橋梁空心薄壁墩施工測量控制的影響因素分析

李培俊

（山西路橋第三工程有限公司,山西 忻州 034000）

0 引言

山西省呂梁國道改線工程橋梁所處地形復雜，為深溝峽谷中，地面起伏較大，深溝中空心薄壁墩較高，最高達到58 m，因此高墩柱測量是施工的關鍵所在。進場以來根據初步設計文件對施工現場進行了詳細的勘測，在接收到施工圖紙后對施工圖紙進行了詳細的復核，在圖紙復核已基本完成的基礎上，為保證橋梁墩柱的垂直度，由項目部測量人員采用拓普康os-101 型全站儀對橋梁下部構造進行垂直度控制。施工測量控制人員已到位，測量設備已安裝，正在進行調試，待調試完成進行校準及標定后驗收備案即可投入使用。

1 施工測量控制

1.1 施工測量

山西省呂梁國道改線工程空心薄壁墩墩身高度較高，必須嚴格控制測量放線的精度。總體方案利用GPS 點和加密導線點實現橋梁平面控制。由于墩身較高無法采用水準儀進行高程控制，采用精度較高的全站儀按三角高程測量對墩身高程進行控制[1-2]。

1.2 平面控制測量

橋梁平面控制測量采用全站儀，對加密導線點按閉合導線進行測量，按測量規范要求進行平差，平差結果滿足測量規范要求，可以作為平面控制在施工中使用[3-4]。

1.3 高程控制測量

高程控制測量在利用設計提供高程控制點的基礎上采用精度較高的全站儀按三角高程測量法對加密導線點進行高程測量，采用閉合水準測量線路進行平差，平差過程采用四等水準要求進行平差，平差結果均滿足四等水準測量規范要求，可以作為控制高程在施工中使用[5-6]。由于墩身較高，受氣溫風力影響會來回微微擺動，尤其是作為起升材料的塔式起重機附著于墩上，因此測量控制選擇一個時間段相對固定（早晨7：30—下午5：30）、氣溫相對恒定的時間段來測量，這樣測量出來的數據才有可比性。

1.4 施工放樣

因為墩身比較高，每次支立模板前測量員對墩身的位置進行精確放線為支立模板提供依據，模板加固后測量員再對模板平面位置進行復核，準確無誤后方可澆注混凝土，該節混凝土澆注完成后再次對墩身平面位置進行復核以調整下一節模板的支立位置，如此循環地進行墩身的施工[7-8]。

2 墩身線性控制

在每個空心薄壁墩底部設三個永久性的墩心定位點，用混凝土制作埋設細鋼筋頭作為測量對中標志。當墩柱的施工高度達到一定值時，因為墩柱頂會在風力作用下產生擺動，如果用地面上的墩心定位點來控制柱頂中心及模板垂直度時就會影響其測試精度，所以在已澆筑的墩身上搭設平臺以設置墩心定位點[9-10]，見圖1。

圖1 墩心定位點示意圖

3 工程實例分析

山西省呂梁國道改線工程主線起點位于方山縣北武當鎮韓莊村北側約800 m 處，起點樁號為K20+500，然后路線向南布設，跨越X466（峪松線）及峪口河后至碌碡梁，設碌碡梁隧道，出碌碡梁隧道后路線沿界溝東側往南布線至于家梁，然后換岸至界溝南側并折向東南方向布線至滴水崖，此后設羊走嶺隧道往南穿越羊走嶺至東皇背塔，終點樁號為K29+092，路線全長8.619 km。連接線起點LK0+000，接主線K20+300 處，路線沿溝往西布線至圪針灣村，然后避開廠房向北布線，與舊209互通式立體交叉之后向南，至花家坡村背后，設花家坡隧道，接原起點（LK4+505 斷鏈后），路線向西經峪口鎮至石板梁，而后布設2 070 m 長隧道（分離式隧道）穿越黑里山至閆家峁上跨太中銀鐵路呂臨支線后進入臨縣境，臨縣境路線經黃家坡至新舍窠接入省道218 線。

