節段梁施工測量控制方法

摘要：節段膠拼簡支箱梁施工測量控制，屬于節段梁施工的關鍵工序。結合新建鐵路鹽城至南通線南通西至張家港段同步實施工程站前Ⅱ標段，長江大橋南引橋48m節段預制拼裝簡支箱梁施工，對節段梁施工測量控制方法進行介紹，并分析節段梁預制施工測量控制方法和節段梁架設施工測量控制方法，為同類工程施工測量控制提供參考依據。

關鍵詞：節段梁；測量；控制方法；坐標系統

0" "引言

節段梁施工測量控制分兩個節段，分別是節段梁預制施工測量控制和節段梁架設施工測量控制。節段梁預制施工與架設施工在不同的施工場地，施工測量的控制點坐標系統不同，需通過相對坐標系和設計坐標系，給各節段梁體設置的軸線點、高程點賦值完成轉換。根據各節段架設測量控制方法和施工順序，完成精準架設，可保證各塊段膠拼在一起的平順性滿足設計要求。

本文結合新建鐵路鹽城至南通線南通西至張家港段同步實施工程站前Ⅱ標段，長江大橋南引橋48m節段預制拼裝簡支箱梁施工，對節段梁施工測量控制方法進行介紹，并分析節段梁預制施工測量控制方法和節段梁架設施工測量控制方法。

1" "工程概況

1.1" " 基本概況

新建鹽城至南通鐵路南通西至張家港段同步實施工程站前Ⅱ標段，長江大橋南引橋0#墩～12#墩、15#墩～29#墩為節段拼裝梁，合計孔數26孔，起止里程為DK174+021.264～DK174+623.394、DK174+784.544～DK175+472.914。箱梁采用單箱、單室等高度預應力混凝土簡支箱梁，采用C60混凝土。48m預應力混凝土簡支箱梁全長49.10m，計算跨度為46.90m。每跨11個節段，10個膠接縫，預制節段長度分為3.45m、4.3m和4.8m三種，梁高4.086m，梁頂寬12.2m，梁底寬6.2m，防護墻內側凈寬9m。26孔箱梁共有286個節段，梁段最大質量164t。

接縫面剪力鍵按密鍵方式布置，除在腹板布置剪力鍵外，還在頂板和底板布置一定數量的剪力鍵。剪力鍵采用梯形，鍵頂寬5cm，鍵根部寬15cm，鍵高5cm。接縫面密封膠采用無溶劑型雙組分觸變性橋梁專用環氧粘結劑。接縫密封措施采用密封墊圈+涂膠方式，采用閉孔發泡聚乙烯材料作為密封墊圈材料。管道成孔采用內徑Φ90mm的塑料波紋管成孔。支座采用TJQZ-10000系列。

縱向預應力鋼束，選擇滿足《預應力混凝土用鋼絞線》（GB/T 5224—2014）[1]要求的低松弛鋼絞線。箱梁腹板及底板分別采用12-7Φ5mm及15-7Φ5mm鋼絞線，其性能、參數應滿足《預應力混凝土用鋼絞線》的要求。

管道壓漿使用微膨脹水泥漿，標號需在M50及以上。在配置水泥漿時，添加適量阻銹劑。水泥漿的性能必須滿足《鐵路后張法預應力混凝土梁管道壓漿技術條件》（TB/T 3192-2008）[2]中的規定。

1.2" " 氣候特征

沿線為亞熱帶北緯濕潤季風氣候，氣候溫和，降雨量多，季節性明顯，光照長，無霜期長。如果按照對鐵路工程影響的氣候分區來劃分，屬于溫暖地區。

1.3" " 工程地質

節段梁場處于長江入海口新三角洲平原區，屬于深厚第四系地層。成因主要為沖海積、海沖積，上海境內局部為沖積及湖沼積，具有海陸相互交替沉積的特點，地層巖性變化明顯，工程地質條件不好。上部主要為第四系全新統松散堆積層，江南段存在大量的軟土地基，主要為淤泥質黏性土，厚度多在5～15m，最大厚度為35.6m。

