桥梁架设施工测量

因桥梁上部构造和施工工艺的不同，其施工测量的内容及方法也各异，但不论采用何种方法，架梁过程中细部放样的重点是要精确控制梁的中线位置和标高，使最终成桥的线形和梁体受力满足设计要求。

一、盖梁施工测量

桥梁的盖梁工程是连接立柱并承担桥梁上部结构的部分，是桥梁墩、台、柱之上的混凝土工程。墩、台帽或盖梁施工中实测项目及允许偏差见表9-3。盖梁施工与斜拉桥（悬索桥）塔柱工程的上、下横梁施工基本相同，也可分为落地支架施工和无落地支架施工。图9-15为塔柱下横梁落地支架施工。

表9-3 墩、台帽或盖梁实测项目及标准

图9-15 塔柱下横梁落地支架施工

无落地支架施工技术是将模板和支架合二为一，依靠钢模自身的强度和刚度，将盖梁钢筋、混凝土、模板及各种施工荷载全部传递到已完成的立柱中，省去了常规施工中的落地支架，其下方可供车辆自由通行。

盖梁的施工测量主要是盖梁标高和平面位置控制。对于有落地支架盖梁施工，主要是用水准测量来控制盖梁底模的立模标高，用全站仪坐标放样来控制盖梁的平面位置。而对于无落地支架盖梁施工放样，可采用如下方法。

1.盖梁标高控制

预留钢管位置的准确与否将直接影响盖梁标高，因此在立柱混凝土浇筑之前，必须将钢管准确地固定于立柱的主筋上，其步骤如下： （1）在模板安装、定位后，从模板内侧自上而下放出钢管大样。 （2）在中间及两侧各设一道10mm厚的钢板作为定位装置，使四根钢管的相对位置固定。 （3）检查钢管标高、相对位置和水平度，在准确无误后，将钢板与立柱主筋焊接牢固。砂箱千斤顶在不同荷载情况下，具有不同的压缩变形，模板标高必须进行预抛，预抛值根据砂箱模拟预压试验确定。

2.平面位置控制

（1）用全站仪将盖梁横向轴线放样至立柱混凝土侧面，检查立柱施工误差，将立柱的施工误差通过调整专用支架来消除。

（2）在完成跨接梁安装后，将四片跨接梁轴线调整到与横轴平行，且左、右两侧的跨接梁必须在一条直线上，并应复核纵、横向的间距，必须与模板保持一致。

（3）若复核时发现偏差，则可适当同步旋转四片跨接梁对其进行改正，如仍无法消除误差，可通过移动砂箱千斤顶位置消除误差。

3.支座垫石放样

支座垫石是位于盖梁之上用来支撑支座的部分，支座平面位置的放样一般采用全站仪坐标放样法，亦可利用支座与盖梁的几何关系，在盖梁上直接放样。支座的标高及支座之间的高差是确保箱梁正确安装的关键。若高差偏差太大，则可能导致箱梁无法平稳地安放在支座上。因此，支座垫石标高的控制是测量的关键，支座垫石标高应用水准仪精确测定。对于同一盖梁上各支座垫石的标高，要采用相同的控制点和相同的仪器进行测量，并严格控制相邻支座垫石的标高，以确保其在允许偏差以内。

二、斜拉桥或悬索桥的主梁施工测量

1.主梁施工测量的任务及要求

主梁施工测量是大型斜拉桥或悬索桥施工测量的重要组成部分。 目前，大型斜拉桥的主梁有预应力混凝土梁、钢箱梁和钢桁梁三种基本形式，主梁架设一般分为现场浇筑和预制标准构件拼装。无论何种形式的主梁或采用何种方法施工，其共同特点是采用悬臂法施工，即在索塔下双向对称悬臂架设，跨中合拢，其施工方法复杂，而且都是动态的。施工测量的任务就是保证主梁的成桥线符合设计要求。具体的施工测量的内容和要求如下：

（1）主梁施工控制网建立在主梁施工前，必须复测全桥平面和高程控制网，在此基础上建立统一的主梁施工控制网，并应具有足够的精度，以确保主梁线形尺寸符合设计要求，边跨、中跨按设计预定的主梁中心和高程正确合拢。

