張雙梅，吳紀(jì)東，崔亞新

(1.鄭州市市政工程總公司,河南 鄭州 450007；2.鄭州市市政工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河南 鄭州 450046)

多跨連續(xù)鋼箱梁工程施工測(cè)量控制技術(shù)

張雙梅1，吳紀(jì)東1，崔亞新2

(1.鄭州市市政工程總公司,河南 鄭州 450007；2.鄭州市市政工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河南 鄭州 450046)

城市立交橋建設(shè)經(jīng)?？缭匠鞘兄鞲傻兰跋嚓P(guān)構(gòu)筑物，為解決施工與交通的矛盾往往采用多跨鋼箱梁等結(jié)構(gòu)形式的橋梁。鋼箱梁具有安裝速度快、施工跨度相對(duì)較大的特點(diǎn)，然而鋼箱梁整體結(jié)構(gòu)較輕，且往往是分段安裝，其安裝精度控制要求較高，鋼箱梁安裝中的測(cè)量往往是決定橋梁線形的重要手段。介紹鄭州市北三環(huán)快速化工程Ⅱ標(biāo)段工程鋼箱梁安裝工藝，并對(duì)鋼箱梁安裝的測(cè)量控制技術(shù)進(jìn)行分析，為鋼箱梁安裝工程提供借鑒。

鋼箱梁；測(cè)量；安裝；基準(zhǔn)點(diǎn)

1 工程簡(jiǎn)介

鄭州市北三環(huán)快速化工程Ⅱ標(biāo)段西起規(guī)劃路東側(cè)，經(jīng)文化路、渠西路、渠東路、鶴壁路，路段全長(zhǎng)約1 167 m。在跨文化路、東風(fēng)渠、和鶴壁路處受場(chǎng)地限制，以鋼箱梁結(jié)構(gòu)為主，分布在S線、N線主線橋及7個(gè)匝道（I、E、K3、K5、J6、L、M）上，共設(shè)計(jì)19聯(lián)鋼箱梁，總重約13 296 t。鋼箱梁全長(zhǎng)2 075.16 m，鋼箱梁高度為1.3～2.6 m，寬度為7.8～20.8 m，臨時(shí)支架高度為6～21 m。

2 工程重、難點(diǎn)分析

該工程與多項(xiàng)現(xiàn)澆混凝土橋梁穿插設(shè)置，需制定合理的安裝順序和安裝方法。

鋼箱梁（N33～N36、S33～S36）架設(shè)在既有城市立交橋兩側(cè)，與既有城市橋梁有交叉，需做好交通疏導(dǎo)，確保道路行車安全。

處于文化路口兩側(cè)的上行、下行線匝道橋（L1、M1）線形復(fù)雜，K3、J6兩聯(lián)匝道橋跨越文化路，且位于交通繁忙路口，需制定嚴(yán)密的安裝方案，確保交通安全，同時(shí)保證匝道橋的整體線形。

K5匝道為跨線匝道橋，橫跨既有城市立交橋和該項(xiàng)目新建的主線橋，且線形為圓弧形，需與新建的主線橋安裝順序協(xié)調(diào)到位。

由于鋼箱梁兩支墩之間的距離較大，跨度越大，安裝時(shí)各分段的安裝精度要求較高，測(cè)量工作要求嚴(yán)格細(xì)致，對(duì)各過(guò)程的監(jiān)控須嚴(yán)密。

3 鋼箱梁工程安裝工藝

該工程鋼箱梁安裝采用支架法安裝。通過(guò)起吊設(shè)備按各節(jié)段順序架設(shè)至臨時(shí)支架上，調(diào)整節(jié)段高程、平面線形及節(jié)段間距，確認(rèn)無(wú)誤后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接，最終連成整體。

根據(jù)施工圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察，S33-S38、N33-N38聯(lián)主線及K3、J6、L、M、K5、E、I聯(lián)匝道處于文化路互通式立交、跨東風(fēng)渠橋及上下橋匝道上，主線橋與現(xiàn)狀跨線橋、現(xiàn)狀跨線橋與匝道相互交錯(cuò)，因此為保證鋼箱梁吊裝時(shí)汽車吊正常行駛與吊裝，合理安排主線鋼箱梁與匝道鋼箱梁的吊裝順序如下：

