，平面坐标也需检测。目前高程仍用常规水准方法检测，采用GPS高程检测还有待进一步研究[4]；平面除用常规方法检测外，已开始应用卫星定位系统进行检测[5]。对于较大的工程，如需对沉降进行较长时间观测，应同时选择至少两个位置良好的沉降测量的起算点[6]。

三、变坡分析

设计给出了2#桥墩主轴线上的标高为+6.15 m。该组配筋长度也是以此标高给出的。如果不仔细分析则容易出错。事实上，由于该桥墩两侧距坡顶的长度分别为15.0与18.0 m，因此标高也是不同的，导致该组的配筋长度也是不同的，需要换算。

引桥坡高差为

7.80-5.00=2.80 m

2#桥墩左端高程为

7.80-(15.0÷28.0)×2.80=6.30 m

右端高程为

7.80-(18.0÷28.0)×2.80=6.00 m

两端高差为

6.30-6.00=0.30 m

对于垂直宽度为18.0 m的桥梁，横向两端高差30.0 cm是必须要改正的。

桥墩蕴含的横向坡度如图2所示。

图2 蕴含的横向坡度示意图

2#桥墩斜向总长度为

高度变化量可计算出：0.3×1.0÷18.25=0.016 m，即沿着墩子方向每隔1.0 m高差变化0.016 m。按照这个比例，2#墩的顶部任一点浇筑标高均可算出，加入dh等改正数改正，可列表。按这个表的标高值进行放样。当然，预先购置的配筋，需扣除砼保护层厚度[7]和调整改正数dh等，即作相应调整。

桥纵向坡度为2.80/28.00=1/10，即墩子本身横向有坡度，同时还需考虑墩子在纵向的坡度1/10，且与桥坡度相一致。

四、测量要点

施工复核是一种结果检测，但质量控制在审图时已经开始，配筋与模板布置是较为关键的一步。在配筋布置完毕及模板固定后，进行平高复核是一个重要的时间点，此时发现问题还可以返工，损失不会太大且不会影响工程质量[8]。有些大型工程建立施工数字化管理系统，是较为科学先进的方法[9]。

如在小河边的桥墩看上去像一堵砼墙，其变坡桥墩与河流不垂直，如图3所示。既起到承重作用，也代替河侧驳坎，但更长部分是由多个单桩组成的，在承台下部入土。平面位置的放样，在下部桥桩单桩的施工中已定位好。上部承台施工，平面位置复测的主要目的是按规范要求再调整配筋与模板的位置精度。高程控制则需要用水准仪从已知点直接引测(在附近有良好位置则可设过渡的固定点备用)，不宜从构筑体自身底部往上传递，以免误差累积。

图3 变坡桥墩与河流示意图

对于2#墩，可以在墩子两侧与中间这3点上插杆，用水准测量引测标高到3个位置上，并在杆上做标记。用拉线来确定其余点的标高，当然也可以定出5点进行拉线以控制砼浇筑顶部标高。拉线后即可知配筋外的水泥保护层厚度是否符合规范与设计要求，若影响质量则再作调整。

五、复核测量

复核测量是对各工序进行复核测量。广义的复核测量包含内容较多，如系统基准复核，已知点复核，中桩复核，拨线基准控制点复核，深度、高度复核等。复核结果及复核过程均需按规范要求进行记录存档。桥梁与民用住宅建筑的复核内容有些差异，但原则基本相同，以保证顺利进入下道工序。对于本例2#桥墩来说，需要复核测量的内容主要包括：

1) 前期复核，包括基准、已知点的复核；

2) 桥梁中轴线复核；

3) 桥桩定位复核与桩孔深度复核[10-11]；

4) 承台底部标高复核；

5) 承台顶部配筋与砼的三维坐标复核；

6) 双向坡度复核；

7) 梁板安装前，找平层的精确复核；

8) 上部路面分层铺设时的多次复核。

复核测量除使用全站仪等设备的常规测量方法外，也可以采用GPS RTK方法进行测量[12]，这是一种精度可靠、效率较高的方法，主要用于平面位置，而高程测定则要视工程所在地是否有良好的大地水准精化面而定，否则不宜使用。

