挂篮法施工中的测量控制

孙治军 费立伟

挂篮法施工目前已成为公路桥梁施工中大跨度桥梁施工所采用的越来越成熟的工艺，其具有不阻碍桥下正常交通和建成后线形流畅、美观等优点；但如果施工中测量控制不好，将出现线形不顺,衔接错台及合拢轴线错位、标高相差较大等缺陷，不但影响工程质量，也会给工程留下永久性的缺陷，所以测量控制在挂篮法施工中具有非常重要的作用。现以苏虞张一级公路Z1标张家港大桥挂篮悬浇为例,对挂篮法施工中的0＃块、悬浇块件及现浇块的平面、高程测量控制进行论述。

首先在挂蓝施工前对导线控制点进行复测，对引测的水准点进行联测，为挂蓝施工提供精确的平面、高程控制依据。

一、0＃块施工的测量控制：

0#块是挂篮悬浇的起点，是控制挂篮平面和高程的重要部位，因此0

＃块的高程和轴线控制是挂篮施工的关键控制点。

1．平面控制

0＃块支架搭设完成后，在支架顶部采用全站仪进行精确定位,依据放样的中点铺设支撑型钢并焊接牢固，然后安装底模，在底模上提前量出中心点，并用全站仪进行跟踪放样、调整，使模板中心与所放轴线重合。轴线放样后,应进行认真校核,确保轴线准确无误后，方可进行下道工序施工。侧模根据底模走向布置，并应严格控制侧模垂直度和高度.在砼浇注前应放上0#块两侧中心点,校核桥面上口宽度，保证轴线不变形.

2．高程控制

⑴、施工前应根据0＃块底标高、支架高度严格推算支架底标高,并测

1

量准确，采取措施调平。0#块在支架、底模安装完成后，在底板上纵向等距布设4个测量控制断面,每个断面横向布设3个测量控制点,并做好标记（见图1测量断面及控制点布设图），测出相应控制点的标高H1，然后用砂袋均匀对称堆放在模板上进行模拟加载，加载重量为0＃节段的重量加侧模、内模重量，施工时一般取0#块重量的1.2倍。加载应分级进行，一般按20％G（G为预压加载重量）为一级，并在每级加载完成后，测量相应控制点高程，在全部荷载加设完成后，在刚开始的12小时内每隔1小时对布设的控制点进行观测一次,并认真做好观测记录，在以后随着沉降的逐步趋于稳定可以逐步延长观测时间；当经过连续24小时观测各控制点高程不再沉降,即视为预压稳定。此时测出各控制点的高程H2，然后即可进行卸载。卸载同样应分级进行，按20%G为一级进行，并分级测出各控制点相应高程.卸载完成后，再次观测各相应控制点标高H3(见表1、表2).

1 2 3 1′截面

1 2 3 0′截面

1 2 3 0截面 1 2 3 1截面

(图2）

60m a b c d

6#墩

2

5#墩

⑵、图纸设计底板标高计算、复核

主跨梁体高度顺桥向采用二次抛物线，计算公式： hi=0.2022x2+170 1—1 其中：

x为坐标值,以向中跨方向为正，向边跨方向为负，以米为单位; hi为相应块件箱梁中心处梁体高度，以厘米为单位。 块件底板设计标高为：

H=Hi-hi/100 1—2 其中：

H为相应块件箱梁底面中心设计标高; Hi为相应块件顶面中心设计标高;

hi为相应块件箱梁中心处梁体高度,见1—1公式。

⑶、如图2所示，按公式1—2计算，则相应a、b、c、d点的标高为

a点图纸设计标高为:Ha—ha/100 b点图纸设计标高为：Hb—hb/100 c点图纸设计标高为：Hc—hc/100 d点图纸设计标高为：Hd—hd/100

⑷、根据观测记录列出该点预压沉降及卸载恢复数据，并绘制各点的沉降及卸载恢复趋势图，进行分析说明。

0#块预压沉降观测记录值 表1

加载重量 1 2 3 4 控制点标高（mm） 5 6 3

7 8 9 10 11 12

0% 40％ 60％ 80％ 100％ 120% 7684 7682 7682 7681 7681 7681 7689 7685 7684 7684 7683 7683 7683 7680 7680 7678 7678 7677 7440 7439 7439 7439 7439 7438 7443 7441 7440 7439 7438 7438 7439 7437 7435 7434 7433 7433 7435 7434 7434 7434 7433 7433 7439 7437 7434 7431 7431 7431 7438 7436 7433 7430 7429 7429 7655 7654 7654 7654 7654 7653 7663 7661 7659 7657 7657 7657 7660 7656 7655 7654 7653 7652 0＃块预压卸载观测记录值 表2

