摘要：南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋是京滬高速鐵路的控制性工程，也是滬漢蓉鐵路的越江通道，同時(shí)搭載雙線地鐵，橋梁荷載大，設(shè)計(jì)時(shí)速高，對(duì)橋梁施工測(cè)量提出更高的要求。施工前，以京滬高速鐵路基礎(chǔ)控制網(wǎng)為基礎(chǔ)建立橋梁精密控制網(wǎng)，保證橋梁中心線與線路中線協(xié)調(diào)一致，滿足橋梁施工需要。三桁六跨連續(xù)鋼梁安裝前，進(jìn)行主橋控制網(wǎng)和加密，保證鋼梁中心線和線路中心線的一致，并根據(jù)鋼梁中桁軸線，建立局部坐標(biāo)系，進(jìn)行鋼梁線型監(jiān)控，滿足鋼梁合攏的需要。對(duì)線下工程進(jìn)行沉降觀測(cè)和評(píng)估，確定無(wú)碴軌道施工的時(shí)機(jī)。通過(guò)上述關(guān)鍵部位測(cè)量技術(shù)的實(shí)施，保證南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋施工測(cè)量滿足設(shè)計(jì)要求。

　　關(guān)鍵詞：高速鐵路 控制測(cè)量 三桁六跨連續(xù)鋼梁 線型監(jiān)測(cè) 線下工程沉降觀測(cè) 箱梁徐變觀測(cè)

　　1、工程概況

　　南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為9.273km，既是京滬高速鐵路越江通道，也是滬漢蓉鐵路越江通道，應(yīng)南京市要求搭載地鐵越江通道。[1]全橋共分為四部分：南岸合建段、北岸合建段、主橋和北高速引橋。南岸合建段、北岸合建段采用鉆孔樁基礎(chǔ)，墩身為空心墩，左、右幅墩身通過(guò)帽梁連接，上部結(jié)構(gòu)有京滬高速、滬漢蓉、地鐵梁2片共4片混凝土預(yù)制箱梁，軌道為有碴軌道;主橋設(shè)計(jì)為鉆孔樁基礎(chǔ)、雙壁鋼圍堰或吊箱圍堰承臺(tái)，墩身為空心墩，左、右幅墩身通過(guò)帽梁連接，主橋采用鋼桁拱橋、整體鋼橋面板混凝土道碴橋面，主橋4#墩至10#墩設(shè)計(jì)為三桁六跨連續(xù)鋼桁拱梁，孔跨布置為108m+192m+336m+336m+192m+108m，共1272m，主橋0#墩至4#墩設(shè)計(jì)為三桁鋼梁;北高速引橋采用鉆孔樁基礎(chǔ)、承臺(tái)基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)為單片混凝土預(yù)制箱梁，軌道為無(wú)碴軌道。

　　2、施工測(cè)量的難點(diǎn)

　　2.1控制測(cè)量的精度要求高

　　京滬高速鐵路控制測(cè)量要求同時(shí)滿足勘察設(shè)計(jì)階段、施工階段和運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段三個(gè)不同時(shí)期的需要,同時(shí)保證三個(gè)階段的坐標(biāo)和高程系統(tǒng)的起算基準(zhǔn)統(tǒng)一、測(cè)量精度協(xié)調(diào)統(tǒng)一。南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋是京滬高速鐵路的一段，其控制網(wǎng)必須與京滬高速鐵路全線控制網(wǎng)坐標(biāo)、高程系統(tǒng)的起算基準(zhǔn)統(tǒng)一和測(cè)量精度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，還要保證橋梁范圍內(nèi)構(gòu)筑物間的測(cè)量精度協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

　　2.2三桁六跨連續(xù)鋼桁拱梁施工監(jiān)測(cè)精度要求高

　　六連續(xù)鋼桁拱梁施工測(cè)量是一座大型精密工程，不僅要求連續(xù)鋼桁拱梁施工完成后，滿足墩臺(tái)處橫梁中心線與設(shè)計(jì)線路中心線偏差≦±10mm、墩臺(tái)固定支座處橫梁中心里程與設(shè)計(jì)里程偏差≦±10mm，相鄰橫梁中線相對(duì)偏差及墩臺(tái)處橫梁頂與設(shè)計(jì)高程偏差≦±10mm的規(guī)范要求，還要求鋼梁施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)反映各個(gè)節(jié)間之間的相對(duì)關(guān)系，真實(shí)反映同一節(jié)間拱上弦、拱下弦和系桿9個(gè)節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)關(guān)系，滿足鋼梁安裝合攏的精度要求，六連續(xù)鋼桁拱梁孔跨布置。

