懸澆箱梁施工測量控制和線形監(jiān)控重要性

1、懸澆箱梁施工測量控制和線形監(jiān)控重要性孫卓一、工程測量的定義工程測量是測繪科學與技術(shù)在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中的直接應用，是綜合性的應用測繪科學與技術(shù)，要求計算理論嚴密，測量方法嚴密。本文對工程測量進行了定義，按照工程建設(shè)進行的程序和工程種類進行具體闡述了工程測量在理論方法方面的發(fā)展，對幾種常用的理論和方法進行了歸納和總結(jié)。在工程建設(shè)的設(shè)計、施工和管理各階段中進行測量工作的理論、方法和技術(shù)，稱為工程測量。工程測量是測繪科學與技術(shù)在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中的直接應用，是綜合性的應用測繪科學與技術(shù)，它直接為工程建設(shè)服務(wù)的，它的服務(wù)和應用范圍包括城建、地質(zhì)、鐵路、交通、房地產(chǎn)管理、水利電力、能源、航天和國防等

2、各種工程建設(shè)部門。1、按照工程建設(shè)的進行程序分類按工程建設(shè)的進行程序，工程測量可分為規(guī)劃設(shè)計階段的測量，施工興建階段的測量和竣工后的運營管理階段的測量。規(guī)劃設(shè)計階段的測量主要是提供地形資料。取得地形資料的方法是，在所建立的控制測量的基礎(chǔ)上進行地面測圖或航空攝影測量。施工興建階段的測量的主要任務(wù)是，按照設(shè)計要求在實地準確地標定建筑物各部分的平面位置和高程，作為施工與安裝的依據(jù)。一般也要求先建立施工控制網(wǎng)，然后根據(jù)工程的要求進行各種測量工作?？⒐ず蟮臓I運管理階段的測量，包括竣工測量以及為監(jiān)視工程安全狀況的變形觀測與維修養(yǎng)護等測量工作。2、按照工程測量所服務(wù)的工程種類分類按工程測量所服務(wù)的工程種類，

3、也可分為建筑工程測量、線路測量、橋梁與隧道測量、礦山測量、城市測量和水利工程測量等。此外，還將用于大型設(shè)備的高精度定位和變形觀測稱為高精度工程測量；將攝影測量技術(shù)應用于工程建設(shè)稱為工程攝影測量；而將以電子全站儀或地面攝影儀為傳感器在電子計算機支持下的測量系統(tǒng)稱為3維工業(yè)測量。無論是工程進程各階段的測量工作，還是不同工程的測量工作，都需要根據(jù)誤差分析和測量平差理論選擇適當?shù)臏y量手段，并對測量成果進行處理和分析，也就是說，測量數(shù)據(jù)處理是工程測量的重要內(nèi)容。二、懸澆箱梁平面控制和高程控制1、箱梁施工測量目標 (1)復核、建立符合精度的施工控制網(wǎng) 。 (2)控制懸澆箱梁的平面位置，使待懸澆箱梁的中軸線

4、符合設(shè)計橋軸線 。 (3)控制懸澆箱梁的標高，使待懸澆箱梁頂面標高符合設(shè)計的縱向和橫向坡度。 2、箱梁懸澆施工平面與高程控制網(wǎng)的建立和施測通過對橋位勘測階段所交付的平面控制點、高程控制點進行加密和聯(lián)測，在大橋周圍已建立起穩(wěn)定且精度較高的控制網(wǎng)。建立控制大橋施工的局部測量控制網(wǎng)，作為大橋施工測量放樣和變形監(jiān)測的相對基準，用于指導箱梁各塊件的施工。平面控制網(wǎng)是由業(yè)主提供的控制網(wǎng)并采用雙站極坐標施測，進行精確放樣并核查，定點后采直線或穿線微調(diào)。高程控制網(wǎng)使用水準儀+懸掛鋼尺的方法進行聯(lián)測，選擇無風或風小的時候施測，在最終的各標高控制點進行聯(lián)測復核，以保證高程控制點的精度。3、懸澆箱梁中線控制測量 為