（1）完成主線S（N）33、S（N）35、S（N）36主線鋼箱梁的安裝；

（2）完成跨文化路S（N）34、跨東風(fēng)渠橋S（N）38主線鋼箱梁的安裝；

（3）完成K5、K3、J6、L、M匝道鋼箱梁的安裝；

（4）完成上下橋匝道鋼箱梁的安裝。

考慮現(xiàn)場(chǎng)安裝方便性與結(jié)構(gòu)安全性，主要將鋼箱梁劃分為兩個(gè)類型的節(jié)段：墩頂橫梁節(jié)段、主墩間橋面系節(jié)段。

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行節(jié)段吊裝時(shí)，首先吊裝墩頂橫梁節(jié)段，調(diào)整各個(gè)橫梁節(jié)段坐標(biāo)位置，完成定位后與下部臨時(shí)支架固定（固定采用碼板焊接方式連接）。完成所有墩頂橫梁節(jié)段吊裝定位及固定施工后，吊裝各個(gè)主墩間橋面系節(jié)段，同時(shí)完成節(jié)段之間環(huán)縫焊接。

臨時(shí)支架現(xiàn)場(chǎng)布置位置（以跨文化路S34聯(lián)為例）如圖1所示。

圖1 主線S34聯(lián)支架立面布置圖

臨時(shí)支架現(xiàn)場(chǎng)布置形式采用格構(gòu)式支架，如圖2所示。

圖2 主線S34聯(lián)單個(gè)臨時(shí)支架布置形式

4 鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量方案

作為施工的依據(jù)，在施工過(guò)程中進(jìn)行的一系列測(cè)量工作，銜接和指導(dǎo)各工序的施工，它貫穿于整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程，是鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)工作之一。通過(guò)高精度的測(cè)量和校正，使得鋼構(gòu)件安裝到設(shè)計(jì)位置上，滿足絕對(duì)精度的要求，因此測(cè)量控制是保證鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量以及工程進(jìn)度的關(guān)鍵工序。

4.1 安裝測(cè)量控制的總則

（1）主測(cè)量員負(fù)責(zé)工程施工所需的全部施工測(cè)量放線工作及鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中的測(cè)量控制工作。

（2）工程開(kāi)始前，由設(shè)計(jì)院提供現(xiàn)存基準(zhǔn)點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)高和坐標(biāo)。

（3）校測(cè)其基準(zhǔn)點(diǎn)（線）的測(cè)量精度，并復(fù)核基準(zhǔn)點(diǎn)資料和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，向監(jiān)理工程師書(shū)面反映。

（4）以測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)（線）為基準(zhǔn)，按國(guó)家測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)和該工程施工精度要求，設(shè)定用于工程的控制網(wǎng)。

（5）施工基線、定位點(diǎn)、控制點(diǎn)和施工基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)樁，經(jīng)測(cè)量后都要進(jìn)行檢查，測(cè)量及定位點(diǎn)的精確度符合相關(guān)規(guī)程規(guī)定。

（6）負(fù)責(zé)保護(hù)好測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)點(diǎn)及自行增設(shè)的控制網(wǎng)點(diǎn)，并提供通向網(wǎng)點(diǎn)的道路和防護(hù)欄桿。

（7）鋼結(jié)構(gòu)安裝后，當(dāng)在確定的每天的同一時(shí)間測(cè)量鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)變形數(shù)據(jù)作為控制數(shù)據(jù)的依據(jù)，必要時(shí)應(yīng)作適當(dāng)修正。

4.2 測(cè)量的主要內(nèi)容及重難點(diǎn)

4.2.1 測(cè)量的主要內(nèi)容

（1）臨時(shí)支撐胎架的測(cè)量：需確定胎架的位置標(biāo)高等。

（2）試壓沉降測(cè)量：在橋梁安裝之前，在胎架上放置配重試塊進(jìn)行試壓，觀測(cè)地基的變化。

（3）橋位安裝測(cè)量：根據(jù)設(shè)計(jì)橋面曲線，確定鋼箱梁節(jié)段安裝的平面位置；根據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)供度及豎曲線，確定各個(gè)支撐點(diǎn)的高程。

（4）胎架沉降監(jiān)控：橋梁段安裝到位后，在此過(guò)程中對(duì)胎架的沉降進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)大的豎向位移。

（5）焊接時(shí)的測(cè)量：在焊接過(guò)程中，對(duì)于橋段的平曲位置（主要是焊接收縮）進(jìn)行監(jiān)控，以便于及時(shí)調(diào)整焊接工藝。

（6）卸載過(guò)程的測(cè)量：橋梁每個(gè)支點(diǎn)位置的卸載高度變化及各個(gè)控制點(diǎn)的標(biāo)高變化。

（7）根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的坐標(biāo)點(diǎn)和高程控制點(diǎn)、鋼箱梁分段尺寸等，對(duì)支撐體系定位、標(biāo)高及每一分節(jié)鋼箱梁定位軸線及標(biāo)高，編制詳細(xì)的測(cè)量任務(wù)書(shū)，進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量復(fù)核和定位。

