混凝土斜拉桥施工测量研究

混凝土斜拉桥施工测量研究

周理含

上海岩土工程勘察设计研究院有限公司

摘要：本文结合工程实例，将混凝土斜拉桥结构施工中，施工测量的重点进行论述，从工程实际的角度，讨论研究基础、索塔柱及主梁悬臂等内容。期望对于同类工程施工测量具有参考作用。

关键词：混凝土斜拉桥施工测量研究

本文对辰塔公路越黄浦江大桥新建工程的施工测量任务进行详解。各项测量技术按照《工程测量规范》中桥梁施工测量的精度要求等实施。

1、工程概况

辰塔公路越黄浦江大桥位于上海市松江区泖港镇，呈南北走向，是辰塔公路（D30公路）跨越黄浦江的一个重要节点。辰塔大桥是黄浦江上第一座全混凝土结构斜拉桥，主桥桥型为双塔双索面混凝土梁斜拉桥，基本结构体系采用半漂浮体系，主桥长546米，主跨长296m，斜拉索纵向立面采用扇形布置，全桥共84对索。索塔横向为花瓶形索塔，总高93.7m。大桥施工期间对该桥的测量内容包括首级控制网复测，加密控制网；主塔施工；主梁施工；桩位、承台、墩柱施工定位及支座安装测量；箱梁现浇施工测量、道路施工测量、防撞护栏施工测量以及主墩沉降变形测量。

2、施工测量技术介绍

2.1控制网复测及加密

为简化施工测量放样工作，保证施工质量和效率，主桥平面控制采用独立坐标系统。即以主桥P10墩中心和P9墩中心连线方向为坐标纵轴方向（X方向），指向P9墩方向为X轴增大方向，P10墩中心坐标为（X=1000.000，Y=0.000），P9墩中心坐标为（X=1296.000，Y=0.000），横桥向向东为Y轴增大方向。施工过程中，按照《工程测量规范》（GB50026—2007）中四等三角网精度要求每隔3个月对首级平面控制网进行一次复测。2014年7月在控制网复测过程中，发现南岸靠近江边强制观测墩CT04、CT05点位发生明显变化，观测墩明显存在船只挂靠痕迹，造成控制点损坏，遂向交桩单位提交申请报告，对首级平面重新修复测设，新测控制点改点号为CT04-1、CT05-1。

2.2加密控制网的布设和测量

根据现场实际条件，本工程加密控制网分二期布设。第一期加密控制网布设成导线形式，分布在黄浦江南北两岸，主要用于道路、引桥及下部结构的施工；第二期设置主桥加密控制网，主要用于主桥施工控制测量，用以控制主塔及主梁的施工测量[1]。

以导线的形式布设，在黄浦江南、北两岸各设置一条闭合导线；黄浦江南岸在护堤和泖晨公路上分别布设一级导线点D1、D2、D3、D4和首级控制点CT04、CT05组成闭合导线；黄浦江北岸控制点加密设置为从该工程道路的起点处，沿贵南路往南至黄浦江北岸边，共布设四个导线点D5、D6、D7和D8（导线点间距约150m）和首级控制点CT01、CT02组成闭合导线。加密导线点平面控制测量按照《工程测量规范》（GB50026—2007）中四等导线技术要求施测与复测；外业检查各项指标满足规范要求后采用EXCLE软件按照闭合导线简易平差程序进行平差计算。

2.3主桥施工测量

2.3.1钻孔桩定位测量起算于主桥附近的加密控制点，极坐标法放样复测。放样后按三点画圆法检测，现场测量钢护筒边上均匀分布的三点，通过三点坐标求算钢护筒中心位置，钢护筒要求限差±40mm；标高采用水准仪几何水准法直接测量或全站仪三角高程正倒镜取平均值的方法测量。

2.3.2承台施工测量起算于加密控制点。根据施工图计算出承台角点的设计坐标、承台底标高、承台顶标高；采用全站仪极坐标法放样垫层角点，水准仪测量垫层标高（承台底标高）；垫层竣工后放样复测好承台模板顶角点与承台顶标高。高程允许偏差±8mm，平面允许偏差±6mm。

2.3.3主塔施工测量的重点是保证塔柱各部分的垂直度、倾斜度、断面尺寸，以及内部构件的空间位置。根据主塔施工方案，主塔施工测量的具体内容包括主塔各节段的模板的调整定位与检查、劲性骨架的定位与检查、索导管的定位与检查、钢锚梁的调整定位与检查，牛腿等结构预埋件的定位等。