1.4" " 技術標準

設計行車速度為250km/h。線路為直線或半徑7000m圓曲線，線間距4.6m。梁位于-6‰或-16‰的縱坡上。通常大氣條件下無防護措施的地面結構，環境類別為T2。軌道結構形式為有砟軌道。正常使用條件下兩體結構設計使用壽命為100年。采用節段預制拼裝法，接縫選擇膠接縫。

2" "施工工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

3" "施工測量控制方法

與傳統整跨架梁模式進行比較，節段梁施工的優點較多，包括結構輕巧、構造少、節段簡單、恒載小等。在應用該技術施工時，必須保證和提高節段梁的預制精度，因為這是保證拼裝質量和施工工期的關鍵。

3.1" " 梁場測量坐標系的選擇

梁場采用自建坐標系。在明確坐標系和控制點時，按照設計文件上的設計坐標，利用坐標轉換公式轉換為自建坐標，以各測量塔作為原點，制梁臺座中軸線為X軸，以垂直臺座中軸線為Y軸，建立坐標系。

3.2" " 節段梁預制測量控制

3.2.1" "控制點布設方法

首先按節段梁場布置圖，在長、短線制梁臺座通長軸線兩側埋設兩個觀測塔，觀測塔埋深12m，外露6m，觀測塔頂預埋強制對中基座。通過三角網和二等水準測測建立控制網。11號塊方向編號為2#觀測塔，1號塊方向編號為1#觀測塔。在施工過程中，注重保護好控制網點，加強對所有控制點的檢驗，如果存在問題應進行補設、補測。每完成每一孔梁，均要復測控制網。

3.2.2" "施工過程測量控制

利用觀測塔對中基座采用全站儀建站，全站儀架設在2#觀測塔上，后視棱鏡安裝在1#觀測塔。測量放樣長、短線制梁臺座施工軸線，保證長、短線制梁臺座施工軸線與觀測塔軸線重合。

施工完長、短線制梁臺座后，用水準儀將長線制梁臺座反拱按設計值調整，使其滿足設計要求。利用觀測塔對中基座采用全站儀建站，控制節段膠拼簡支箱梁短線模板定位及長線制梁臺座底板鋪設。模板定位時，兩側端模中與兩觀測塔連線需在同一直線上，測量端模兩側高程需同一高度，以確保梁面四角平整。模板定位后綁扎鋼筋。

每一梁段在對應的水平準線和垂直準線上設6個測量控制點，其中4個用作標高控制，分別標識為A、B和C、D；2個用作軸線控制，分別標識為E、F。軸線控制點以預埋U形鋁合金片埋件為標識，標高控制點以“十”字頭M8螺栓為標識（頂部宜露出混凝土面1cm）。不同的節段上的控制點，應設在相對統一的平面位置上，以便于測量數據在同一條件下的比較，正確地進行測量控制中的數值換算，提高實際調整時的精確度。控制點布置如圖2所示。

在移出節段梁前，用水準儀測量梁頂上標高控制點標高，并計算各觀測點標高的相對值及與梁面的高差值，以此作為梁節段架設標高調整的依據。測量和記錄A、B和C、D測量點的標高，2人換手復核，保證準確性。將全站儀和固定后視覘標設置在觀測塔上，穿線定出節段中心軸線，中心軸線刻劃在U形鋁合金片埋件上。在刻劃中心軸線時，應確保刻劃線與兩觀測塔的連線相重合，精度要求控制在1mm內。

3.3" " 節段梁架設測量控制

3.3.1" "節段膠拼梁架設

節段膠拼梁架設采用軸線控制和高程控制。軸線控制點每孔2個，兩個控制點連線即為梁體中軸線。軸線控制點放樣在墩頂距梁端2m處，另一軸線控制點放樣在上一孔梁面距兩端處和架橋機2號支腿橫梁頂。平面控制點采用線下CPII點和加密點引到墩頂、梁面。高程控制點采用全站儀三角高程法，傳遞高程于兩個墩頂或架設完成的梁面上。用水準儀進行兩個控制點高程復核測量，確保滿足精度要求。單向觀測時三角高程測量高差計算如下：

