果子溝斜拉橋塔梁張拉的變形及施工測量問題

胡東武，李霞

(中交二航局第六工程公司，湖北武漢 430014)

1 工程概況

果子溝斜拉橋兩側主塔編號分別為Z1#和Z2#，其形狀為階梯形，鋼筋混凝土結構。其中，Z2#塔高213.5 m，共分三個節段:上橫梁以上為上塔柱，高度為43.5 m;中二橫梁以上為中二塔柱，高度為52 m;中二橫梁與下橫梁之間為中塔柱，高度均為38 m;下橫梁以下為下塔柱，高度為:42 m。塔身采用液壓爬模工藝施工，采用全站儀三維坐標法進行施工放樣。

2 施工測量控制的重點

在果子溝斜拉橋主塔的施工過程中，采用塔梁異步施工的方法，即當塔柱施工至橫梁處時，只在塔柱上埋設橫梁預埋件;此后，塔柱繼續施工，當爬模行至高出橫梁頂一段距離后，方進行橫梁作業。這樣，當橫梁的砼澆筑完成并準備進行張拉時，仍在施工的塔柱可能已高出橫梁頂4個～5個節段。這時，對橫梁進行張拉必將影響塔柱垂直度和中二橫梁(鋼桁梁0#塊安裝處)的平面尺寸。因此，在這種塔柱，橫梁異步施工的情況下，如何減弱橫梁張拉的影響，便成為主塔施工測量控制的重點。

3 建立主塔控制網

為滿足現場施工控制及監測需要，避免留下觀測盲區，除建立施工控制網外還需在控制網基礎上加密監測點，以便對塔柱變形進行監測，其監測數據作為上部施工控制參考數據。

圖2中GE43、GE43－A和JM04為設計提供的控制點。JM02和Z2－1兩點為根據已知控制點精確放樣出的橋軸線點。(根據已知的橋軸線上的兩點反算出施工坐標原點:K0+000)。BTA與JM06為監測點。

圖1 主塔立面圖

圖2 施工控制網示意圖

控制網用南方平差軟件按國家四等網標準進行平差計算。

圖3 塔柱施工控制點

4 施工測量的實施

4.1 塔肢施工測量坐標系的轉換

為便于進行施工測量，應采用以橋軸線為X坐標軸的現場施工坐標系。將原測量坐標系的坐標Xqi，Yqi化為施工坐標Xi，Yi的公式為:

X0，Y0為施工坐標系起算點的坐標，X0、Y0為施工坐標系起算點的54坐標，a為橋軸線(Z2#至Z1#)的坐標方位角。

塔柱軸線的放樣允許誤差:±10 mm，斷面尺寸的放樣允許誤差:±20 mm。

控制點的高程，采用三角高程測量確定。

由于塔柱模板為定型模板，因此只要精確定位出模板位置就能保證塔柱平面位置滿足設計要求。一般定位方法如下:

液壓爬模爬升到位后，先將順橋軸向的兩塊側模精確定位，并在角點處做出標記后固定，然后將剩余的兩塊模板按角點標記進行拼合，最后復核各角點坐標和斷面尺寸可做適量微調使滿足設計精度要求。

中塔柱設計為斜塔結構，塔肢斷面尺寸不變，但隨高程上升，其平面位置將會向軸側方向位移，故在計算平面坐標時要加入模板高程的坐標增量，計算式為:

Xq、Yq為起算點施工坐標，H為實測高程，Hq為起算點高程，i為坡度。

在現場施工定位時應先調模板頂面高程，使模板頂面高程相對差值控制在2 cm以內。取高程平均值代入計算式中進行坐標計算，以求得的數據按一般定位方法定位。最后復測各角點高程，要求各角點高程與計算高程取值的差值在2 cm以內。

由于設計已給出 i=1∶15.294=0.0654

那么0.02 m×0.0654=0.0013 m

因此將高程相對差值控制在2 cm以內，對軸線和斷面誤差的影響為1 mm，可忽略不計。

4.2 塔梁異步施工中的測量控制

為保證施工進度，本橋采用塔梁異步施工工藝，因此要消除橫梁張拉對中塔柱帶來的橫向位移影響，就必須做好下、中橫梁張拉的塔肢變形監測工作。變形監測點的埋設與觀測方法應滿足《建筑變形測量規范》［1］6.1 和《工程測量規范》［2］10.1 之要求。

圖4 變形監測點埋設示意圖

如圖4所示，在塔肢的下橫梁處預埋監測棱鏡，在下橫梁施工前測得原始數據備存。待下橫梁施工完畢并進行張拉后再次觀測該組棱鏡。對比兩組數據，得到位移值。在塔肢的中一橫梁處預埋監測棱鏡，在中一橫梁施工前測得該處及下橫梁處原始數據備存。待中一橫梁施工完畢并進行張拉后觀測上述棱鏡，對比三組數據，得到累計位移值。對累計位移值進行分析，求得中二橫梁處塔肢張拉位移理論值以便對其進行有效預控。

橫梁張拉位移數據記錄表 表1

由表1數據可以看出，所測每道橫梁的張拉，對其所在節點的平面位置有較大的內收位移，而對下位橫梁節點處的影響并不大，因此在中二橫梁處塔肢的施工過程總以中一橫梁及下橫梁的張拉位移平均值加上中一橫梁張拉后下橫梁的位移值作為參考來進行預控，以抵消本身張拉和上橫梁張拉對它的影響。所以在中二塔肢施工時，應按一定坡度留出預控值，現計算如下:

算出i值后，即可將其代入算式(1)，求出為減弱橫梁張拉影響而預留的補償值，然后再進行施工放樣。

5 結語

在施工過程中只有不斷對塔肢進行變形監測，并及時分析監測數據，才能為下一步施工提供有效的數據支持。為了驗證上述方法的正確性，當果子溝大橋主塔封頂后，即對中二橫梁寬度進行復測;其復測結果完全滿足設計要求〔l=LS－L=27.801－27.800=0.001 m〕(LS:實測寬度，L:設計寬度)。由此可見，在主塔的施工過程中，通過對橫梁張拉前后的位移值進行有效監測和分析，不僅能為鋼桁梁的正確拼裝提供測量保障，也為全塔柱的順利施工打下堅實的基礎。

［1］JGJ8－2007.建筑變形測量規范［S］.

［2］GB50026－2007.工程測量規范［S］.

［3］李寶桂，吳棟材.大型斜拉橋高塔墩施工中的變形觀測［J］.工程勘察，1996(1)

［4］張平，付強，徐澤榮.中間法三角高程測量在大橋主墩沉降監測中的應用［J］.城市勘測，2008(5)

［5］趙國忱.工程測量［M］.北京:測繪出版社 ，2011

［6］董雪亮.淺談工程測量中不同坐標系之間的相互關系［J］.科技情報開發與經濟，2007(23)