鐘祥市東環路跨湖橋拱圈施工測量控制

朱丹平，鄧衛華

(湖北省核工業地質局，湖北孝感 432099)

1 工程概述

鐘祥市東環路跨湖橋工程項目位于鐘祥市鏡月湖西北角，橫跨鏡月湖，跨湖橋橋梁長496.8 m，橋整體寬度23.0 m，跨湖橋設計為實腹式拱橋，平曲線為直線，豎曲線為凸曲線，下構采用實體墩臺配樁基礎，上構采用33孔不等跨圓弧線板拱橋，該橋最大跨徑22.5 m，最小跨徑6.8 m，設計荷載為公路Ⅰ級;拱圈共分7聯，采用分幅滿堂支架現澆混凝土對稱施工。該工程具有規模大、工序繁瑣、施工難、工期緊等特點。

2 拱圈施工的測量工作

在拱圈施工前，必須要對平面控制點和高程控制點(基準點)進行復測、加密工作基點，并報經監理工程師批準后投入使用，使用時應檢測工作基點的正確性和穩定性。在拱圈施工過程中主要完成以下測量工作:

(1)對拱座及預埋筋的平面位置、高程進行復核;

(2)拱架基礎墊層砼高程控制，在墊層砼上進行支架排位放樣;

(3)拱架每排頂面高程、垂直度控制;

(4)拱架頂部弧形拱盔高程控制、拱圈底模高程控制;

(5)拱架預壓的相關測量;

(6)拱圈砼澆筑測量控制;

(7)拱架卸落的監控測量。

其中以拱架頂部弧形拱盔高程控制、拱圈底模高程控制為拱圈測量控制中的關鍵控制。

3 拱圈施工測量控制

3.1 對拱座及預埋筋的平面位置、高程進行復核

以橋位中心線和墩臺中心線兩條基線為基準，測出墩頂起拱線處拱座中心位置及高程;各墩頂處拱座平面位置、高程必須符合設計要求，在平面內與設計位置的偏差不超過±20 mm，如有偏差需進行調整［1］。

3.2 拱架基礎混凝土墊層高程控制，支架排位放樣

墩臺間場地基底換填碎石土，整平壓實，表面澆筑10 cm厚的C20混凝土，混凝土頂面高程平承臺頂面，表面平整、不積水。以橋位中心線和墩臺中心線兩條基線為基準，對于跨徑＜15 m的拱跨用墨線彈出縱橫向90 cm的方格網。對于跨徑＞15 m的拱跨用墨線彈出橫向間距90 cm與縱向間距90 cm、60 cm的交替方格網。

3.3 拱架每排頂面高程、垂直度控制

以橋位中心線與拱跨中心線為原點，從原點往兩拱腳丈量a長度，則起拱線到底模的高度h可通過以下公式計算出來(見表1)。

式中:r——拱圈半徑;f0——矢高;h——距中心原點距離a時起拱線至模板的高度，見圖1。

表1 起拱線到拱圈底模立桿高度計算表Table 1 Calculation table of height of stake setting

圖1 拱圈立桿高度計算示意圖Fig.1 Calculation schematic diagram of height of stake setting

3.4 拱架頂部弧形拱盔高程控制、拱圈底模高程控制是拱圈施工測量控制的重點

3.4.1 弧形拱盔加工制作

弧形拱盔放樣平臺選在跨湖橋16#墩與17#跨墩之間場地內，場地基底換填碎石土，表面澆筑10 cm厚的C20混凝土，平臺表面平整、不積水。根據設計圖各跨拱的凈跨、矢高、圓弧半徑，在平整的混凝土地面上按1∶1的比例放出各拱圈大樣圖，并用油漆畫出圓弧;用JW60鋼管滾圓機分段加工制作48*3.5 mm 鋼管拱盔，放至拱圈大樣圖上進行比照，若有偏差，可再次送入JW60鋼管滾圓機反復修改，使弧形拱盔與對應拱圈大樣相吻合。

3.4.2 拱架、拱圈底模高程控制

全橋起拱線在同一水平面上(高程42.00 m)，通過拱架每排頂面高程的控制與立桿上的底托與頂托的調節來控制拱架高程。

(1)以橋位中心線和拱跨中心線兩條基線為基準，按拱軸線方程及縱斷面豎曲線復核設計圖中各主拱圈豎向坐標定位參數，編制拱圈模板頂面縱橫斷面高程控制表。

(2)滿堂碗扣支架安裝完后，在弧型拱盔上鋪5×5 cm的方木與48鋼管，方木與鋼管交替排放，用1.2 mm竹膠板做底模與側模，模板用釘子固定在方木上，底模鋪設完后用精密全站儀或水準儀測量模板高程。