　　2.3無(wú)碴軌道變形監(jiān)測(cè)技術(shù)要求高

　　北高速引橋采用的無(wú)碴軌道技術(shù)，其特點(diǎn)就是工藝和精度都要求高，運(yùn)營(yíng)維護(hù)技術(shù)特殊。尤其軌道調(diào)節(jié)高程的范圍為-4mm～+16mm，要求布設(shè)沉降觀測(cè)網(wǎng)，對(duì)橋梁基礎(chǔ)沉降和箱梁混凝土徐變引起的上拱度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)沉降量進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)，確定鋪軌的時(shí)機(jī),其精度要求和測(cè)量頻次要求高。

　　3、控制網(wǎng)的建立和應(yīng)用

　　3.1平面控制網(wǎng)的施測(cè)

　　3.1.1平面控制網(wǎng)的布設(shè)

　　我國(guó)平面基礎(chǔ)控制點(diǎn)稀少，其密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足京滬高速鐵路的平面基礎(chǔ)控制的要求，京滬高速鐵路控制網(wǎng)布設(shè)根據(jù)“先整體，后局部”，由高級(jí)到低級(jí)逐級(jí)控制的原則[2]，沿線布置首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)(CP0)，約100Km/個(gè)。在CP0的基礎(chǔ)上，從北京開始，沿線路走向每4km一對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)間距為1km，離線路中線100～200m，不宜受到破壞，滿足GPS觀測(cè)要求的地方布設(shè)基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPⅠ)。線路控制網(wǎng)(CPⅡ)和基樁控制網(wǎng)(CPⅢ)均是在基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPⅠ)的基礎(chǔ)上建立的，分別滿足線下工程施工和軌道施工的需要。

　　在圖1中，CPⅠ-100、CPⅠ-101 、GPS19、DQ10、 DQ3、GPS3、LNT04、CPⅠ-083、CPⅠ-084為南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋范圍內(nèi)的CPⅠ控制點(diǎn)，并以這9個(gè)CPⅠ控制點(diǎn)建立精密控制網(wǎng)，滿足線下工程施工測(cè)量的需要。

　　3.1.2平面控制網(wǎng)的測(cè)量方法

　　CPⅠ觀測(cè)采用GPS靜態(tài)測(cè)量，按照B級(jí)技術(shù)要求進(jìn)行，CPⅡ觀測(cè)也采用GPS靜態(tài)測(cè)量，按照C級(jí)技術(shù)要求進(jìn)行。[3]

　　GPS外業(yè)數(shù)據(jù)處理采用Trimble5700隨機(jī)軟件TGO1.61解算基線、重復(fù)基線合格，經(jīng)過(guò)閉合環(huán)差檢驗(yàn)通過(guò)后，在WS-84坐標(biāo)系進(jìn)行三維無(wú)約束平差，然后在工程坐標(biāo)系中，采用軌道設(shè)計(jì)高程25 m為投影面進(jìn)行約束平差。

　　3.2高程控制網(wǎng)的施測(cè)

　　京滬高速鐵路施工、鋪軌、運(yùn)營(yíng)維護(hù)全部采用二等水準(zhǔn)測(cè)量。南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋高程控制網(wǎng)是在線路高程點(diǎn)CPⅠ-084、CPⅠ-100、QBM1、QBM2、CPⅡ401的基礎(chǔ)上按照二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求建立起來(lái)的，為了方便施工測(cè)量，水準(zhǔn)點(diǎn)間距為500m左右。

　　3.3平面控制網(wǎng)的使用要求

　　由于長(zhǎng)江兩岸地質(zhì)條件差，受施工等外界條件的影響，平面基準(zhǔn)點(diǎn)CPⅠ、CPⅡ及高程基準(zhǔn)點(diǎn)可能會(huì)產(chǎn)生位移或者受到破壞，施工過(guò)程中定期復(fù)測(cè)和進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的恢復(fù)。