5、保證對向施工箱梁兩個懸臂平面位置的準確對接，施工中采用經(jīng)緯儀導線法控制每一塊懸臂箱梁的平面位置。根據(jù)掛籃結(jié)構(gòu)和施工特點，待懸澆箱梁后端斷面與已施工箱梁的前端緊密銜接。實際施工中，我們只控制箱梁前端斷面，根據(jù)該塊箱梁在懸臂中的位置，由里程樁號計算其設(shè)計坐標，采用單測站極坐標方法分兩次(第一次底板，第二次頂板 )控制箱梁平面位置。施工中采用兩個局部平面控制點進行交叉復核，以避免產(chǎn)生誤差。 4、懸澆箱梁高程控制測量 為保證對向施工的兩個懸臂高程的合攏精度，施工中采用精密水準儀（在山區(qū)或地形復雜地區(qū)也可采用高精度全站儀三角高程）控制懸臂中每塊箱梁施工的標高。根據(jù)施工特點，箱梁標高主要控制懸澆箱梁的前端

6、，按照待施工箱梁的里程樁號，分別查找箱梁前端斷面底板和頂板的設(shè)計標高，再考慮設(shè)計要求的彈性撓度和預拱度 以及掛籃的施工撓度，計算各點的施工標高。然后以各自的局部控制點作為后視，用四等普通水準測量方法放樣，用以指導懸臂箱梁的施工。三、懸澆箱梁監(jiān)控測量1、監(jiān)控的目的和意義預應力混凝土連續(xù)梁橋，梁體為預應力混凝土連續(xù)箱梁，采用懸臂施工。懸灌橋梁的形成要經(jīng)過一個復雜的過程，施工工序和施工階段較多，各階段相互影響，且這種相互影響又有差異，這就造成各階段的內(nèi)力和位移隨著混凝土澆筑過程變化而偏離設(shè)計值的現(xiàn)象，甚至超過設(shè)計允許的內(nèi)力和位移，若不通過有效的施工控制及時發(fā)現(xiàn)、及時調(diào)整，就可能造成成橋狀態(tài)的梁體線形

7、與內(nèi)力不符合設(shè)計要求或在施工過程中結(jié)構(gòu)的不安全。在施工過程中，為保證合攏前懸臂端豎向撓度的偏差、主梁軸線的橫向位移不超過容許范圍、保證合攏后的橋面線形良好、保證在施工中主梁截面不出現(xiàn)過大的應力，必須對該橋主梁的撓度、應力等施工控制參數(shù)做出明確的規(guī)定，并在施工中加以有效的管理和控制，以確保該橋在施工過程中的安全，并保證在成橋后主梁線形符合設(shè)計要求。對于分階段懸臂澆筑施工的預應力混凝土連續(xù)梁橋來說，施工控制就是根據(jù)施工監(jiān)測所得的結(jié)構(gòu)參數(shù)真實值進行施工階段計算，確定出每個懸澆階段的立模標高，并在施工過程中根據(jù)施工監(jiān)測的成果對誤差進行分析、預測和對下一階段立模標高進行調(diào)整，以此來保證成橋后的橋面線形、

8、保證合攏段懸臂標高的相對偏差不大于規(guī)定值以及結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計要求。橋連續(xù)梁部分進行施工監(jiān)控的目的就是確保施工過程中結(jié)構(gòu)的可靠度和安全性，保證橋梁成橋橋面線形及受力狀態(tài)符合設(shè)計要求，主要控制內(nèi)容為：主梁線形、受力。2、監(jiān)控原則和方法施工監(jiān)控包括兩個方面的內(nèi)容：梁的變形控制和內(nèi)力控制，變形控制就是嚴格控制每一階段梁的豎向撓度，若有偏差并且偏差較大時，就必須立即進行誤差分析并確定調(diào)整方法，為下一階段更為精確的施工做好準備工作；內(nèi)力控制則是控制主梁在施工過程中以及成橋后的應力，尤其是合攏時間的控制，使其不致過大而偏于不安全或在施工過程中造成主梁的破壞。梁部結(jié)構(gòu)采用的懸臂施工方法屬于典型的自架設(shè)施工

