斜拉桥高塔施工测量质量控制分析

【摘 要】随着科技水平的进步发展，我国的部分跨河跨公路大桥开始采用斜拉桥。譬如中国的南京长江大桥、白沙洲长江大桥和徐浦大桥。斜拉桥是现代大跨桥梁的重要的结构形式，特别是在跨越峡谷、海湾、大江、大河等不易修筑桥墩的地方架设大跨径的特大桥梁时，往往都选择斜拉桥的桥型。

【关键词】斜拉桥；高塔施工测量；测量质量控制

斜拉桥是我国大跨径桥梁最广泛最流行的桥型建设之一。到目前建成或正在施工的斜拉桥共有30多座，仅仅次于德国、日本，在世界排名第三位。

斜拉桥主要是由塔柱、斜拉索和主梁组成，用许多高强的拉索将主梁斜拉在塔柱上，而斜拉索使主梁受到一个向上的弹性支撑的反力和一个压力，这就使得桥梁的跨越能力大大增强。斜拉式高塔施工测量的重点是要保障塔柱的垂直度、倾斜度和外形几何尺度，以及一些内部构件的空间位置。其施工测量包括：模板、劲性骨架、预埋件定位，塔柱各个节段的轴线放样，竣工测量，各节段交工测量以及索道管的精密定位等。

1 斜拉桥高塔施工的优点与缺点

斜拉桥高塔施工的优点：桥梁的跨越能力增大；梁体尺寸减小；桥面标高和受桥下净空的限制少；抗风能力稳定性比悬索桥还好；便于悬臂施工；完全不需像悬索桥那样的集中锚碇构造等。缺点是，它是多次超静定结构，设计计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且施工控制等技术要求严格。

斜拉桥高塔施工是半个多世纪以来想象力广阔和构思内涵丰富而引人注目的桥型高塔施工，使它具有广泛的使用性。通常来说，对跨度从200m到700m左右的桥梁进行高塔施工，斜拉桥在经济和技术上都具有优越的竞争能力。然而，随着社会的进步，人们生活要求斜拉桥跨度的更大，则又面临斜拉索过长和桥塔过高等一系列技术上的问题。

2 斜拉桥梁控制网建立及维护

（1）应用GPS全球卫星定位技术，建立首级控制网。其主要任务是为测图和施工放样服务。由于GPS定位具有速度快、精度高、省费用等特点。目前，可以说GPS定位技术已完全取代了用测距手段、常规测角建立斜拉桥梁控制网。

（2）采用高精度全站仪建平面控制网。为保证斜拉桥相对位置和高塔的绝对位置关系符合设计要求，则需要建立精密的高程控制网和独立平面控制网，作为斜拉桥高塔施工的绝对基准。首级施工控制网可有效调节外界自然环境影响以及自身负荷作用下的扭转变形、振动变形等问题。建立适当的局部控制网有利于提高施工定位的速度和效率。一般在塔柱的基础上建立局部控制网点，便于用全站仪、水准仪进行斜拉桥高塔的施工细部测量、放样。

（3）控制网的维护。对控制网进行定期和不定期的检查和复测，观察控制网的稳定性，保证控制点的可靠性而避免影响了施工测量的质量；不停的加密控制点，改善和调节控制网的结构，使控制网有效地服务于施工测量。

（4）建立一个施工坐标系。以桥墩的纵横轴线分别为Y'轴、X'轴，其交点为原点O'（0，0），趋于东和趋于北的方向为正，建立施工坐标系X'O'Y'。设XOY为原独立坐标系，P为两系统内坐标（x'，y'）和（x，y）的关系表达式为：

上式中参数a、b为坐标系平移常数，α为旋转常数。施工坐标与原独立坐标只是数字转化的过程，对精确的放样毫无影响。建立施工坐标可以减少计算量、直观不宜出错，加快了测量的速度。

