連續梁橋施工中的線形控制測量探討

羅秀林

（中鐵二十二局集團第二工程有限公司，北京 100041）

1 引言

近年來，我國不斷加大橋梁等基礎工程的建設力度，同時，也對橋梁工程的施工質量提出了更高的要求。連續梁橋由于有較強的跨越能力、結構剛度以及抗震性能，且技術適應性較好，維護管理難度較低，能夠適應于多種工況條件下的橋梁工程施工，因此，得到了廣泛應用。為提高連續梁橋的施工質量，確保線形符合設計標準，必須高度重視施工控制測量問題。施工單位應指派專業測量人員根據連續梁橋的結構特點以及線形控制要求合理選擇施工控制測量方法。測量人員應嚴格遵守相關技術規范，確保測量數據科學準確，以提高施工線形控制精度，為連續梁橋施工質量的全面提升奠定良好的基礎。

2 連續梁橋線形控制測量的重要性分析

線形控制是連續梁橋工程施工中的關鍵環節，對于橋梁工程整體結構的質量安全以及成橋線形均會產生較大的影響。而施工控制測量則是獲得連續梁橋幾何形狀、尺寸規格以及主梁和橋墩等部分是否存在位移變形情況的重要途徑[1]。因此，施工單位和測量技術人員應高度重視施工控制測量，合理選擇測量技術方法，提高測量數據的精度，為施工線形控制提供可靠的測量數據。

3 連續梁橋施工線形控制研究

格庫鐵路省道303立交4號大橋連續梁位于2號~5號墩之間，跨度為32 m+48 m+32 m，工程區域地勢較為平坦。本文對該連續梁橋施工中的線形控制測量進行分析。

3.1 布設施工控制網

3.1.1 布設平面施工控制網問題分析

在連續梁橋施工過程中，為準確控制線形，首先，應布設施工控制網。施工控制網主要包括高程控制網和平面控制網，均由多個測量控制點連接而成。其中，平面控制網主要是對連續梁橋支座以及橋墩等平面點位進行精確定位測量。目前，在連續梁橋工程施工平面控制網布設中，多采用三角網等類型。但當連續梁橋工程規模較大時，如單純采用三角網可能會造成控制網出現橫縱比例不合理問題，影響平面定位測量的精度，因此，在施工控制測量實踐中，應綜合采用測角網及測邊網等技術方法[2]。同時，在布設連續梁橋施工控制網時，還應充分考慮懸臂澆筑以及線形控制的要求，確保布網精度能夠滿足施工線形控制測量精度標準。

3.1.2 高程施工控制網布設分析

布設高程控制網的目的是對橋梁工程的高程變化進行測量，并為放樣工作提供測量數據。在布設高程控制網時，應嚴格遵守橋梁工程施工控制測量要求，將精度控制在二等水準測量水平。測量人員應在連續梁橋兩側統一進行高程控制測量水準基點設置，并利用已知高程點以及水準點進行聯測，以確保精度符合要求。同時，應在連續梁橋軸線上設置適當數量的施工水準點，且復合水準路線應由施工水準點與完成聯測的已知水準點共同構成。當連續梁橋工程區域具備較好的地形條件時，則應采用閉合水準測量方式提高測量精度，并應在施工過程中定期復測重要水準點。在布設高程控制網時，應根據連續梁橋的實際情況采用水準測量或三角高程法等，并在高程控制網布設后進行平差處理，確保高程精度達到施工控制測量標準。

3.1.3 建立平差系統問題分析

由于施工控制網需要多次觀測，且測量結構會受到多種因素的影響，因此，需建立平差系統，以確保其精度符合施工控制測量要求。目前，在施工控制測量中多采用間接平差法及有條件平差法等經典平差方法。