4.2.2 測(cè)量重點(diǎn)以及難點(diǎn)

（1）鋼結(jié)構(gòu)吊裝單元的吊裝定位決定了整個(gè)結(jié)構(gòu)的安裝精度和施工質(zhì)量，因此，如何進(jìn)行吊裝定位也是該工程施工測(cè)量工作的重點(diǎn)。

（2）該工程中采用大量構(gòu)件，吊裝單元地面拼裝及吊裝精度控制要求高。

（3）工程場(chǎng)地上工種多，交叉作業(yè)頻繁，受干擾多。

4.3 鋼箱梁安裝測(cè)量

4.3.1 橋段安裝軸線測(cè)量

橋段安裝時(shí)，測(cè)放兩條縱軸線，每條縱軸控制線上作出橫向軸線點(diǎn)，一條縱軸可測(cè)放于橋梁上，另一條縱軸線測(cè)放與拼裝胎架底部，作為鋼橋安裝過(guò)程中檢測(cè)控制點(diǎn)。拼裝前將胎架底部控制點(diǎn)用線墜引測(cè)至胎架上，過(guò)程中定期復(fù)測(cè)該控制點(diǎn)，以免胎架變形誤導(dǎo)施工。如果最初兩榀橋段安裝時(shí)胎架變形較小，可減少?gòu)?fù)測(cè)次數(shù)，但每榀橋段拼裝橋后至少?gòu)?fù)測(cè)兩次。

4.3.2 橋段安裝標(biāo)高測(cè)量

鋼箱梁安裝前將高程控制點(diǎn)測(cè)量放線到穩(wěn)定的橋墩上，可將水準(zhǔn)儀架設(shè)在橋墩或臨時(shí)支架上，各個(gè)軸線交點(diǎn)控制標(biāo)高，方法簡(jiǎn)單易行。

4.3.3 胎架的測(cè)控

胎架的測(cè)量放線及控制：根據(jù)胎架平面布置圖，測(cè)放出每榀橋梁的胎架控制軸線，并根據(jù)預(yù)拱度來(lái)確定胎架的標(biāo)高。

依據(jù)中心線和標(biāo)高點(diǎn)反復(fù)調(diào)校，使得橋梁各個(gè)分段達(dá)到要求值。調(diào)校過(guò)程中需隨時(shí)檢測(cè)胎架上中心線是否發(fā)生位移，標(biāo)高控制線是否有變化，這樣可以知道胎架的穩(wěn)定性；每增加一個(gè)分段時(shí)，需再次檢測(cè)胎架的穩(wěn)定性，并根據(jù)需要重新校正胎架。

4.3.4 鋼箱梁測(cè)控點(diǎn)布置

鋼箱梁測(cè)控點(diǎn)布置見(jiàn)表1。

表1 鋼箱梁測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)位置

在每榀分段組裝完成后，對(duì)所有觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行第一次標(biāo)高觀測(cè)，并做好詳細(xì)記錄，等到橋梁卸載后，進(jìn)行第二次標(biāo)高觀測(cè)，與第一次記錄進(jìn)行比較，測(cè)定橋梁的變形情況。

4.3.5 針對(duì)鋼箱梁特點(diǎn)設(shè)置的測(cè)控點(diǎn)及測(cè)量方法

針對(duì)鋼箱梁特點(diǎn)設(shè)置的測(cè)控點(diǎn)及測(cè)量方法見(jiàn)表2。

表2 測(cè)控點(diǎn)布設(shè)位置及方法

4.4 鋼結(jié)構(gòu)安裝誤差消除措施

4.4.1 誤差來(lái)源及危害分析

在正常情況下鋼結(jié)構(gòu)安裝誤差來(lái)源于:構(gòu)件在吊裝過(guò)程中因自重產(chǎn)生的變形、因日照溫差造成的縮脹變形、因焊接產(chǎn)生收縮變形。結(jié)構(gòu)由局部到整體形成的安裝過(guò)程中，若不采取相應(yīng)措施，對(duì)累積誤差加以減小、消除，將會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來(lái)嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。

4.4.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝誤差消除具體辦法

針對(duì)以上分析，消除安裝誤差，應(yīng)當(dāng)從安裝工藝和施工測(cè)控兩方面采取以下措施:

