雙幅同步小間距轉(zhuǎn)體橋測量控制方法

韓永朋

（中鐵十四局集團第四工程有限公司，山東濟南 250000）

1 工程概況

跨膠濟線對應(yīng)大東環(huán)公路里程為K7+934.013，交叉處對應(yīng)膠濟線鐵路下行里程為K360+971.61，交叉角度為86.5°，鐵路為雙線電氣化線路，線間距約5.1 m，上下行為曲線，曲線半徑為800 m，路基高度約1 m，路基總寬約16.7 m，轉(zhuǎn)體角度為85°。

BIM技術(shù)轉(zhuǎn)體展示具體如圖1所示。

圖1 跨膠濟線BIM技術(shù)轉(zhuǎn)體展示

跨膠濟客專橋下凈高，即H≥8.8 m（梁低至軌頂）。跨膠濟鐵路、四五六專用線橋下凈高，即H≥10.5 m（梁低至軌頂）。2×80 mT構(gòu)橋與2×60 mT構(gòu)橋并排分別設(shè)于鐵路外側(cè)，其中2×60 mT構(gòu)橋設(shè)于靠近鐵路側(cè)，2×80 mT構(gòu)橋遠(yuǎn)離鐵路側(cè)。兩幅橋之間設(shè)置0.8 m中間帶，橋梁橫斷面寬度為40.4 m。

2 轉(zhuǎn)體橋測量控制

轉(zhuǎn)體橋施工測量控制包括測量轉(zhuǎn)體過程中的測量控制、轉(zhuǎn)體就位后至封端時測量控制，控制雙幅梁體的同步進行，轉(zhuǎn)體到位前的微調(diào)，轉(zhuǎn)體精確定位。可為定位后的工作進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，轉(zhuǎn)體橋控制主要利用全站儀測量實際的坐標(biāo)和弧長，可計算其轉(zhuǎn)體角度，在本橋中利用全站儀和卡西歐5800計算器，自編小程序進行換算。

跨膠濟線BIM技術(shù)轉(zhuǎn)體展示如圖1所示。

（1）對既有線兩側(cè)的導(dǎo)線點利用小范圍的導(dǎo)線復(fù)測，進行點位的復(fù)測和加密，北側(cè)DH18-2、DH18-3及中間墩控制點DH18-3-2、DH18-3-3；南側(cè)主墩處DH18-8、DH18-4等加密點。

利用設(shè)計院前期交樁DH17和DH18、DH19、DH20點進行已知點復(fù)測，均滿足導(dǎo)線四等要求，≤±1/35 000。

（2）水準(zhǔn)利用天寶電子水準(zhǔn)儀從DH17測量往返測，途徑設(shè)計點DH20后返測至DH17號點位，滿足水準(zhǔn)四等規(guī)范要求，四等閉合差≤20

（3）對引橋墩頂?shù)脑O(shè)計標(biāo)高進行復(fù)核，防止轉(zhuǎn)體時影響轉(zhuǎn)體。

3 轉(zhuǎn)體橋控制測量

（1）監(jiān)測點布設(shè)。

保證布設(shè)的控制點在全站儀均在通視范圍內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動過程中所有后視點和全站儀架設(shè)位置均可通視；根據(jù)實際現(xiàn)場需求和風(fēng)向，采取人工扶棱鏡或360°棱鏡、標(biāo)尺固定在測點上，保證其安全、通視、可靠。

（2）觀測項目。

①橫向位移測量點布置在梁端兩側(cè)和中間，用以監(jiān)控橫橋向傾斜及位移變化。

②縱向傾斜度測量點布置橋面梁端中心位置，用以監(jiān)控縱橋向位置及位移變化。

③梁軸線位置測量點布置在梁端頭位置，距離護欄1 m，在梁端中軸線上，用以監(jiān)控梁體縱軸線位置變化。

④梁面高程觀測點布置在梁頂端頭中間與兩側(cè)，距離護欄1 m，用以監(jiān)控梁體高程變化。

（3）對球鉸上轉(zhuǎn)盤的控制。

以線路中心線和橋墩中心為方位角，計算坐標(biāo)，以球鉸中心作為轉(zhuǎn)盤圓心，以上下轉(zhuǎn)盤的鏈接錨栓孔為半徑，計算所有錨栓空的坐標(biāo)點，在放樣的孔位置與下轉(zhuǎn)盤連接處為轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)體方向，標(biāo)記轉(zhuǎn)體的軌跡，以便控制轉(zhuǎn)體。

