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空心薄壁墩施工测量技术研究

发表时间：2020/10/15 来源：《基层建设》2020年第19期作者：王小战

[导读] 摘要：桥梁(Bridge)是跨越各种障碍如河流、山谷或其他路线等的结构物。桥梁工程在交通事业中占有重要地位。

        中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司测绘工程处湖北宜昌 443000
        摘要：桥梁(Bridge)是跨越各种障碍如河流、山谷或其他路线等的结构物。桥梁工程在交通事业中占有重要地位。薄壁空心桥墩对比于重力实体桥墩，一般情况下可以减少40%-60%的坛工量。在山区高速公路施工中空心薄壁墩桥梁被广泛应用。桥梁施工质量的好坏直接影响其效能的发挥，而空心薄壁墩施工测量工作是保证桥梁整体施工质量的基础。本文将从控制点加密和施工放样，验收等方面进行探讨。
        关键词：空心薄壁墩；控制点；放样；验收
        引言
        桥梁工程是交通建设的重要组成部分，尤其是在高速公路方面的桥梁施工的质量关乎着交通运行的安全与顺畅与否，也一定程度上决定了社会经济发展的效益。桥梁施工中的空心薄壁墩施工测量技术对于提升空心薄壁墩的建设质量发挥着重要的影响。
        1 桥梁施工中空心薄壁墩施工测量的意义
        目前我国的桥梁施工中的空心薄壁墩施工主要是应用于高桥建设中。20世纪70年代以来伴随着钢筋套筒机械连接施工技术以及翻动钢模板等新工艺的逐渐发展，高效的克服费工费料、质量差、施工慢及高空作业等方面的困难，从而薄壁空心桥墩被广泛应用到桥梁建筑中。空心薄壁墩建设工程需要大量的建设材料、施工设备、资金和人员，其施工是存在着一定的风险的，施工具有复杂性和困难性的双重问题。但由于此类工程属于社会建设的基础工程，发挥着重要的影响，同样，如果空心薄壁墩施工的质量控制没有到位，所带来的负面影响也是非常巨大的。因而研究桥梁施工中空心薄壁墩施工的施工测量技术，对于保障其工程质量具有重要的意义。
        2空心薄壁墩施工测量
        2.1空心薄壁墩施工
        空心薄壁墩施工最为显著的特征即是墩柱墩身较高，处于半空施工的范畴。模板为关键因素其不仅可以提供理想桥梁墩柱的尺寸，还为理想桥梁的质量打下良好基础。施工时选用的模板，其表面应确保平整，并且不存在缝隙和漏浆等危险现象；与此同时模板的所有形状及相应的尺寸均应满足桥梁工程设计的相关要求。钢筋制作应根据模板高度通过分段的方法将其制作成型。混凝土的浇筑以及养生，其对整个建筑的质量起到较为重要的作用。当混凝土的强度符合25%的设计要求时，就应将模板进行拆除。之后通过选用薄膜覆盖的方式对混凝土开展相应的养护对其养护的时间应超过14天。
        2.2空心薄壁墩施工测量的要点
        （1）控制点加密
        由于业主提供的控制点距离较远且密度不足，不便于直接用于施工测量使用，故在空心薄壁墩开工前须首先完成桥梁施工控制网的加密工作，为工程正常开工提供测量方面技术支持。施工过程中应使用经监理审批的控制点加密成果。
        控制点加密工作的流程为：
        技术设计。根据工程项目的实际情况，结合测量规范与设计要求，选用合适的控制网等级。确定控制网等级后先在图上结合平面布置图、用地图、卫星地图等进行设计，保证足够的精度和密度，且方便施工测量使用，再到现场实地踏勘，结合测区自然地理条件的特征，根据具体情况进行修改，保证各控制点相互通视，制定切实可行的最佳布网方案和观测方案，保证工程质量和测量精度。
        埋石。根据现场实际情况，按照规范要求把标石埋设在稳定性高，不易被破坏的位置，现场做好控制点标记，并做好点之记，方便后期维护。
        加密控制网布置。
        控制点数量：考虑墩身逐渐升高，可能造成盲视或者仰视过大的情况，结合空心薄壁墩的高度，在桥附近布设5个（或者5个以上）的控制点，位置选取桥梁起点和终点各埋设一个控制点，其他控制点根据空心薄壁墩高度分级布设，确保布设控制点能满足施工测量的需求，控制点间必须相互通视，同时保证网型的可靠性。
        布网方法：每座桥梁以设计提供的2个以上控制点做为平面网和高程网的基准，平面控制点加密采用GPS静态和一级导线测量、高程控制点加密采用四等电磁波测距三角高程按照附合路线进行测量，加密控制点既能保证图形牢固性，又可以保证足够的精度。
        平面控制网（静态GPS、导线）测量
        距离设计提供的控制点较远的桥梁部位一般采用静态GPS测量技术把平面控制点加密至桥梁两端，然后使用导线测量技术在桥梁附件进行控制网加密作业。距离设计控制点较近的桥梁直接使用导线测量进行平面控制网加密作业。
        静态GPS测量的作业步骤为：作业调度;数据采集;GPS静态数据处理;编写报告。
        导线测量的作业步骤为：外业作业；内业计算；编写报告。
        高程控制网（静态GPS、导线）测量
        受地形条件的影响，空心薄壁墩施工范围高差较大不便使用水准测量较适合采用电磁波测距三角高程。电磁波测距三角高程测量是通过观测测站点至照准点的竖直角，再用电磁波测距仪测取此两点间的距离，根据平面三角公式计算此两点间的高差，进而推求待定点高程的方法。此法已可达到四等、甚至三等水准测量的精度要求。高程精度满足空心薄壁墩的施工需要。
        电磁波测距三角高程的作业步骤为：外业作业；内业计算；编写报告。
        （2）测量放样与验收
        空心薄壁墩测量的影响因素以及应对方法
        仪器误差：视准轴误差，水平轴倾斜误差，垂直轴倾斜误差，度盘及测微器分划差。定期进行仪器检定与自检，尽量减小仪器误差产生的影响；
        外界引起的误差：目标成像清晰度，水平折光影响，竖直折光影响，照准目标相位差。要求选择早晨与下午时段进行测量，减小气候影响；
        仪器操作的误差：整平误差，照准误差，读数误差。要求具有丰富经验的测量人员进行操作；
        在大气作用下，刮风在空心薄壁墩迎风面背面形成“风涡流”对柔性墩柱产生轻微摆动，在测量中对墩柱中心偏位和垂直度测量影响较大。根据天气情况，大风天气禁止进行测量。
        塔吊附着在墩身上，塔吊的转动也会影响测量精度。测量时禁止使用塔吊。
        空心薄壁墩施工放样测量
        首先根据规范，结合施工部位确定空心薄壁墩施工测量的主要技术指标。
        放样点位选择空心薄壁墩模板虚拟转角位置，实际转角位置为圆角，为方便测量作业与现场使用，放样点位选择四条边线的延长线交点位置（如遇遮挡，可以在延长线上面进行放样，通过交会虚拟确定转角位置）。具体放样位置如下图：