　　4、三桁六跨連續(xù)鋼桁拱梁施工監(jiān)測(cè)

　　4.1鋼梁施工控制網(wǎng)的加密

　　為了保證六跨連續(xù)鋼桁拱梁中心線和南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋中心線一致，首先鋼梁施工前對(duì)主橋控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，在主橋控制網(wǎng)滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，按照CPII的技術(shù)要求，采用GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)，在連續(xù)鋼梁的起始墩4#墩和終端墩10#墩墩頂進(jìn)行控制點(diǎn)加密。然后以4#墩加密點(diǎn)與北岸控制點(diǎn)、10#墩加密點(diǎn)與南岸控制點(diǎn)為已知邊，參照CPII導(dǎo)線測(cè)量的技術(shù)要求，對(duì)5#～9#墩墩頂加密點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量。導(dǎo)線測(cè)量水平角與測(cè)量距離的觀測(cè)技術(shù)要求。

　　高程貫通測(cè)量采用全站儀三角高程測(cè)量法按照二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，測(cè)量時(shí)啟用TCA2003全站儀自動(dòng)瞄準(zhǔn)功能，對(duì)向觀測(cè)，每站正、倒鏡多個(gè)測(cè)回觀測(cè)等技術(shù)手段，削弱大氣折光改正后殘差和全站儀校正后殘差對(duì)測(cè)量成果的影響。

　　4.2三桁連續(xù)鋼桁拱梁線型監(jiān)控測(cè)量

　　南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋主橋設(shè)計(jì)為三桁六跨連續(xù)鋼桁拱梁，鋼梁拼裝時(shí)采用吊索塔架三層拉索輔助施工。鋼梁拼裝時(shí)影響線型的要素很多，如鋼梁制造誤差、鋼梁的安裝誤差、鋼梁上面外加荷載、鋼梁橋面板的焊接、拉索的拉力及外界環(huán)境等，鋼梁安裝線型監(jiān)測(cè)的目的是：真實(shí)反映合攏口相鄰節(jié)間的相對(duì)關(guān)系，真實(shí)反映同一節(jié)間各桿件間的相對(duì)關(guān)系，為下一個(gè)節(jié)間的鋼梁調(diào)整提供依據(jù)。

　　主橋鋼梁離岸邊較遠(yuǎn)，為了避免利用不同的控制點(diǎn)測(cè)量，控制點(diǎn)自身誤差引起數(shù)據(jù)不同一，利用轉(zhuǎn)點(diǎn)的方法，晚上視線欠佳，采取以7#、8#中桁固定支座為起始點(diǎn)，以其他墩中桁縱向支座為方向線，建立局部坐標(biāo)系進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)間選在凌晨1：30～4:30,溫度相對(duì)穩(wěn)定，沒(méi)有陽(yáng)光的影響，并詳細(xì)記錄鋼梁的荷載、鋼梁的溫度，以最快速度完成同一節(jié)間拱上弦、拱下弦和系桿9個(gè)節(jié)點(diǎn)測(cè)量，將測(cè)量成果報(bào)監(jiān)控單位計(jì)算后，確定下一個(gè)節(jié)間的調(diào)整數(shù)據(jù)。

　　5、線下工程沉降觀測(cè)

　　5.1線下工程沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置

　　北高速引橋沉降變形觀測(cè)點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)三種：基準(zhǔn)點(diǎn)用于建立沉降變形觀測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)， 選用QBM3(在試樁基礎(chǔ)上建立的基巖樁)、QBM1、國(guó)家點(diǎn)Ⅱ蒲黃5及GPS16為基準(zhǔn)點(diǎn)，為了保證基準(zhǔn)點(diǎn)的準(zhǔn)確性，每6個(gè)月聯(lián)測(cè)一次;工作基點(diǎn)用于直接觀測(cè)墩臺(tái)的沉降，在高程控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上加密形成，通常工作基點(diǎn)距離為200米左右。但由于長(zhǎng)江兩岸地質(zhì)條件差，容易產(chǎn)生沉降和受施工的影響，在進(jìn)行沉降觀測(cè)過(guò)程中，定期對(duì)工作基點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行二等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，一般為三個(gè)月;觀測(cè)點(diǎn)代表觀測(cè)對(duì)象的變形特征，承臺(tái)基礎(chǔ)澆筑混凝土?xí)r，在承臺(tái)的左側(cè)小里程角上、右側(cè)小里程角上布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，當(dāng)承臺(tái)需要回填時(shí)，在上下游墩身(距離地面0.5m)各埋設(shè)一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，并將沉降觀測(cè)量轉(zhuǎn)換到墩身沉降觀測(cè)點(diǎn)上。