（4）滑道的測量控制。

在轉(zhuǎn)體過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制滑道測量，使用自主研發(fā)的轉(zhuǎn)體測量高差的裝置，進一步控制住滑道頂面的高程。

（5）轉(zhuǎn)體箱梁的控制。

①在轉(zhuǎn)體前，應(yīng)計算梁段的三個點的坐標(biāo)，即梁軸線及兩側(cè)。

②利用轉(zhuǎn)體前梁端坐標(biāo)以及轉(zhuǎn)體后坐標(biāo)，計算轉(zhuǎn)體的弧長。

③測量梁端點的實際高程點與設(shè)計梁面高程有無高差，在轉(zhuǎn)體過程中對比標(biāo)高變化，及時上報控制臺。

（6）梁面高程控制。

在轉(zhuǎn)體前對梁面高程測量點使用油漆或鋼釘做好記號，并在轉(zhuǎn)體過程中隨時觀測；通過對前、后測量數(shù)據(jù)的對比，可反映梁體的高程變化，便于及時進行調(diào)整[1-3]。

（7）測量控制。

在轉(zhuǎn)體過程中，安排工作人員在梁端應(yīng)做好的控制點位置上架設(shè)棱鏡，并水平對準(zhǔn)，測量人員以左右幅中心軸線點為原點。

測量在過程中，可根據(jù)角度計算轉(zhuǎn)體過程的弧長，控制轉(zhuǎn)體的變化，在梁體轉(zhuǎn)動過程中，自動階段每5 min進行一次數(shù)據(jù)通報。點動狀態(tài)下，每2 min進行一次數(shù)據(jù)通報，利用全站儀對所布設(shè)測量點進行觀測，待轉(zhuǎn)體就位后，進行精準(zhǔn)定位，測箱梁頂面軸線的轉(zhuǎn)體就位狀態(tài)。

4 轉(zhuǎn)體測量的精度分析

在轉(zhuǎn)體中統(tǒng)一用儀器為徠卡Ts1201+，儀器精度為角度1″，測量誤差時，根據(jù)測量標(biāo)準(zhǔn)計算校正值，距離長短會影響測量結(jié)果。放樣點距測站點越遠(yuǎn)，放樣的誤差越大，根據(jù)實際情況和布設(shè)點的位置，可推算得平面點位誤差。誤差±1.4 mm時，可達到各項限差要求。

5 轉(zhuǎn)體實施

（1）試轉(zhuǎn)過程中，根據(jù)操控臺點動時間和測量儀器，測量其弧長，整理控制轉(zhuǎn)體點動狀態(tài)下的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

試轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 試轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)

（2）轉(zhuǎn)體點動結(jié)束后，根據(jù)試轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，分析點動環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性，且合理安排人員，2臺儀器應(yīng)分別由兩個人操作，扶棱鏡人員安排2人四套棱鏡。

（3）液壓控制系統(tǒng)調(diào)試完成后，與測量數(shù)據(jù)對比，鐵路手續(xù)、天氣條件、轉(zhuǎn)體橋梁的準(zhǔn)備工作等均準(zhǔn)備到位后，測量人員應(yīng)對試轉(zhuǎn)完成至轉(zhuǎn)體前，因天氣、外界導(dǎo)致梁體變化數(shù)據(jù)與試轉(zhuǎn)完時數(shù)據(jù)進行測量校準(zhǔn)。

