连续梁桥施工中的线形控制测量探讨

罗秀林

（中铁二十二局集团第二工程有限公司，北京 100041）

1 引言

近年来，我国不断加大桥梁等基础工程的建设力度，同时，也对桥梁工程的施工质量提出了更高的要求。连续梁桥由于有较强的跨越能力、结构刚度以及抗震性能，且技术适应性较好，维护管理难度较低，能够适应于多种工况条件下的桥梁工程施工，因此，得到了广泛应用。为提高连续梁桥的施工质量，确保线形符合设计标准，必须高度重视施工控制测量问题。施工单位应指派专业测量人员根据连续梁桥的结构特点以及线形控制要求合理选择施工控制测量方法。测量人员应严格遵守相关技术规范，确保测量数据科学准确，以提高施工线形控制精度，为连续梁桥施工质量的全面提升奠定良好的基础。

2 连续梁桥线形控制测量的重要性分析

线形控制是连续梁桥工程施工中的关键环节，对于桥梁工程整体结构的质量安全以及成桥线形均会产生较大的影响。而施工控制测量则是获得连续梁桥几何形状、尺寸规格以及主梁和桥墩等部分是否存在位移变形情况的重要途径[1]。因此，施工单位和测量技术人员应高度重视施工控制测量，合理选择测量技术方法，提高测量数据的精度，为施工线形控制提供可靠的测量数据。

3 连续梁桥施工线形控制研究

格库铁路省道303立交4号大桥连续梁位于2号~5号墩之间，跨度为32 m+48 m+32 m，工程区域地势较为平坦。本文对该连续梁桥施工中的线形控制测量进行分析。

3.1 布设施工控制网

3.1.1 布设平面施工控制网问题分析

在连续梁桥施工过程中，为准确控制线形，首先，应布设施工控制网。施工控制网主要包括高程控制网和平面控制网，均由多个测量控制点连接而成。其中，平面控制网主要是对连续梁桥支座以及桥墩等平面点位进行精确定位测量。目前，在连续梁桥工程施工平面控制网布设中，多采用三角网等类型。但当连续梁桥工程规模较大时，如单纯采用三角网可能会造成控制网出现横纵比例不合理问题，影响平面定位测量的精度，因此，在施工控制测量实践中，应综合采用测角网及测边网等技术方法[2]。同时，在布设连续梁桥施工控制网时，还应充分考虑悬臂浇筑以及线形控制的要求，确保布网精度能够满足施工线形控制测量精度标准。

3.1.2 高程施工控制网布设分析

布设高程控制网的目的是对桥梁工程的高程变化进行测量，并为放样工作提供测量数据。在布设高程控制网时，应严格遵守桥梁工程施工控制测量要求，将精度控制在二等水准测量水平。测量人员应在连续梁桥两侧统一进行高程控制测量水准基点设置，并利用已知高程点以及水准点进行联测，以确保精度符合要求。同时，应在连续梁桥轴线上设置适当数量的施工水准点，且复合水准路线应由施工水准点与完成联测的已知水准点共同构成。当连续梁桥工程区域具备较好的地形条件时，则应采用闭合水准测量方式提高测量精度，并应在施工过程中定期复测重要水准点。在布设高程控制网时，应根据连续梁桥的实际情况采用水准测量或三角高程法等，并在高程控制网布设后进行平差处理，确保高程精度达到施工控制测量标准。

3.1.3 建立平差系统问题分析

由于施工控制网需要多次观测，且测量结构会受到多种因素的影响，因此，需建立平差系统，以确保其精度符合施工控制测量要求。目前，在施工控制测量中多采用间接平差法及有条件平差法等经典平差方法。

3.2 连续梁施工线形控制中的测量要点

在连续梁桥施工过程中，连续梁平面以及纵向线形会在基础沉降、施工现场的环境温度、荷载条件、结构体系以及混凝土自身特性等影响因素的作用下出现变形，因此，必须通过施工控制测量准确掌握变形量，以便采取相应的控制措施，确保成桥线形符合设计标准。连续梁桥的施工线形控制测量的基础是结合几何结构尺寸进行测量，以确保实际结构尺寸和设计标准之间的误差值在允许范围内。

3.2.1 主梁施工挠度测量

挠度是指连续梁桥主梁横截面形心在外部荷载以及内力作用的影响下向轴线垂直方向所产生的线位移，测量挠度是施工线形控制中的重要环节[3]。测量人员应精确测定连续梁桥挠度变化情况以及变化极值，以确保桥梁合龙施工以及成桥线形精度。

3.2.2 主梁施工线形水平位移测量问题研究

对连续梁桥进行水平位移测量，主要是对连续梁桥墩台的水平位移以及主梁在桥梁轴线垂直方向上所产生的横向位移量等进行测量。在测量实践中，应根据实际情况选择导线测量、前方交会、三角测量以及基准线法等测量方法，并选择沿桥梁横纵向方向上的最大实测位移值作为施工控制的分析基础。在连续梁桥水平位移测量中，目前比较常用的有导线测量、前交会以及基准线法等测量方法。

在采用前交会法对连续梁桥主梁水平位移进行测量时，应采用精度较高的测量仪器，且测回通常应为6个。在测量时，应根据交会边长确定误差允许范围，例如，交会边长约为100 m时，测定误差应控制在1 mm以内。应用前交会法施测时，初次观测应通过解析法对观测点初始观测值进行解算。之后应开展定期观测工作，并对测点坐标加以解算，解算方法也应采取解析法，以便对初始值和后期观测计算所得的坐标值进行对比分析，从而掌握测点横纵坐标的实际变化情况。在对位移值进行测量分析时，也可以根据实际情况选择微分法等计算方法，以简化计算。