3.2 連續梁施工線形控制中的測量要點

在連續梁橋施工過程中，連續梁平面以及縱向線形會在基礎沉降、施工現場的環境溫度、荷載條件、結構體系以及混凝土自身特性等影響因素的作用下出現變形，因此，必須通過施工控制測量準確掌握變形量，以便采取相應的控制措施，確保成橋線形符合設計標準。連續梁橋的施工線形控制測量的基礎是結合幾何結構尺寸進行測量，以確保實際結構尺寸和設計標準之間的誤差值在允許范圍內。

3.2.1 主梁施工撓度測量

撓度是指連續梁橋主梁橫截面形心在外部荷載以及內力作用的影響下向軸線垂直方向所產生的線位移，測量撓度是施工線形控制中的重要環節[3]。測量人員應精確測定連續梁橋撓度變化情況以及變化極值，以確保橋梁合龍施工以及成橋線形精度。

3.2.2 主梁施工線形水平位移測量問題研究

對連續梁橋進行水平位移測量，主要是對連續梁橋墩臺的水平位移以及主梁在橋梁軸線垂直方向上所產生的橫向位移量等進行測量。在測量實踐中，應根據實際情況選擇導線測量、前方交會、三角測量以及基準線法等測量方法，并選擇沿橋梁橫縱向方向上的最大實測位移值作為施工控制的分析基礎。在連續梁橋水平位移測量中，目前比較常用的有導線測量、前交會以及基準線法等測量方法。

在采用前交會法對連續梁橋主梁水平位移進行測量時，應采用精度較高的測量儀器，且測回通常應為6個。在測量時，應根據交會邊長確定誤差允許范圍，例如，交會邊長約為100 m時，測定誤差應控制在1 mm以內。應用前交會法施測時，初次觀測應通過解析法對觀測點初始觀測值進行解算。之后應開展定期觀測工作，并對測點坐標加以解算，解算方法也應采取解析法，以便對初始值和后期觀測計算所得的坐標值進行對比分析，從而掌握測點橫縱坐標的實際變化情況。在對位移值進行測量分析時，也可以根據實際情況選擇微分法等計算方法，以簡化計算。

在測定連續梁橋位的橫向位移時，也可以采用基準線法，并可以通過測小角等方法對主梁縱向位移進行測量。在應用導線測量法對連續梁橋主梁進行位移測量時，應先將基點分別布設在連續梁橋縱向方向的兩側橋臺上，且在各橋墩均應設置1個導線點，并連接監測點，以完成導線布設。這種導線布設方式能夠為施工過程中的復測創造便利條件。

導線測量法一般適用于長度較長且跨度較大的連續梁橋主梁線形控制測量；而當連續梁橋受客觀條件限制必須在不穩定條件設置監測點，或觀測點數量較多時，則應采用交會測量法。此外，測量人員還應根據連續梁橋的具體橋型選擇相應的測量方法，例如，測小角以及基準線法主要適用于直線橋的控制測量中，導線測量法以及三角測量法等則一般用于曲線橋的位移測量中。

3.2.3 連續梁橋施工懸臂控制測量

連續梁橋的主梁線形會受到混凝土材料特性、徐變收縮以及環境溫濕度等因素的影響，因此，為精確控制成橋線形，應對立模標高進行準確測定。同時，如連續梁橋采用的是掛籃施工方式時，測量人員還應加強對掛籃變形的控制測量，以便準確掌握掛籃在預壓前后的實際高程變化，了解掛籃變形與壓力變化之間的客觀規律，從而為連續梁橋主梁施工過程中各梁段變形測量控制提供可靠的參考數據。

3.2.4 連續梁橋施工中軸線控制測量

中軸線定位測量是連續梁橋施工線形控制測量中的重要環節。在測量連續梁橋中線時，應在梁頂面設置測點，并根據連續梁橋施工的實際情況采用交會放樣測量法、全站儀測量法、極坐標法等方法進行定位測量。