9、方法，由于在施工過程中的已成結(jié)構(gòu)（懸臂階段）狀態(tài)是無法事后調(diào)整的或可調(diào)整的余地很小。針對主梁的結(jié)構(gòu)和施工特點，梁部的施工監(jiān)控一般采用預測控制法。預測控制法是指在全面考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各種因素和施工所要達到的目標后，對結(jié)構(gòu)的每一個施工階段形成前后的狀態(tài)進行預測，使施工沿著預定狀態(tài)進行。由于預測狀態(tài)與實際狀態(tài)間有誤差存在，某種誤差對施工目標的影響則在后續(xù)施工狀態(tài)的預測中予以考慮，以此循環(huán)，直到施工完成并獲得和設(shè)計相符合的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。3、監(jiān)控體系施工體系張拉預應力掛籃前移(下階段鋼筋)施工現(xiàn)場設(shè)計體系設(shè)計計算設(shè)計指定參數(shù)砼容重、彈模塊件重量、尺寸施工荷載偶然荷載現(xiàn)場測試體系實時測量體系應力測量線形

10、測量溫度時間主梁線形物理測量力學測量施工控制預測計算施工控制實時計算施工控制計算體系計算核對實測值現(xiàn)場測試參數(shù)參數(shù)識別、修正施工控制計算參數(shù)施工控制計算值比較修正量計算分析發(fā)布施工控制指令下階段施工資料：立模標高預告及掛籃變形量預測4、線形監(jiān)測4.1、線形控制流程從掛籃的前移定位至預應力鋼束張拉完畢是懸澆梁施工的一個周期，每個周期中有關(guān)施工控制的步驟如下：（1） 按照預報的掛籃定位標高定位掛籃，由施工單位測量定位后的掛籃標高，并向控制小組提供掛籃的定位測量結(jié)果；（2） 立模板、綁扎鋼筋；（3） 澆筑混凝土前，測量所有已施工梁段上的高程測點，復測掛籃定位標高，墩頂?shù)乃轿灰?，報施工控制小組；（4

11、） 施工控制小組分析測量結(jié)果，如需調(diào)整，給出調(diào)整后的標高；（5） 澆筑完混凝土后第二天測量所有已施工梁段上的測點標高，測量本梁段端部梁底和預埋在梁頂?shù)臏y點標高，建立測點與梁底標高的關(guān)系，提供給施工控制小組；（6） 按相應規(guī)范檢查斷面尺寸，提供給施工控制小組并向施工控制小組提供梁段混凝土超重的情況；（7） 張拉預應力鋼筋后，測量所有已施工梁段上的高程測點，并提供施工控制小組；（8） 施工控制小組分析測量結(jié)果，根據(jù)上一施工周期梁底標高測量值和應力、溫度等測量結(jié)果計算、預報下一施工周期的掛籃定位標高。工作程序的關(guān)鍵是：每個施工循環(huán)過程的結(jié)束都必須對已完成的節(jié)段進行全面的測量，分析實際施工結(jié)果與預計目

12、標的誤差，從而及時地對已出現(xiàn)的誤差進行調(diào)整，在達到要求的精度后，才能對下一施工循環(huán)作出預報。4.2、位移點的布設(shè)撓度觀測資料是控制成橋線形最主要的依據(jù)，懸臂連續(xù)梁橋線形監(jiān)測斷面應設(shè)在每一階段的端部。布置0塊件的高程測點是為了控制頂板的設(shè)計標高，同時也作為以后各懸澆階段高程觀測基準點。懸澆階段每個監(jiān)測斷面上布置兩個對稱的高程觀測點，不僅可以測量箱梁的撓度，同時可以觀測箱梁是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，標高測點用16圓鋼，圓鋼筋頂部磨平，露出頂板23，并用紅油漆作為標記。測點布置原則： 盡量靠近腹板； 測點離梁段端部10； 不妨礙施工及掛籃的行走、固定等； 易于保護； 盡量使測量工作減少，如立一次儀器即可以測