在测定连续梁桥位的横向位移时，也可以采用基准线法，并可以通过测小角等方法对主梁纵向位移进行测量。在应用导线测量法对连续梁桥主梁进行位移测量时，应先将基点分别布设在连续梁桥纵向方向的两侧桥台上，且在各桥墩均应设置1个导线点，并连接监测点，以完成导线布设。这种导线布设方式能够为施工过程中的复测创造便利条件。

导线测量法一般适用于长度较长且跨度较大的连续梁桥主梁线形控制测量；而当连续梁桥受客观条件限制必须在不稳定条件设置监测点，或观测点数量较多时，则应采用交会测量法。此外，测量人员还应根据连续梁桥的具体桥型选择相应的测量方法，例如，测小角以及基准线法主要适用于直线桥的控制测量中，导线测量法以及三角测量法等则一般用于曲线桥的位移测量中。

3.2.3 连续梁桥施工悬臂控制测量

连续梁桥的主梁线形会受到混凝土材料特性、徐变收缩以及环境温湿度等因素的影响，因此，为精确控制成桥线形，应对立模标高进行准确测定。同时，如连续梁桥采用的是挂篮施工方式时，测量人员还应加强对挂篮变形的控制测量，以便准确掌握挂篮在预压前后的实际高程变化，了解挂篮变形与压力变化之间的客观规律，从而为连续梁桥主梁施工过程中各梁段变形测量控制提供可靠的参考数据。

3.2.4 连续梁桥施工中轴线控制测量

中轴线定位测量是连续梁桥施工线形控制测量中的重要环节。在测量连续梁桥中线时，应在梁顶面设置测点，并根据连续梁桥施工的实际情况采用交会放样测量法、全站仪测量法、极坐标法等方法进行定位测量。

其中，全站仪测量法主要是利用全站仪测定连续梁桥的中轴线坐标。应用该方法时，应注意坐标系的转换，以获得施工控制网中的中轴线坐标数据，从而为放样工作提供可靠的参考依据。该方法的测量操作较为便捷，能够快速、高效地获得定位数据。目前，在连续梁桥的中轴线测量工作中，以全站仪为基础的极坐标三维放样测量法由于能够同时完成测距、测角工作，并可以自动完成测量数据的计算和记录，因此，该方法在测定中轴线坐标以及对连续梁桥翼缘板进行边缘点坐标采集时均得到了广泛应用。

交会放样法是连续梁桥施工线形控制测量中常用的方法之一，主要包括前后交会以及极坐标等方法。在连续梁桥的放样测量中，由于放样点以及控制点坐标均为已知数据，因此，仅需对放样角度进行测量计算。测量实践中测量人员应根据实际情况选择前方角度交会或距离交会等前方交会法。当待测点位处于不利位置，无法直接进行测量距地时，应选择角度前交会法进行测量。在交会角达到约90°时，所有方向上所产生的误差值较为接近，但在交会角约为30°或120°时，会使图形测准条件下降，所以，在施测时应将交会角控制在30°~120°，从而确保测量放样精度能够符合施工控制测量要求。

随着电子测距仪等测量仪器的广泛应用，在连续梁桥施工轴线控制测量中，可以通过边长交会等方法直接进行测量放样。测量人员应首先对其中2条边进行定位测量，之后再以此为依据测定待定点坐标。为进一步提供测量精度，在测量实践中一般选择三边以及四边交会等测量方法，以获得更为精确的坐标数据。由于距离交会法的原理较为简明且易于理解操作，因此，在连续梁桥中轴线施工线形控制测量实践中的应用较为普遍。

3.3 连续梁桥施工桥墩沉降控制测量问题研究

在连续梁桥施工中，如桥墩出现不均匀沉降，不仅会影响成桥线形，还会对桥梁整体结构的质量安全构成严重威胁，因此，应加强对连续梁桥墩台结构垂直水平位移的测量等，以便及时掌握变形情况，并采取相应的控制措施。

3.3.1 布设沉降监测网问题分析

在布设沉降变形监测网时，应根据实际情况确定工作基点以及水准基点位置，并合理配置相应的测量仪器设备。其中，沉降观测点应布设于桥轴线方向的两侧，测点应分布均匀。水准点则应设置在场地外，且应与场地保持适当间距。水准点一般应设置主点1个及辅助点2个。在施测时，应先结合基准点进行联测，并通过高差校验方式保证水准点稳定。测量精度应达到二等水准测量水平。在布设高程基准网时，应沿连续梁桥走向均匀布设，测定间距应控制在200 m以内，以便形成闭合连续水准环，为沉降观测创造有利条件。如连续梁桥存在较高桥墩，应适当增加水准辅助点的设置，以提高测量精度。

3.3.2 沉降观测数据处理问题分析

在对连续梁桥桥墩进行沉降变形测量时，由于监测网中的测点既有固定不动的，同时，也有发生位移的，在施工过程中难以事先确定测点的实际稳定性，因此，为准确测定桥墩沉降变形情况，在施测时应加强对监测网中所有测点稳定性的观察，定期进行复测，并对测量数据进行平差处理，以确定各测点稳定性。在平差处理中，简易平差是比较常用的处理方法[4]。

4 结语

连续梁桥是现代桥梁工程中常见的桥梁结构形式，对施工线形控制有着较高要求。为了提高连续梁桥线形控制精度，施工单位以及测量技术人员应充分认识施工控制测量问题的重要性，合理选择施工控制测量技术方法，在连续梁桥的主梁及桥墩等施工中精确测定相关数据，为连续梁桥的施工线形控制提供准确可靠参考依据，从而促进我国桥梁工程施工质量的全面提升。