2.3.4下塔柱施工测量

下塔柱分01、02、03三个节段浇筑，浇筑高度分别为1.5m、4.35m、4.35m。施测方法：全站仪三维坐标测量。

按照设计图纸利用空间几何方法计算出每个节段角点的三维坐标。用全站仪在P9、P10承台顶面对01节段控制点进行点位放样并弹出墨线，作为模板安装的依据，模板安装时严格控制模板的顶口高程和平面位置，模板安装完毕后立即进行模板检查，以保证塔座的施工质量和精度要求。在01节段混凝土浇筑完成并初凝后进行02节段控制点放样，以此类推。

2.3.5下横梁施工测量

下塔柱浇筑完成后，进行下横梁施工测量定位，测量方法：利用全站仪精确定位三维坐标测量[2]。下横梁高程控制采用全站仪三角高程传递的方法，在承台顶面布设高程基准点，利用TCA2003全站仪在高程基准点处设站进行高程传递。

2.3.6中塔柱施工测量

中塔柱分04～12共9个节段浇筑，其中04节段高度为2.053m，05～11节段高度为7×4.5m，12节段高度为4.144m。测量方法：利用LeicaTCA2003全站仪精确定位三维坐标测量。

在04节段模板安装前首先对03节段顶标高和平面位置进行检查复核，确认03节段结构尺寸及标高满足测量精度要求后，用全站仪在03顶面对04节段控制点进行点位放样并弹出墨线，作为模板安装的依据。同样在每下一节段模板安装前，在前一节段的顶面测放下一节段的底口平面位置，模板安装允许偏差在5mm以内，以保证塔柱的施工质量和精度要求。

2.3.7上横梁施工测量

中塔柱浇筑完成后，进行上横梁施工测量定位，测量方法可参考下横梁的施工测量：利用LeicaTCA2003全站仪精确定位三维坐标测量，高程传递以全站仪精密传高法作为主要方法。

2.3.8上塔柱施工测量

上塔柱分13～24十二个节段浇筑，其中13～22节段高度为10×4m，23节段高度为3.803m，24节段为塔冠高度为2m。上塔柱呈垂直状。

在13节段模板安装前首先对12节段顶标高和平面位置进行检查复核，确认12节段结构尺寸及标高满足精度和质量要求后，用全站仪在12节段顶面对13节段控制点进行点位放样并弹出墨线，作为模板安装的依据。同样在每下一节段模板安装前，在前一节段的顶面测放下一节段的底口的平面位置，模板安装允许偏差在5mm以内，以保证塔柱的施工质量和精度要求[3]。

2.3.9塔柱劲性骨架定位测量

承台浇筑前，对劲性骨架预埋件进行准确放样和复核，要求预埋件平面偏位不大于10mm。

中、下劲性骨架在加工场加工成散件后在现场桥位组装，上塔柱劲性骨架在现场台座上组装后整体吊装就位。劲性骨架的安装测量控制方法与塔柱混凝土面测量控制方法一致。

2.3.10主索道管测量

根据斜拉索结构受力特性，索导管的精密定位应优先保证索导管轴线与设计斜拉索的相对定位精度，其次才是锚固点位置的三维精度，而索道管轴线与设计斜拉索轴线的相对偏差主要取决于索导管两端口中心三维坐标的绝对精度。也就是说，索导管定位的关键在于索导管两端口中心的三维坐标控制。

2.3.11钢锚梁定位测量

在牛腿的预埋钢板上放样出钢锚梁横桥向两侧边线和两端边线。安装时，直接将钢锚梁两侧对准牛腿预埋钢板上的放样线即可。

2.3.12主梁施工测量

主梁施工控制网，采用边角联合交会，测量出图中所有角和边，并进行严密平差并将高程控制点引至主塔上，测量时采用三角高程对向观测法，两台全站仪同时对向观测，各8测回。

2.3.13主塔位移监测

主塔塔顶偏移是斜拉桥施工过程中的一个重要监控指标。在施工过程中两岸塔顶偏移量在混凝土浇筑后或斜拉索三张后进行测量。

2.3.14辰塔大桥施工期间还有防撞护栏施工定位测量、引桥施工测量、立柱施工定位测量、支座安装定位测量、箱梁安装定位测量、道路施工测量、沉降测量等，均采用常规全站仪极坐标法和水准测量方法即可完成。

结语

辰塔大桥施工工期历时三年半，全部施工测量工作在桥型结构复杂，施工精度要求高的前提下，均先后顺利完成，确保了主桥的顺利贯通，为后期同类全混凝土结构斜拉桥施工测量工作积累了宝贵的测量经验。

参考文献：

[1]蒙幸.姚东大桥主塔施工关键技术探讨[J].山西建筑，2010，36（12）：293-294

[2]董功海.独塔单索面混凝土梁斜拉桥索导管定位方法[J].现代交通技术，2013，10（5）：30-32.

[3]王朋强.高速公路新汴河大桥主跨斜拉桥索塔施工方案[J].商品与质量，2016，（8）：94-95.