阿蓬江特大桥高墩施工测量控制方案

阿蓬江特大桥施工测量控制方案

一、概述

阿蓬江特大桥是为左右分离式桥，其中主桥采用变截面预应力连续钢构箱梁，两岸引桥采用预应力混凝土T梁，先简支后钢构。本桥主桥墩最高95m。主桥墩墩身形式为双肢变截面矩形空心高墩；墩顶尺寸为350×750cm，壁厚均为70cm。墩身除配备必要的护面钢筋和纵向主筋外，在四角部分另外配有断面劲性钢骨架，骨架为四肢角钢组焊而成的桁架结构，签于墩身重心偏高、柔度较大，底支撑面积相对较小；在施工中，受日照温差、大气对流、机械振动及荷载偏心等影响，容易造成轴线的弯曲和摇摆，直接影响墩身轴心施工精度。因此对超过60米的高墩，有必要在施工过程中采取必要措施，减少上述因素对施工测量的干扰。为此对阿蓬江特大桥高墩施工测量控制作专门的技术报告。

二、影响施工测量精度的主要因素的分析

1、日照温差

日照温差造成墩身整体向背荫面弯曲。同时，有研究表明，对于空心薄壁墩而言，升、降温还会造成内外壁的环向应力差值，直接威胁墩身本身安全。

附：日照温差引起的偏离统计

2、大气对流

由于高墩施工地处跨越阿蓬江河谷，属“V”型狭谷，风力强劲。墩身会在风力作用下发生摆动，这种摆动，不仅有顺风相应，还有横风向相应。假如阵风的频率恰巧与墩身自振频率接近时，会发生共振。威胁到墩身安全。同时，摆动的墩身对于高精度的测量本身就造成一定的干扰。

3、施工偏心荷载

假如墩身断面上某方向的施工荷载长期对墩身保持偏心力矩，则当施工完毕，荷载撤除后，墩身轴线势必会回应这种撤除而发生弯曲偏移。

三、主要采取的对策

1、应对日照温差的对策

对于墩身因日照温差而发生的变形，一方面，我们通过设置墩身通风口，加强内外对流降低温差加以解决，同时，设计上增加环向构造钢筋，布设防裂钢筋网片，以控制温度应力和裂缝发展方向；另一方面，墩身采取养护液养护，墩顶设置喷水系统，使日照时间长的墩身混凝土表面形成水幕，降低日照升温

加以改善。同时，针对施工控制测量，选取早晨光线明亮，同时日照时间不长的特定时刻进行。

2、应对大气对流影响的对策

首先，墩身上的施工设备，主要是模板、爬架、脚手平台。均应按照实际地貌、风压进行抗风验算。其次，必要时，可以通过增加临时抗风装置来抵抗风力。例如模板和平台等都设置抗风柱，与已成墩身刚性联结，将设备上的风载有效传递到已成墩身混凝土上。最后，在整个施工过程中应密切于当地气象水文站进行联络。及时掌握未来天气状况，对于超过4级以上大风天气，采取停工措施。

其次，施工测量，在风速<4m/s情况下进行。

3、选取刚度大、稳定性能良好的作业设备

施工中，对于模板、平台等设备，优先挑选刚度大、稳定性能好的。同时，加强对施工临时荷载的调配，避免长时间、大吨位的堆放在相对固定的位置上。暂时不用的机具、钢筋，应及时撤运下来。

本桥墩身模板采用钢模板（5mm）。结构形式为型钢焊制的正交异性板。在高度上划分为2.25×3m三层组成。每一循环浇注高度不大于6.75m，模板的拆装施工采取对称作业，保持墩身两侧菏载的平衡。

爬架悬臂爬模，重量轻，稳定性能好。

4、应对施工偏心荷载

施工过程中采取荷载对称布置，多余部分移弃，作业过程也采取对称施工，如模板对称拆装、爬架对称提升等。

四、高墩控制测量

采用分层投点测量，控制精度主要包含两方面内容，一是墩身本身轴线精度控制，二是前后浇注的混凝土相互的交接。

对于墩身轴线的控制，除了上述几点对策外，阿蓬江特大桥高墩施工因受施工干扰及场地的限制等不确定因素，测量控制主要从轴线控制、高程控制、墩身倾斜控制及沉降控制进行，在施工中根据实际情况使用其中一种方法或以一种方法为主其它为辅互相结合。

1、轴线的控制

1）方法一：方向交会法

方向交会法是测设桥墩位置的常用方法，如图一（DA、CA为基线）：

计算式为:

α

i = arctan[d

i

·sinθ

1

/(D

1

-d

i

·cosθ

1

)]

图一

β

i = arctan[d

i

·sinθ

2

/(D

2

-di·cosθ

2

)]

为了检核α

i 、β

i

，参考求算α

i

、β

i

的方法计算ψ

i

、φ

i

：

φ

i

= arctan[D

1

·sinθ

1

/(d

i

-D

1

·cosθ

1

)]

ψi= arctan[D

2

·sinθ

2

/(di -D

2

·cosθ

2

)]

计算检核式为:

α

i ＋φ

i

＋θ

1

= 180°

β

i ＋ψ

i

＋θ

2

= 180°

施测过程为：

在A、C、D点分别安置经纬仪（对中、整平），A 点标出桥轴线AB方向，在C、D点分别后视A 点，然后分别测设αi、βi角，此时三条线通常构成一个视误三角形，而不是一点。若视误三角形在桥轴线上的边长不大于规定数值（墩底2.5cm, 墩顶1.5cm），则取C、D点两测设方向交点在桥轴线上的投影点作为放样的墩位中心。

方向交会的精度与交会角（方向线CP与方向线DP之间的夹角）有关，交会角在90°～110°之间，交会精度最高。在选择基线和布网时尽可能使交会角在80°～130°之间，但不能小于30°或大于150°。

在交会出如图二所示的1～4点、1´～4´点后，在这三个控制点中选取观测时竖直角较小的一点架设全站仪，2测回精确测定控制点至放样点的距离。然后运用公式（1-1-1）将距离改正到桥面平均高程面H=660m上，将改化之后的距离与理论值相比较，如果较差小于1cm则认为交会点合格；否则应重测。

D=S[1+（660-Hm）]／637100 （1-1-1）

式中，S——实测距离；