加载重量 120% 100％ 80% 60% 40% 0% 1 7681 7681 7681 7682 7682 7683 2 7683 7684 7684 7686 7687 7687 3 7677 7679 7679 7680 7681 7681 4 7438 7438 7436 7436 7436 7436 5 7438 7438 7439 7439 7440 7440 控制点标高(mm) 6 7433 7434 7436 7436 7436 7437 7 7433 7433 7435 7435 7435 7436 8 7431 7432 7435 7435 7436 7436 9 7429 7431 7431 7433 7433 7435 10 7653 7653 7654 7654 7654 7655 11 7657 7657 7657 7657 7658 7659 12 7652 7652 7652 7654 7655 7657 ⑸、根据以上观测成果，绘制出各观测点加载及卸载曲线图，现以其中(1号）控制点为例绘制曲线图进行说明(见图3、图4）：

（1号）点加载沉降趋势图 图3 （1号）点卸载恢复趋势图 图4

⑹、依据上述观测数据计算出各控制点的弹性和非弹性值（见表3），计算公式：

非

120%

弹性

100%

变

80% 60%

形：40% δ

0%

0=H1

0% 0%

—

0%

0%

H3

4

1-3

弹性变形:δ1=H3-H2 1—

4

0＃块加载弹性、非弹性变形值 表3

名称 加载前H1 加载后H2 卸载后H3 非弹性变形δ1 弹性变形δ2 2 4 4 -2 2 4 3 5 6 2 2 5 -3 —6 —6 -2 -5 -6 —2 -8 —9 -2 -6 -8 标高（或变形值)mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7684 7689 7683 7440 7443 7439 7435 7439 7438 7655 7663 7660 7681 7683 7677 7438 7438 7433 7433 7431 7429 7653 7657 7652 7683 7687 7681 7436 7440 7437 7436 7436 7435 7655 7659 7657 ⑺、0＃块梁段施工控制标高，除考虑支架系统的变形外,还应考虑梁段预应力束张拉后所产生的起拱值δ2和1＃～7＃悬浇块件荷载对0＃块所引起的下挠度δ3，所以，对于经过预压的0#块标高控制时采用值为：

H=H0+

1-5

式中:H0为相应控制点的设计标高 δ1为相应控制点的弹性变形值

δ2为梁段施加预应力张拉后所产生的起拱值 δ3为1＃～7#悬浇块件荷载对0#块所引起的下挠值

⑻、对于未经预压的0＃块，支架非弹性变形未消除，故标高控制采用值为:

δ

1

—δ2+δ3

5

H=H0+δ0+δ1-δ2+δ3 1

—6

⑼、标高控制一般按照“底板横向三点，顶板横向五点法\"控制：即在底模上横向按左中右布设三个测量控制点，顶板上按内外护栏边、腹板顶及轴线中心点布设五个测量控制点进行观测.

⑽、预压完成后，应根据变形对0＃块底模标高采用钢锲及时进行调整.

二、悬浇块件的测量控制

悬浇块件的轴线、标高控制直接影响桥梁线型的美观与否，关系合拢段的高差，中心线是否顺直,因此悬浇块件的测量控制应做为主桥施工的重中之重。

1．轴线控制

轴线控制的目的是保证箱梁的顺利合拢，及合拢前后箱梁的中心线在一条直线上，具体方法是:

⑴、0＃块施工完成后，用全站仪精确放样0＃块中心点，作为以后块件轴线控制点。立模时，将全站仪架设于放样出的0＃块中心点位置，后视控制点后，拨角至轴线方位角，将仪器制动，前视底模板中心点，通过反复调整底模板，直至底模板中心点与放样的轴线点重合后,将底模板后锚用精轧螺纹钢筋打紧，侧模依据底模走向布置;

⑵、在标高调整后，再次校核底模轴线点及侧模垂直度和高度，使之与理论轴线、标高相吻合；

⑶、在砼浇注前,再次用全站仪按照上述步骤放样桥面轴线控制点,对

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轴线进行校核,并调整侧模上口位置，使之与理论轴线相吻合，保证轴线准确.