（5）施工放样中三维坐标的运用实施。在施工过程中，测量的主要任务为：模板的验收与定位、劲性骨架的安装定位、索道管安装定位以及塔柱节段竣工验收测量。

1）模板的验收与定位。依据施工图计算出每节模板顶口四角的坐标理论值，再用三维坐标进行放样、检查、调整、验收。

2）劲性骨架的安装定位。索塔用的劲性骨架是由钢筋寒热角钢加工而成，其用于模板的支撑和钢筋的定位，要求的精度较低。可采用三维坐标测定定位的两点。

3）斜拉索索道管定位。充分考虑风等外界因素引起的塔柱变位，在无风无雨

条件下，通常在早8点前测量定位。索道管定位的步骤是，先放点再调整，然后检验再次调整，最后是验收。每完成一次定位后，必须用水准仪测定其高低差异，用钢卷尺测量距离长短，以检验测定结果的准确性，减小误差。

4）各个节段混凝土竣工验收。当每个节段浇筑完成后，则要用钢尺与三维坐标法测量混凝土的顶面外形尺寸和高低程度。

3 观测斜拉桥高塔柱变形情况

通常情况下，在风力、日照、外力等外界因素的干扰作用下索塔会产生摆动和扭转。为了解索塔的变形情况，为后续工程的顺利进行，必须观测索塔的变形。其步骤为：

（1）采集观测数据。利用全站仪中的Mon-itoring程序进行观测记录。

（2）观测数据处理。运用Monitoring程序，可以实现距离的差分和方位角的差分数据的自动化处理，从而计算出各时刻塔柱的三维坐标。

4 高索塔施工测量质量一些措施

4.1 选择放样条件

在高塔柱放样时，受外界因素的影响，塔柱发生扭转和摆动的现象无法避免。因此在施工的测量方案中明确指出塔柱放样应在无风或微风的条件下进行，尤其是高于100米以上的塔柱，必须严格遵守这一规定。另外，应选择在每天早上8点前放样时间，特别是对高精度的构件安装时更要这样。

4.2 大气折光系数的测定要精确

利用三维坐标法对塔柱实行放样，高程放样必须采用单向三角来实现高程测量。在单向三角高程测量过程中，高程精度受大气折光的影响非常严重的，所以，要对不同气象条件、不同实测高度、以及不同地段进行折光系数的测量，然后合理的加以修正。

4.3 尽可能的缩短放样距离

放样距离的缩短，不仅有利于提高和精确平面位置的放样精度，还有利于减弱折光产生误差对单向三角高程造成的影响。因此，尽可能缩短测站点到放样点两点之间的距离，是提高三维坐标法放样准确度的措施。

5 混凝土外观质量通病的防治措施

混凝土存在的质量通病有蜂窝、麻面、气泡、钢筋保护层不够和缺棱掉角等。

5.1 出现蜂窝的现象、原因及防治措施

混凝土结构局部出现酥松、砂浆少、石子多、石子之间形成空隙类似蜂窝状的窟窿。

防治的措施：认真检查，严格控制混凝土配合比，经常检查作到计量准确，混凝土拌合均匀，坍落度适合，混凝土下料高度超过2m，设串筒浇灌应分层下料，分层捣固，防止漏振，模板应堵塞严密，基础、柱子、墙根部封堵严实。

5.2 出现孔洞的现象、原因及防治措施混凝土结构内部有尺寸较大的空隙，局部没有混凝土或蜂窝特别大，钢筋局部。

防治的措施：在钢筋密集处及复杂部位，采用细石混凝土浇灌，在模板内充满，认真分层振捣密实，预留孔洞应两侧同时下料，侧面加开浇灌门，严防漏振；将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆膜凿除，用压力水冲洗，湿润后用高强度等级细石混凝土仔细浇灌、捣实。

6 结语

在建设大型斜拉桥梁时，高塔施工测量高度重视施工控制网的维护。精确的控制网是保障施工测量的先决条件。只有运用相应的措施，采用三维坐标法放样，合理科学的施工方案，才能提高斜拉桥高塔施工测量质量的准确度。

参考文献：

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