（1）安裝過(guò)程中，構(gòu)件采取合理保護(hù)措施。

由于在安裝過(guò)程中，細(xì)長(zhǎng)、超重構(gòu)件較多，構(gòu)件因抵抗變形的剛度較弱，會(huì)在自身重力的影響下，發(fā)生不同程度的變形。為此，構(gòu)件在運(yùn)輸、倒運(yùn)、安裝過(guò)程中，應(yīng)采取合理保護(hù)措施，如布設(shè)合理吊點(diǎn)，局部采取加強(qiáng)抵抗變形措施等，來(lái)減小自重變形，防止給安裝帶來(lái)不便。

（2）在構(gòu)件測(cè)控時(shí)，節(jié)點(diǎn)定位實(shí)施反三維空間變形。

鋼構(gòu)件在安裝過(guò)程中，因日照溫差、焊接會(huì)使細(xì)長(zhǎng)桿件在長(zhǎng)度方向有顯著伸縮變形，從而影響結(jié)構(gòu)的安裝精度。因此，在上一安裝單元安裝結(jié)束后，通過(guò)觀測(cè)其變形規(guī)律，結(jié)合具體變形條件，總結(jié)其變形量和變形方向，在下一構(gòu)件定位測(cè)控時(shí)，對(duì)其定位軸線實(shí)施反向預(yù)偏，即節(jié)點(diǎn)定位實(shí)施反三維空間變形，以消除安裝誤差的累積。

（3）將對(duì)構(gòu)件焊前焊后及施工過(guò)程中不間斷測(cè)量控制，觀測(cè)結(jié)果做好記錄，上報(bào)監(jiān)理單位，為下道工序做好準(zhǔn)備。

4.5 測(cè)量中注意事項(xiàng)

（1）鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)測(cè)量人員要做好對(duì)儀器的保護(hù)；

（2）測(cè)量人員要隨時(shí)做好控制點(diǎn)的保護(hù)、恢復(fù)、標(biāo)識(shí)；

（3）每個(gè)安裝過(guò)程必須固定測(cè)量人員和測(cè)量?jī)x器，不得隨便更換施測(cè)人員和測(cè)量器具，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)準(zhǔn)確；

（4）施測(cè)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)精心操作，對(duì)中要準(zhǔn)確，測(cè)角應(yīng)采用復(fù)測(cè)法，后視應(yīng)選長(zhǎng)邊，切忌以短邊定長(zhǎng)邊。遵循“先整體后局部，高精度控制低精度”的工作程序；

（5）無(wú)論是經(jīng)緯儀的平面測(cè)量，還是水準(zhǔn)儀的高程測(cè)量，每次測(cè)量操作都要進(jìn)行閉合檢查，確保測(cè)量無(wú)誤時(shí)方可進(jìn)行下一步工作；

（6）測(cè)量數(shù)據(jù)要有專人記錄，數(shù)據(jù)處理要保證至少經(jīng)過(guò)兩人計(jì)算、復(fù)核，堅(jiān)持測(cè)量、計(jì)算步步有校核的工作方法；

（7）選用合理的儀器和科學(xué)的施測(cè)方法，并正確使用和精心愛(ài)護(hù)儀器，每次測(cè)量完畢，首先要對(duì)儀器進(jìn)行檢查，具備裝箱條件方可裝進(jìn)儀器箱，并檢查儀器的電池和備用電池的電量，保證儀器隨時(shí)有足夠的電量可以使用。

5 結(jié) 語(yǔ)

該工程鋼箱梁在工程施工中，嚴(yán)格進(jìn)行工程測(cè)量，保證了工程竣工后文化路等大型鋼箱梁橋安裝高度及平面為雙曲面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜線形滿足通車安全要求，工程質(zhì)量達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。鋼箱梁施工中的測(cè)量應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

（1）鋼箱梁安裝應(yīng)從橋墩開(kāi)始，安裝前應(yīng)對(duì)橋墩、支座等作業(yè)面進(jìn)行測(cè)量，滿足安裝精度要求；

（2）鋼箱梁的安裝分縱、橫兩個(gè)方向，應(yīng)注意拼裝時(shí)的線形控制；

（3）應(yīng)加強(qiáng)合攏段的線形及撓度控制。

[1]JTG/TF20-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]CJJ 2-2008，城市橋梁施工及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

U445

B

1009-7716（2016）12-0120-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.12.035

2016-08-25

張雙梅（1972-），女，河南鄭州人，高級(jí)工程師，從事市政道路、橋梁、隧道、給排水工程的施工技術(shù)管理工作。