2．标高控制及预拱度设置

底板设计标高计算、复核与0#块相同，采用1—1、1—2公式. 挂篮底模调整好后，纵向布设2个断面,每断面横向设3个测量控制点，做好标记，测出相应控制点标高H1，经过预压取得相关变形值，加载采用砂袋进行,加载重量为块件重量加内模重量，一般施工时近似采用块件重量的1.2倍。加载应分级进行,一般按20％G分级加载，每级加载完成后分别测量各相应控制点高程。在满载后连续24小时观测各控制点标高不在沉降，即为预压稳定,测出相应控制点标高H2.然后即可进行卸载，卸载亦应按20%G分级进行,每级卸载完成后，观测相应控制点标高.卸载完成后，再次观测各相应控制点标高H3。根据以上观测成果绘制挂篮加载、卸载与时间关系曲线图(绘制方法与0#块相同），并计算出挂篮系统的变形值为:

非弹性变形：δ0=H1-H3 弹性变形:δ1=H3—H2

因挂篮悬浇块件的立模标高是由箱梁设计标高加设一定预拱度叠加而成，所以悬浇块件施工预拱度设置与以下因素有关：

⑴、挂篮承重系统受力后的弹性变形δ1； ⑵、梁段张拉后的起拱值δ2；

⑶、后浇注梁段对先浇梁段的重力下挠值δ3；

⑷、前一块件实际施工标高与设计值差值的调整值δ4；

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在每一梁段模板调整时，以上四个因素应一并予以考虑，经过预压的第一个悬浇块件实际控制标高为:

H=H0+δ1-δ2+δ3±δ4 1—7 式中：H0为块件相应控制点的设计标高

对于未经预压的第一个悬浇块件，除考虑上述四个因素外，尚需考虑挂篮系统的非弹性变形δ0,实际控制标高为：

H=H0+δ0+δ1-δ2+δ3±δ4 1-8 式中：H0为块件相应控制点的设计标高

悬浇块件同样采用“底面横向三点，顶面横向五点法\"控制各点高程，施工时后浇注梁段对先浇注梁段的重力下挠值,因施工单位计算能力所限，一般由施工单位把已浇注完成梁段标高、张拉后块件起拱值及挂篮重量提供设计院，由设计院提供下一块件的重力下挠值施工时予以调整.

三、现浇块件的测量控制 1．轴线控制

端部现浇块件的轴线控制应由地面开始，支架搭设前，在已处理完成的基础上进行放样,搭设支架时根据支架上所放中轴线划定的范围进行严格控制。支架搭设完成后，应在支架上部精确放出轴线，根据所放样的轴线点,进行底模安装。安装时将全站仪架设在轴线控制点上通过后视另一轴线控制点进行定向，通过反复调整底板，直至底板中心点与放样的轴线点重合后，将底模板固定。安装完成后，再次用全站仪进行校核，确保轴线位置准确。

2．标高及预拱度设置

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在支架、底模、侧模拼装完成后，应对现浇块件进行满载预压，在模板上设置好控制断面及布设好控制点，测出其高程H1，然后分级加载并测量标高变化情况，直至满载,具体方法与0＃块相同。加载完成并稳定后24小时，测量各控制点的标高H2，然后进行分级卸载。卸载完成后测出相应控制点标高H3，并根据测量成果绘制加载、卸载曲线图，则现浇支架的变形值计算公式如下:

非弹性变形：δ0=H1—H3 弹性变形:δ1=H3-H2

由于现浇支架进行满载预压，已消除了非弹性变形，因此在预拱度设置时只计入弹性变形值，即模板的控制标高为：

H=H0+δ1 1-9 式中：H0为块件相应控制点的设计标高

通过采取上述方法进行标高及轴线控制，苏虞张一级公路Z1标张家港大桥边跨合拢块轴线偏差分别为2mm、1mm，标高高差分别为8mm、6mm，中跨合拢块轴线偏差为0mm，高差仅4mm，满足设计图纸及规范规定轴线偏位≤10mm，合拢段高差≤20mm的要求，取得了较理想的成果,保证了工程质量，工后的桥梁线型的美观、顺直。

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