3.1 工程數量與技術參數

主線：大橋3 090 m/3 座，天橋96 m/1 座；40 m T梁205 片，30 m 箱梁197 片。連接線：大橋1 690 m/7 座，現澆跨線橋107 m/1 座，小橋32 m/2 座，40 m T 梁130片，30 m 箱梁80 片，10 m 空心板14 片。合計有40 m T梁335 片，30 m 箱梁277 片。見表1。

表1 橋梁技術參數表

3.2 地形地貌對測量的影響

項目區地處Ⅲ級構造單元呂梁—太行斷塊內，所處的Ⅳ級構造單元為太行山塊隆。位于太行山塊隆的南部區域。項目區內存在的不良地質現象為不穩定斜坡和煤礦采空區；特殊性巖土主要有濕陷性黃土。

3.2.1 不穩定斜坡

發育有2 處不穩定斜坡，位于路線K43+360～K43+950 段，發育在沖溝右岸斜坡上。

3.2.2 采空區

受區域地質構造影響，走廊帶內采煤層為石炭系上統太原組地層中的9#、15#煤層，開采方式全部為巷道式開采，私挖濫采的段落內開拓方式有平硐式、豎井式，村辦煤礦開拓方式為斜井式，回采率均低，一般回采率在20%～30%之間。根據采掘情況將采空區劃分為四個段落，分別為小窯私挖濫采形成的K43+200～K44+200 段、K49+500～K49+700 段，村辦煤礦開采的K44+200～K45+820 段（后河煤礦）、K45+820～K46+700 段（平城鎮北街煤礦）。

3.3 與測量相關的橋梁技術指標

與空心薄壁墩柱測量相關的技術指標見表2。

3.4 空心薄壁墩施工測量

3.4.1 墩柱軸線偏位和墩柱中心水平位移的測量

在確定墩柱中心實際位置后利用全站儀和導線控制網根據墩柱中心設計的設計坐標進行放樣，以確定墩柱中心的理論位置。對比墩柱中心實際位置與理論位置可測量出墩柱中心的水平位移、墩柱軸線的偏位。同時全站儀采用棱鏡確定點位，在高空墩心施工時由于風力等外界荷載的影響棱鏡會隨墩柱一起擺動，一臺儀器無法準確地控制點位。此時采用兩臺全站儀同時觀測，用交會法確定墩柱的中心位置[11-12]。

3.4.2 全站儀檢查模板

全站儀檢查模板上口4 個角點平面位置后將置棱鏡于模板上口角點上測出實測坐標，求出ΔX 與ΔY 值，把測量結果換算成縱橫向偏差值后依標準判定模板安裝是否合格。對照全站儀檢查的結果，若檢查結果合格則可判定模板安裝合格，若兩者差值超過2.0 mm 則分別重新檢查[13]。

3.4.3 空心薄壁墩施工測量對人員的要求

（1）項目負責人。全面負責現場工作開展的安全和測量管理、制定項目實施方案、管理制度制定及現場管理工作并負責其他管理工作和事務。

（2）技術負責人。技術負責人對測量過程中的所有技術環節提供技術支持，編寫技術方案并指導現場數據采集，進行成果審核的同時配合項目負責人開展項目管理協調，以及技術指導與培訓等工作。

（3）推行以師帶徒、以老帶新的制度。通過簽訂師徒合同的方式明確師徒雙方權利與義務、培養內容、培養目標及考核措施等，建立一師多徒、一徒多師的新型師徒關系。導師帶徒以班組、部門為學習單元，針對部分測量人員實踐操作能力相對薄弱的實際情況，師傅結合崗位技能培訓和安全生產，針對不同工種的難點、重點以及工作中容易出現的測量問題去開展測量理論知識講解和現場操作授課。徒弟可隨時針對測量操作過程中遇到的疑難問題向師傅提出疑問，雙方共同探討才能加快測量技術人員的成長。

4 結束語

基于上述，可得出以下結論:

（1）專業人員進行橋梁空心薄壁墩施工測量前要進行導線、水準復測。在整個復測過程中，由測量工程師和專業技術人員進行導線測量、水準測量，隨后將復測結果報監理部審批。

（2）編制完成各危大工程的專項施工方案后對施工人員進行詳細的技術交底，根據施工圖紙將結構物平面位置、橋梁主線及公路占地紅線放樣完成。

總之，無論是平面控制測量還是高程控制測量，橋梁空心薄壁墩的線性控制是十分重要的。