（2）挂篮定位测量。牵索挂篮和钢构梁施工挂篮的定位测量，在施工中，每当浇筑完成一节后，都要重新对三脚架走道和挂篮后端挂钩走道的安装进行定位，当挂篮到位后，还应对其进行三维实时相对定位测量。

（3）块体模板安装检查及竣工测量。主梁的块件模板支架一般采用可调式顶拉支撑，外模与支架固定于挂篮平台上，并随挂篮整体移动到位，且模板上部尺寸及箱梁顶标高必须进行检查调整。当节段浇筑及养护后，应对块件混凝土主梁进行竣工测量。

（4）主梁索道管安装定位测量及竣工测量。在采用悬臂浇筑法施工钢筋混凝土主梁时，索道管的安装定位测量非常关键，必须结合动态施工的实际情况，分析索道管的竣工资料，总结影响其定位质量的各种因素，并适时地改进和调整定位元素，从而确定索道管定位精度。

（5）施工过程监测。在斜拉桥主梁的施工中，应对主梁线型、主梁中心及塔柱变形进行跟踪测量，从而为工程控制提供所需的线型信息。监控测量应在模板、钢筋安装完成及挂篮标高设定之前进行，并要求全部监控测量内容应在日温度变化较小、气温稳定的时间进行。

（6）挂篮标高的设定。当主梁架设采用牵索挂篮悬臂浇筑法施工时，应在节段灌注之前进行挂篮标高设定，以便控制主梁线型按设计位置向前延伸。控制主梁线型的实质就是预定现浇段挂篮前端的绝对标高。然而，由于主梁受大气温度变化的影响，主梁标高是时间的函数，因此，要求设定标高的时间应尽可能在日温变化较小的时间段（一般为晚10点至次日早8点）进行。

（7）混凝土灌注过程监控测量。由于主梁施工是从索塔向两侧对称的一块块向前延伸，每浇筑一块，挂索一块，整个梁体全靠缆索牵挂。因此，梁体在塔柱两侧处于动态平衡状态，为了确保工程质量和塔柱安全，应及时对挂篮平台前端在灌注过程中的变化进行控制和调整，以便保持梁体两侧始终处于平衡状态。

（8）全桥成桥线型测量。斜拉段主梁边跨、中跨合拢后，应进行全桥调索和线型测量，以便实现全桥索力和全桥线型达到设计的预期目标。全桥线型测量数据也是设计全桥桥面铺装线型的依据，而铺装线型又是踢脚、缘后、人行道板及栏杆等一系列装饰工程的线型依据。在进行桥面铺装之前，为了便于全桥线型测量，还应将梁顶面上全部的水淮点传递到相应的踢脚门型架上。在桥面铺装完成后，则应进行全桥的线型测量，其成果作为全桥竣工的重要档案资料。

图9-16 混凝土主梁梁顶面水准点与梁底高程测点位置

2.主梁线型测量

主梁线型是指主梁梁底的线型，如图9-16所示，每一节段（节段长8m）均由它匹配前端梁底1、 2、 3、 4四个测点的标高来表示，每当增加一个节段，则加劲梁的线型长度也增加一节段。在现场作业中，无法直接测量梁底4个测点的高程，而是测定其对应的梁顶面上两个高程控制点A、 B。因此，线型测量就是直接测量梁顶面上高程点的瞬时绝对高程，然后根据梁顶面高程点与梁底测点的相对高差，推出梁底测点的瞬时绝对高程。

主梁线型测量应在规定的时间段内按几何水准测量方法进行。观测前应检查水准点标志，校正水准仪i角在10″以内。观测时应在梁体较稳定的状态下进行，仪器安置应尽量使前后视距相等，以消除i角误差的影响，并从一个施工水准点符合到另一个水准点。整个测量过程力求在最短的时间内完成，以减少大气条件及荷载变化的影响，确保观测成果的质量。当主梁长度较长且观测水准点的数目较多时，可采用两台水准仪同时进行观测，以缩短观测时间。