　　5.2線下工程沉觀測(cè)技術(shù)要求

　　水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測(cè)按照國(guó)家二等水準(zhǔn)施測(cè)，必須采用附和或閉合水準(zhǔn)線路，不許采用支水準(zhǔn)線路或中視法，水準(zhǔn)線路經(jīng)過(guò)的工作基點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)不少于兩個(gè)。

　　從承臺(tái)澆注完成到主體工程完工期間，除架橋機(jī)通過(guò)時(shí)有特殊要求，一般每周測(cè)量一次。北高速引橋梁基礎(chǔ)采用崁巖樁，橋梁靜置期為3各月，經(jīng)觀測(cè)，在此期間橋梁基礎(chǔ)沉降趨于穩(wěn)定，提出初次評(píng)估，通過(guò)后，進(jìn)行無(wú)碴軌道基礎(chǔ)施工，在此期間沉降觀測(cè)繼續(xù)進(jìn)行，二次評(píng)估通過(guò)后進(jìn)行軌道施工。[3]

　　5.3梁體徐變觀測(cè)

　　預(yù)制箱梁梁體徐變觀測(cè)水準(zhǔn)線路觀測(cè)按二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求形成閉合水準(zhǔn)路線，其中觀測(cè)1，2，3，4構(gòu)成一個(gè)閉合環(huán)，測(cè)點(diǎn)3，4，5，6構(gòu)成第二個(gè)閉合環(huán)，具體布置如圖3：

　　圖3 箱梁徐變觀測(cè)線路圖

　　

 

　　北高速引橋預(yù)應(yīng)力混泥土預(yù)制梁在制梁場(chǎng)批量生產(chǎn)，且對(duì)原材料變化不大、預(yù)制工藝穩(wěn)定，

　　每30孔選擇設(shè)置觀測(cè)標(biāo)。觀測(cè)頻率要求：①預(yù)應(yīng)力張拉期間，張拉前、后各一次;②預(yù)應(yīng)力張拉完成至無(wú)碴軌道鋪設(shè)前，預(yù)應(yīng)力張拉完成第1、3、5天各測(cè)一次;③橋梁附屬設(shè)施安裝期間，1次/周，安裝前、后各一次;④無(wú)碴軌道鋪設(shè)期間，1次/周。[3]

　　6、結(jié)束語(yǔ)

　　南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋施工測(cè)量是一項(xiàng)大型精密工程，既要保證橋梁中心與京滬高速鐵路線路中心線一致，還要保證橋梁范圍內(nèi)各項(xiàng)構(gòu)筑物的幾何尺寸和空間位置滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，在施工測(cè)量中，對(duì)控制網(wǎng)建立和復(fù)測(cè)、基礎(chǔ)施工測(cè)量、三桁六跨連續(xù)鋼桁梁安裝測(cè)量及線下工程沉降觀測(cè)等重要環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)控制，從而保證各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足高速鐵路施工的要求。

　　[1] 崔巍,成傳義,郭昇. 南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋控制測(cè)量的“三網(wǎng)合一”[J]. 橋梁建設(shè), 2008,(6): 8-11.

　　(CUI Wei, CHENG Chuan-yi, GUO Sheng. "Combined Three Networks" for Control Survey of Dashengguan Changjiang River Bridge in Nanjing[J]. Bridge Construction, 2008, (6): 8-11.in Chinese)

　　[2] 孔祥元，梅是義.控制測(cè)量學(xué)[M]. 武漢: 武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社, 1996.

　　[3] 鐵建設(shè)〔2006〕189號(hào), 客運(yùn)專線無(wú)碴軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定[S].

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