13、試全部測點的高程，最好設(shè)置在掛籃內(nèi)側(cè)，這樣也可以減少轉(zhuǎn)儀器引起的誤差。4.3、觀測時間與項目 為盡量減少溫度的影響，撓度的觀測安排在早晨太陽出來之前進行，每個施工階段的變形測試時間根據(jù)施工階段的進度來定。在整個施工過程中主要觀測內(nèi)容包括：（1） 每階段混凝土澆筑前的高程測量；（2） 每階段混凝土澆筑后、預應力張拉前的高程測量；（3） 每階段預應力張拉后、掛籃行走前的高程測量；（4） 每階段掛籃行走后的高程測量；（5） 拆除掛籃后、邊（中）跨合攏前的高程測量；（6） 最終成橋前的高程測試。5、懸臂階段測量工作內(nèi)容從掛籃前行至本號梁塊預應力張拉完畢為一個施工階段,在每個施工階段需完成的工作如下。5

14、.1、掛籃定位根據(jù)監(jiān)控方提供的立模標高進行掛籃定位,定位底模前端標高及頂板標高。此時需要設(shè)置的測點如下，如圖1及圖2所示。（1） 頂板鋼筋頭測點，距離該梁塊前端10cm，在澆筑該塊混凝土前埋設(shè)即可。（2） 掛籃底模梁塊前端測點，不用設(shè)置鋼筋頭，直接布置在模板上。（3） 掛籃底模鋼筋頭測點，盡量靠近該梁塊底模前端，鋼筋頭長度10cm左右。注：由于在澆筑混凝土后需要對底模前端標高進行測量，為消除其他因素影響，在定位時，在底模上盡量靠近本梁塊底模前端左右兩側(cè)各設(shè)置鋼筋頭一個，在定位時需要測量測點2（底模前端模板）與測點3（底模前端鋼筋頭）的標高差，在澆筑混凝土后及張拉預應力后可僅對測點3（底模前端鋼

15、筋頭）進行測量，利用標高差換算測點2（底模前端模板）的標高。圖1 每階段測點布置側(cè)立面圖圖2 每階段測點布置正立面圖掛籃定位時需測量的內(nèi)容如下：（1） 測點2（底模前端模板）的標高，使其滿足監(jiān)控方標高預報文件中的底板立模標高；（2） 頂板立模標高，為底板立模標高梁高；（3） 所有已施工梁段頂板鋼筋頭測點標高；（4） 測點3（底模前端鋼筋頭測點）標高，并計算出每側(cè)底模前端鋼筋頭測點（測點3）與測點2（底模前端模板）的標高差。5.2、澆筑混凝土時檢查掛籃定位標高，確保標高無誤后再開始澆筑混凝土；5.3、混凝土養(yǎng)護期間混凝土養(yǎng)護期間需測量內(nèi)容如下：（1） 所有已施工梁段頂板鋼筋頭測點（測點1）標高；（2） 底模前端鋼筋頭測點標高（測點3），目的是測量（底模前端模板）測點2標高，需要提供測點2的標高；5.4、預應力張拉后預應力張拉后需測量內(nèi)容如下：（1） 所有已施工梁段頂板鋼筋頭測點（測點1）標高；（2）底模前端鋼筋頭測點標高（測點3），目的是測量（底模前端模板）測點2標高，需要提供測點2的標高； 6、線形監(jiān)控流程懸臂連續(xù)梁橋自適應施工控制流程圖如圖3所示前期結(jié)構(gòu)計算分析預告變位和立模標高施工測量