△h1.2=S1.2sinV1.2+[（1-k）S1.2cos2V1.2]/2R+i1-i2" " " " " " "（1）

雙向觀測時三角高程測量高差計算如下：

△h1.2=（S1.2sinV1.2-S2.1sinV2.1）/2+（i1+l1）/2-（i2+l2）/2" " " "（2）

式中：△h1.2為點1至點2間的高差；S1.2為點1至點2間的斜距；V1.2為點1至點2間的垂直角；k為當地大氣折光系數；R為地球平均曲率半徑；i1、i2為點1、點2的儀器高；l1、l2為點1、點2的反射鏡高。

3.3.2" "首塊安裝

首塊（11#塊）安裝時先安裝支座，再調整塊段中軸線點（E點、F點）使其與控制點連線重合。里程方向位置由梁端線和支座中心十字線控制。將制梁時A、B、C、D點與梁面的高差數據轉換至架梁設計高程，最后用水準儀測量A、B、C、D點高程數據進行高程控制測量。首塊梁架設的軸線偏差要＜1mm，以減少對其他塊段架設的誤差；高程偏差需控制在1mm內。加固、支座灌漿。偏差調整采用吊掛粗調和梁底部的千斤頂精調。觀測點與梁面高差如圖3所示。

高程轉換計算如下：

HA=HAB+h1

HB=HAB+h2

HC=HCD+h3" " " " " " " " " " " " " " " "（3）

HD=HCD+h4

式中：HA、HB、HC、HD分別為架梁時A、B、C、D點高程；HAB為架梁時設計梁面A、B點高程；HCD為架梁時設計梁面C、D點高程；h1、h2、h3、h4分別為A、B、C、D點與梁面高差。

3.3.3" "中間塊膠拼

中間塊（2#～10#）膠拼時，先進行試拼測量。試拼軸線及高程滿足設計要求后，拆分涂膠進行正式拼裝。同樣是先調中軸線再調整高程，如軸線偏差＞3mm進行糾偏。

數據偏差采取如下方法查找原因：一是檢查測量儀器復核控制點；二是檢查塊段與塊段左右兩側是否對齊，三是檢查左右兩側高程是否一致；四是檢查塊段與塊段的縫隙是否靠緊，剪力鍵處是否存在廢棄混凝土塊，臨時張拉裝置是否合格，兩側張拉力是否均等。

針對檢查原因進行相應調整，糾偏滿足設計要求后，進行拼裝、臨時張拉加固。如高程存在偏差時，可調整豎向吊梁的4根精軋螺紋鋼，在架橋機衡梁頂部安裝液壓千斤頂進行調整。

3.3.4" "末塊膠拼

末塊（1#）膠拼時，先進行試拼控制。試拼軸線及高程滿足設計要求后安裝支座，檢查灌漿縫是否合格，合格后拆分（包括拆分支座）涂膠進行正式拼裝。按照先調軸線再調高程的順序測量控制。拼裝后再安支座、灌漿。

通過對測量、數據分析等各個環節的精雕細琢，最大程度上減小了數據誤差對線型控制的影響，提高了成品節段梁的預制精度，保證了橋梁線型。

4" "結語

節段梁預制施工與架設施工在不同的施工場地，施工測量的控制點坐標系統不同，需通過相對坐標系和設計坐標系，給各節段梁體設置的軸線點、高程點賦值完成轉換。根據各節段架設測量控制方法和施工順序，完成精準架設，可保證各塊段膠拼在一起的平順性滿足設計要求。

本文結合新建鐵路鹽城至南通線南通西至張家港段同步實施工程站前Ⅱ標段，長江大橋南引橋48m節段預制拼裝簡支箱梁施工，對節段梁施工測量控制方法進行介紹，并分析節段梁預制施工測量控制方法和節段梁架設施工測量控制方法，可為類似工程提供參考。

參考文獻

[1] 冶金工業信息標準研究院，中冶建筑研究總院有限公司，天津冶金集團中興盛達鋼業有限公司，等.GB/T 5224-2014：預應力混凝土用鋼絞線[S].北京：中國標準出版社，2015.

[2] 中鐵工程設計咨詢集團有限公司，鐵道科學研究院，鐵道部產品質量監督檢驗中心，等.TB/T 3192-2008：鐵路后張法預應力混凝土梁管道壓漿技術條件[S].北京：中國鐵道出版社，2008.