        为方便模板的调校，在放样的模板转角点连线外0.5米处用墨斗线进行标记，并利用钉子在四角做好标记。考虑墩高及测量因素对桥梁测量精度的影响，放样采用全站仪在承台上面进行标记，检查后始终作为模板调校基准。
        空心薄壁墩模板验收测量
        模板的检测验收是混凝土形体控制重要工序。调整模板采用自动安平垂准仪配合经过校准的钢卷尺进行，模板安装完成后通过全站仪配合小棱镜进行校核。在校核模板之前，可先测定通过自动安平垂准仪导到墩柱模板位置的方向控制数值，误差范围内继续校核模板工作，超过误差范围则重新架设自动安平垂准仪，直到满足要求。
        混凝土浇筑过程中安排专人进行模板监控。利用垂准仪配合钢卷尺在不同位置定期进行检查。避免浇筑过程中模板变形对混凝土外观质量造成影响。如果发生模板变形，及时进行纠偏。

        模板校正值计算公式为：距离2+设计坡比X高差-距离1。
        形体测量
        采用在每仓浇筑收仓后至下仓开始立模放样前，立即进行上仓成型混凝土的形体测量。墩柱形体测量采用全站仪极坐标法或免棱镜全站仪极坐标法施测。分别在不同的高程面测量断面，断面位置在每个立面的切中平分处，取点间距为1m左右，自下而上施测。形体测量完成后，及时计算形体偏差，编制形体测量报告，并采取有效措施避免偏差的积累。竣工形体测量的成果资料按规定格式编制，根据实测三维坐标计算所对应桩号、偏距，与设计值比较，再计算偏差值，绘制实测形体断面图。
        3结语
        随着经济水平的不断发展桥梁施工的数量和规模也随之相应增长，其中的空心薄壁墩的施工质量将会影响整个工程的质量，因而研究如何保证空心薄壁墩施工测量的质量，可以改善施工质量，并且预防可能出现的问题。论文结合笔者的研究经验做出简要地阐述，其中有许多不足之处，有待进一步指正，相关研究有待进进一步深入。
        参考文献：
        [1]王保彦.薄壁空心高墩施工测量控制技术[J].城市道桥与防洪，2010（6）