“桥梁墩台、涵洞等建筑物的控制点；基底、基顶、墩台顶建筑物竖向特殊变化部位的高程等，一定要采用换手复测(换人或更换方法)对工程部位点位的计算运用不同的方法进行检算，或用同一种方法的控制点加以检核，确认无误后，由项目部测量队填写测量技术交底交给施工队技术人员，并办理签认手续，做好施工记录后，方能进行下道工序施工”[13]。

工程竣工验收后，桥梁工程一般还需进行较长周期的沉降观测。沉降观测也可以视为对工程设计方案在现行地质条件下的实际检查验证[14-15]，也可以广义地认为是复核测量。

六、结束语

桥梁施工测量是较为常见的作业，国家、行业、地方有多种规范，可以参照执行。如建设部的《城市测量规范》(CJJ 8—2011)、《精密工程测量规范》(GB/T 15314—1994)、《工程测量规范》(CB 50026—93)等。

针对具体的工程，施工测量任务应由经验丰富的专业测量人员承担；专业测量人员宜参与图纸会审会议，详细听取专家意见建议，此外还需按施工工序与工程部位熟悉图纸及各种数据，仔细分析研读。在作业前，应进行先期的准备工作，做到细致详尽，落实到位。

[1] 鲁立新.三角高程测量方法的几点探讨[J].科技创新导报,2010(35):91-91.

[2] 李明辉.关于双向起坡的研究[J].科技创新导报,2011(28):71-72.

[3] 吴迪军.桥梁工程测量技术现状及发展方向[J].测绘通报,2016(1):1-5.

[4] 张潘,余代俊,张玉刚,等. GPS高程拟合方法研究及精度对比试验[J].测绘通报, 2015(9):54-56.

[5] 廖超明,马艳,潘元进,等.广西区域现今地壳运动与应变的GPS监测分析[J].测绘学报, 2015, 44(8):858-865.

[6] 陆立,胡晓丽,王春华.用时间序列分析法进行建筑物沉降观测数据处理的研究[J].测绘科学,2004,29(6):76-78.

[7] 住房城乡建设部. 混凝土结构设计规范：GB 50010—2010[S].北京：建筑出版社，2010.

[8] 吴栋材,丁士俊,赵龙飞.江阴长江大桥南塔柱施工测量[J].测绘通报,1998(3):21-24.

[9] 岳建平,刘军.大型桥梁施工测量信息管理系统研制[J].测绘通报，2004(8):44-46.

[10] 易建华,姬翠翠,黄文学.港珠澳大桥钢管桩施工定位测量技术应用[J].地理空间信息, 2014(5):134-136.

[11] 李若军,董春晖,李立波. 深海承台钢套箱施工定位测量技术 [J]. 公路交通科技(应用技术版)，2010(6)：35-38.

[12] 杜兵,欧阳效勇,任回兴.新型GPS-RTK打桩船定位系统在苏通大桥建设中的应用[J].勘察科学技术, 2006(6):55-58.

[13] 百度文库.施工复核测量内部制度[EB/OL].[2015-12-01].http:∥wenku.baidu.com/view/dd9d1272b4daa 58da1114a1e.html.

[14] 许娅娅,雒应.测量学[M].北京:人民交通出版社,2002.

[15] 李青岳,陈永奇.工程测量学[M].北京:测绘出版社,1995.

Bridge Bidirectional Double Variable Slope Height Measurement

CHEN Yanzhao

2016-02-27；

2016-06-30

陈炎钊(1963—)，男，高级工程师，主要研究方向为工程测量。E-mail：hz_cyz@126.com

陈炎钊.桥梁双向变坡高程测量[J].测绘通报，2016(11)：103-105.

10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0376.

P258

B

0494-0911(2016)11-0103-03