（4）設(shè)備運行過程中，梁面觀測梁間距、轉(zhuǎn)盤處觀測滑道和標(biāo)尺人員的觀察力須高度集中，觀察動力系統(tǒng)設(shè)備的運行情況及橋面上雙幅間距變化情況，雙幅梁體每轉(zhuǎn)過5 m，應(yīng)向指揮臺匯報，在距終點5 m以內(nèi)，每轉(zhuǎn)過1 m向指控臺匯報一次，在距終點20 cm以內(nèi)，每2 cm報告一次。

（5）轉(zhuǎn)體橋接近設(shè)計位置10 cm時，指控臺系統(tǒng)按“暫停”，更改為“點動”操控，操控臺根據(jù)測量人員通報的數(shù)據(jù)和試裝時的參數(shù)，進行最后精準(zhǔn)就位，每點移動2 cm，向指揮臺報告[4-6]。

6 同步轉(zhuǎn)體控制措施

（1）系統(tǒng)啟動時，測量人員應(yīng)同時測量實際梁體、轉(zhuǎn)體后的弧長距離，配合編程的5800小程序計算轉(zhuǎn)體角度，與操控臺的數(shù)據(jù)進行比對，且計算兩幅之間的距離，安排觀測人員校核數(shù)據(jù)，隨時控制數(shù)據(jù)，如有變化，立即通知操控臺。

（2）千斤頂公稱油壓相同，雙幅轉(zhuǎn)體采用一套液壓設(shè)備，轉(zhuǎn)體時應(yīng)根據(jù)控制的油表壓力進行同步操作。測量人員應(yīng)報送兩幅梁體的轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)，及時進行調(diào)整。在自動狀態(tài)下控制兩幅梁的速度，且左右幅梁體不在同個圓心和斷面上，兩幅間距在前半弧狀態(tài)下會逐步增加。

（3）轉(zhuǎn)體前在轉(zhuǎn)盤上均勻布置標(biāo)尺條，設(shè)置指針位置，轉(zhuǎn)體中觀察兩個轉(zhuǎn)盤的標(biāo)尺條的度數(shù)與測量人員監(jiān)測角度是否同步，出現(xiàn)問題應(yīng)及時進行調(diào)整，保證同步。

（4）點動狀態(tài)中，根據(jù)兩臺儀器觀測每片梁不同的弧長和變化，并及時進行調(diào)節(jié)，每1 cm須暫停一次，直至達到精準(zhǔn)的狀態(tài)。

7 轉(zhuǎn)體就位

（1）轉(zhuǎn)體就位后測量中軸線測量及護欄是否重合，中軸線偏差應(yīng)小于1 cm。使用垂線梁段棱鏡中心、軸線點控制地面上引點；在箱梁兩端邊梁放樣，得到軸線位置后，利用梁段的軸線點作為控制點，進行放樣；在梁體兩端各放置1臺水準(zhǔn)儀，用來觀測梁體就位后的梁面高程的變化。

（2）轉(zhuǎn)體后對箱梁所有梁面左右側(cè)及軸線位置進行高程測量，完成后對儀器進行后視和檢核，使測前、測后的數(shù)據(jù)一致。

（3）轉(zhuǎn)體精確就位后，應(yīng)立即進行封盤混凝土澆筑施工，澆筑過程中測量人員可利用全站儀觀察中軸線的變化。以最短的時間完成轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)固結(jié)。在封盤混凝土凝固前，測量人員應(yīng)時刻觀測梁面高程和軸線偏位情況[7-8]。

8 結(jié)語

綜上所述，新型測量儀器和基礎(chǔ)的理論知識的應(yīng)用，可為工程施工的需要提供設(shè)備保障。在日常測量工作中，結(jié)合工程的施工工期、施工條件、氣象溫度等要素綜合考慮，對接達到3 mm的精度標(biāo)準(zhǔn)。合理選定有利測量儀器和理論相結(jié)合方案，提高測量速度，以滿足現(xiàn)場施工和經(jīng)濟效益，確保測量的精度。