主梁施工高程控制是以主塔下横梁顶面经复测后的水准点高程为起始数据，引测至中塔柱外侧的水准点，它们是全桥主梁施工的高程起算点，如图9-16所示，高程线型点布设在主梁每一悬拼段的前端，并在1、 2、 3、 4四个点上埋设水准标志。高程线型测量时，以塔柱上的水准点为基点，测定梁面各线型点高程，然后依据各节段竣工时梁面线型点与梁底线型点高差，计算出梁底在观测时间段的实际线型，高程线型观测应在大气温度变化小，气温稳定时进行。

高程观测通常采用标称精度±1.0mm/km的高精度水准仪，按最长测线（中跨长度的一半190m）计算测点的高程误差为：。塔根处高程起算控制点采用精密钢尺高程传递法由承台传至桥面，并用全站仪对向观测三角高程法检核，其精度设为ma=±1.0mm，则：。由于现场测量会受外界环境的影响和系统误差的影响，若按三者误差等影响原则考虑，则各种误差的综合影响为：。规范规定梁顶高程测量精度要求为±10mm，因此，采用该方法可满足施工精度要求。

主梁线型测量成果是包括全部已浇段主梁梁面高程点的瞬时绝对高程值，并通过相对高差传递，最终提供梁底4个测点的瞬时绝对高程值。

3.主梁中线测量

主梁中线是指由节段匹配前端埋设在梁顶面上的主梁中心点所构成的线，由于梁体受钢筋混凝土收缩徐变、现浇段超重、施工偏差及塔柱扭转等因素的影响，将使梁体发生局部变形或引起整个梁体偏离桥梁中心线方向。为了控制主梁中心线偏差在±10mm以内，保证边跨、中跨在中心线方向上正确合拢，必须进行中线测量。

中线测量的方法是将经纬仪安置于0号块主梁中心点上，以另外一墩柱中心线定向。对于与后视方向同向的主梁中心线测量，可采用视准线法，直接利用小钢尺测量每一块主梁中心线的偏离值；对于与后视方向异向的主梁中心线测量，可采用正、倒镜观测法，依次测量每一块主梁中心点的偏离值，并取两次结果的平均值作为该块主梁中心点的偏离值。

主梁施工测量的控制一般以主塔中心点连接为基准方向（桥轴线），两塔柱中线为主梁施工的里程起算线，塔柱中线方向应在主梁0号梁段拼装之前将其投至两中塔柱内侧壁上，轴线方向投至上横梁及边跨墩上，并作永久标记。在现浇主梁0号块桥面板之前，应在索塔中心位置埋设中心点预埋铁板，待0号、1号及2号梁段拼接完，河侧及岸侧的1号索亦张拉完成后，将塔柱中心点恢复至主梁顶索塔中心预埋板上，并作永久性标记，两塔柱中心点的连线即可构成主梁中心线的控制方向。为了防止梁段拼接、索的张拉使梁顶面索塔中心位置发生偏移，应定时利用塔中线和桥轴线来恢复梁顶面索塔的中心点。

图9-17 主梁轴线控制点布设

应在每个梁段的桥轴线及主梁距拉索轴线的适当位置设置平面标志，随着主梁悬拼施工的延伸，这些平面标志也相应地向前布设，并作为平面控制的主、副线，以控制梁体轴线偏差和整体位置。具体布置如图9-17所示。

根据主梁架设的实际情况，主梁中线测量也可采用测小角法直接以经纬仪测其偏角，具体做法是：将仪器架设在主塔墩中心，后视另一主塔墩的中心其视线作为基准线，然后观测各已架设节段前端标志相对于基准线的偏角αi，则其偏移值为：

式中，ρ为弧度换算到秒，其值为206265″ ； Si为测点到测端的距离。

这一过程应进行周期性观测，具体应在混凝土现浇过程中、顶推过程中、斜拉索的每次张拉前后，拆除临时支墩的前后以及施加二期恒载前后对其进行中线测量。

三、普通桥梁架设施工测量

现以预应力混凝土简支梁和现浇混凝土箱梁的架设施工测量为例作介绍。

（一）架梁前的检测

架梁之前应通过桥墩的中心放样出桥墩顶面十字线及支座与桥中线间距平行线，然后放样出支座的精确位置。由于施工、制造和测量均有误差，使得梁跨、墩跨的误差大小各不相同，所以，在架梁前应对号将梁架在相应墩的跨距中，使误差合理分配，使梁缝均匀。