(3)通過調節碗扣架下底托與上頂托絲桿，使橫板高程符合設計要求。

3.5 對拱架預壓的相關測量進行堆載預壓試驗，推算出預拱度

堆載預壓的目的是消除地基沉降影響，消除支架的非彈性變形，檢驗支架的剛度、穩定性、安全性是否滿足施工要求。測出彈性數據，同時取得支架彈性變形的實際數值，作為支架施工預拱值設置的資料;在待堆載跨的模板上測設三個斷面的沉降觀測點，分別設于跨徑的1/4、1/2、3/4處的底板上;同斷面在底板上按每2.0 m間距布設。在堆載預壓前測設斷面底模標高和支架底部標高。

支架預壓重量取拱圈鋼筋砼結構自重的120%，全部預壓材料分三級加載完成。

用編織袋裝砂作預壓材料，砂袋的堆積高度按拱體自重分布曲線變化取值，從而使預壓荷載的分布與拱體荷載的分布相吻合。

第一級加壓為40%總重量，停4～6 h，用水準儀觀測兩次;第二級加壓為40%總重量，停4～6 h，用水準儀觀測兩次;第三級加壓為40%總重量，靜壓≥60 h，用水準儀每天觀測兩次。

卸載后，進行支架回彈觀測，最后計算出各點彈性變形和非彈性變形的最大值。直至最后連續3天的累計沉降值＜3 mm時方可卸載。

卸載時可均值卸載分兩次卸完，分別為50%。第一次卸載后停4～6 h，觀測2次;第二次卸載后48 h內進行6次觀測，觀測點設置在底模下的方木上。預壓時按照觀測階段和觀測時間測設各觀測點標高，采用鋼尺和DSZ2水準儀測設各觀測點標高，并記錄在冊。

預壓時主要觀測的數據有:地基沉降、頂板沉降、支架沉降;卸載后頂板可恢復量。沉降穩定卸載后算出地面沉降、支架的彈性和非彈性變形數值。根據各點對應的彈性變形數值及參考經驗公式δ=L/800～L/400推算各跨徑預拱度數值，見表2。

設置預拱度時，在拱頂處取全部變形值，在拱腳處為零設置，其余各點按拱軸坐標高度比例進行分配。

δx=δ(1 －4X2/L2)式中:δx——任意點的預加高度;δ——拱頂總預加高度;L——拱圈跨徑;X——跨中至任意點的水平距離，見圖2。

綜合考慮不同跨徑的預拱度數值，通過調整立桿上可調頂托高度來校正拱圈底模高程。用全站儀測定底模高程，底模高程=設計拱底高程+預拱度值(支架變形量+前期施工誤差的調整量)。拱圈底模高程控制誤差不超過+5 mm與－0 mm。

表2 各跨徑拱頂預拱度數值表Table 2 Numerical table of camber of span vault

圖2 預拱度分配圖Fig.2 Distribution diagram of camber

3.6 拱圈混凝土澆筑測量控制

根據設計高程，用小鐵釘在拱圈側模上每隔1 m上釘出拱圈頂面高程，在拱圈橫向，每隔2 m預埋一根16拱弧形鋼筋，用鋼筋焊接支撐在拱圈鋼筋網上。拱弧形鋼筋頂面高程等于拱圈頂面高程。高程控制誤差不超過+10 mm與－0 mm。

拱圈混凝土施工過程中，加強對碗扣支架的觀測，要有詳細的記錄，并對觀測數據進行詳細分析，特別是數據有突變時，要認真對待，仔細分析，必要時重新驗算預拱度。

3.7 拱架卸落的監控測量

在拱圈混凝土頂面橫向用紅色油漆標二個斷面，每個斷面三個點(兩拱腰及拱頂)，在拱架卸落時用水準儀觀察拱圈頂面高程的變化。

4 結語

橋梁的施工測量是一項精密而細致的工作，尤其是近年來城市道路基礎設施的不斷完善和發展更是推動了測量技術的進步。在施工過程中，橋梁的尺寸控制很嚴，精度要求高，而尺寸控制的關鍵在測量過程中，要想達到高精度，首先準備工作要充分，這是控制的關鍵;其次控制誤差來源，拒絕產生錯誤測量 。為確保放樣數據的準確無誤，還需養成嚴謹的復核習慣，建立嚴格的測量工作制度:

(1)測量的內外業必須執行閉合制、復核及檢算制。控制網點平差及其他數據應由兩組人員獨立進行計算，并及時校核。重要部位的放樣宜采用不同的方法或不同的路線檢核測設，以確保正確。

(2)應采用專業記錄簿在現場逐項記錄測量數據，禁止使用易洇水的圓珠筆或鋼筆書寫。測量記錄不得涂改、撕毀，如有誤可用明顯的記號標識。記錄中參加人員、設備、日期、地點等事項應完備、清楚并簽字。記錄數據應及時檢核，錄入計算資料的數據應核對無誤［2］。

(3)各種測量儀器和工具應定期檢校，并做好經常的保養和維護工作。

(4)引用控制點坐標及橋墩臺拱圈坐標時，應仔細核對，避免抄錯數據。

(5)控制點、水準點應設在安全可靠、不易沉降的位置，應注意保護，經常校測，保持準確。

［1］JTG/TF50—2011，公路橋涵施工技術規范［S］.

［2］CJJ8—99，城市測量規范［S］.