其中，全站儀測量法主要是利用全站儀測定連續梁橋的中軸線坐標。應用該方法時，應注意坐標系的轉換，以獲得施工控制網中的中軸線坐標數據，從而為放樣工作提供可靠的參考依據。該方法的測量操作較為便捷，能夠快速、高效地獲得定位數據。目前，在連續梁橋的中軸線測量工作中，以全站儀為基礎的極坐標三維放樣測量法由于能夠同時完成測距、測角工作，并可以自動完成測量數據的計算和記錄，因此，該方法在測定中軸線坐標以及對連續梁橋翼緣板進行邊緣點坐標采集時均得到了廣泛應用。

交會放樣法是連續梁橋施工線形控制測量中常用的方法之一，主要包括前后交會以及極坐標等方法。在連續梁橋的放樣測量中，由于放樣點以及控制點坐標均為已知數據，因此，僅需對放樣角度進行測量計算。測量實踐中測量人員應根據實際情況選擇前方角度交會或距離交會等前方交會法。當待測點位處于不利位置，無法直接進行測量距地時，應選擇角度前交會法進行測量。在交會角達到約90°時，所有方向上所產生的誤差值較為接近，但在交會角約為30°或120°時，會使圖形測準條件下降，所以，在施測時應將交會角控制在30°~120°，從而確保測量放樣精度能夠符合施工控制測量要求。

隨著電子測距儀等測量儀器的廣泛應用，在連續梁橋施工軸線控制測量中，可以通過邊長交會等方法直接進行測量放樣。測量人員應首先對其中2條邊進行定位測量，之后再以此為依據測定待定點坐標。為進一步提供測量精度，在測量實踐中一般選擇三邊以及四邊交會等測量方法，以獲得更為精確的坐標數據。由于距離交會法的原理較為簡明且易于理解操作，因此，在連續梁橋中軸線施工線形控制測量實踐中的應用較為普遍。

3.3 連續梁橋施工橋墩沉降控制測量問題研究

在連續梁橋施工中，如橋墩出現不均勻沉降，不僅會影響成橋線形，還會對橋梁整體結構的質量安全構成嚴重威脅，因此，應加強對連續梁橋墩臺結構垂直水平位移的測量等，以便及時掌握變形情況，并采取相應的控制措施。

3.3.1 布設沉降監測網問題分析

在布設沉降變形監測網時，應根據實際情況確定工作基點以及水準基點位置，并合理配置相應的測量儀器設備。其中，沉降觀測點應布設于橋軸線方向的兩側，測點應分布均勻。水準點則應設置在場地外，且應與場地保持適當間距。水準點一般應設置主點1個及輔助點2個。在施測時，應先結合基準點進行聯測，并通過高差校驗方式保證水準點穩定。測量精度應達到二等水準測量水平。在布設高程基準網時，應沿連續梁橋走向均勻布設，測定間距應控制在200 m以內，以便形成閉合連續水準環，為沉降觀測創造有利條件。如連續梁橋存在較高橋墩，應適當增加水準輔助點的設置，以提高測量精度。

3.3.2 沉降觀測數據處理問題分析

在對連續梁橋橋墩進行沉降變形測量時，由于監測網中的測點既有固定不動的，同時，也有發生位移的，在施工過程中難以事先確定測點的實際穩定性，因此，為準確測定橋墩沉降變形情況，在施測時應加強對監測網中所有測點穩定性的觀察，定期進行復測，并對測量數據進行平差處理，以確定各測點穩定性。在平差處理中，簡易平差是比較常用的處理方法[4]。

4 結語

連續梁橋是現代橋梁工程中常見的橋梁結構形式，對施工線形控制有著較高要求。為了提高連續梁橋線形控制精度，施工單位以及測量技術人員應充分認識施工控制測量問題的重要性，合理選擇施工控制測量技術方法，在連續梁橋的主梁及橋墩等施工中精確測定相關數據，為連續梁橋的施工線形控制提供準確可靠參考依據，從而促進我國橋梁工程施工質量的全面提升。