图9-18 梁结构示意图

1.梁的跨度及全长检查

预应力简支梁架设前必须将梁的全长作为梁的一项重要验收资料，必须进行实测以期架到墩顶后保证梁间缝隙满足设计要求。

梁的全长检测通常与梁跨复测同步进行， 由于混凝土与钢尺的温胀系数相近，故检测时不必考虑温差改正。检测一般是在梁台座上进行，先丈量梁底两侧支座板中心翼缘上的跨度冲孔点，然后用小钢尺从该跨度点量至梁端边缘。梁顶面长度也必须同时量出，以检查梁体顶、底部是否等长。方法是从上述两侧的跨度冲孔点用弦线作延长线，再用线绳投影至梁顶，得出梁顶的跨度线点，从该点各向梁端边缘量出短距，即可得出梁顶的全长，如图9-18所示。

2.梁体顶宽及底宽检查

顶宽及底宽的检查，一般检查两个梁端、跨中及1/4、 3/4跨距处，共5个断面。除梁端可用钢尺直接丈量读数外，其他3个断面读数时要尽量保证检测断面与梁中线垂直。

3.梁体高度检查

检查的位置与检查梁宽的位置相同，同样需测5个断面，一般采用水准仪正、倒尺读数法求得，如图9-19所示，梁高h=a1 +a2，其中，a为零端置于梁体底板面上的水准尺的读数，a2为零端置于梁顶面时的水准尺读数。

当然，在底板的底面平整时，也可采用在所测断面处贴底紧靠一根刚性水平尺，从梁顶悬垂钢尺来直接量取h值求得梁高。

（二）架梁后的支座高程测算

1.确定梁的允许误差

图9-19 梁体高度测量

按《铁路桥涵施工规范》 （TBJ2003-96）对梁的实测全长L和梁的实测跨度LP要求，应满足：

式中，l为两墩中心间距的设计值；Δ1为两墩实测中心间距与设计间距的差值，当实测值小于设计值时，Δ1取负号，反之取正号；lP为梁的设计跨度；Δ2为架设前箱梁跨度实测值与设计值的差值，当实测值大于设计值时，取负号，反之取正号。

2.下摆和坐板安装测量

下摆是指固定支座的下摆，坐板是指活动支座的坐板。在安装铸钢固定支座前，应在砂浆抹平的支承垫石上放样出支座中心的十字线位置，同时也应将坐板或支座下摆的中心首先进行分中，并用冲钉冲成小孔，以便对接安装。设计规定，固定支座应设在箱梁下坡的一端，活动支座安装在箱梁上坡的一端，如图9-20所示。

图9-20 支座安装方法

3.固定支座调整值ΔL1计算

由于固定支座调整值是以墩中心线为准来放样的，因此有

式中，L0为墩中心至支座下摆中心的设计值（一般为550mm） ； Δ1、 Δ2含义同前；δn1为梁体混凝土收缩引起的支座调整值；δn2为梁体混凝土徐变引起的支座调整值；Δ3为曲线区段增加的支座调整值；δt为架梁时的温度与当地平均温度的温差引起的支座位移改正数。

（三）桥面中线和高程测量

对于箱梁的上拱度的终极值要在3～5年后方能达到，因此，设计规定桥面承轨台的混凝土应尽可能放在后期浇筑。这样则可消除全部近期上拱度和大部分远期上拱度的影响。要求将预应力梁全部架设完成后进行一次按路线设计坡度的高程放样，再立模浇筑承轨台混凝土，以便更好地保证工程质量。当墩、台发生沉降时，则可在支座上设法抬高梁体，确保桥面坡度。可以通过最先制造好的梁的实测结果来解决桥面高程放样问题。