摘要：南京大勝關(guān)長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，同時搭載雙線地鐵，橋梁荷載大，設(shè)計時速高，對橋梁施工測量提出更高的要求。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。對線下工程進(jìn)行沉降觀測和評估，確定無碴軌道施工的時機。通過上述關(guān)鍵部位測量技術(shù)的實施，保證南京大勝關(guān)長江大橋施工測量滿足設(shè)計要求。

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

　　1、工程概況

　　南京大勝關(guān)長江大橋設(shè)計長度為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)計為鉆孔樁基礎(chǔ)、雙壁鋼圍堰或吊箱圍堰承臺，墩身為空心墩，左、右幅墩身通過帽梁連接，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)計為三桁鋼梁;北高速引橋采用鉆孔樁基礎(chǔ)、承臺基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)為單片混凝土預(yù)制箱梁，軌道為無碴軌道。

　　2、施工測量的難點

　　2.1控制測量的精度要求高

　　京滬高速鐵路控制測量要求同時滿足勘察設(shè)計階段、施工階段和運營維護(hù)階段三個不同時期的需要,同時保證三個階段的坐標(biāo)和高程系統(tǒng)的起算基準(zhǔn)統(tǒng)一、測量精度協(xié)調(diào)統(tǒng)一。南京大勝關(guān)長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)測精度要求高

　　六連續(xù)鋼桁拱梁施工測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，滿足墩臺處橫梁中心線與設(shè)計線路中心線偏差≦±10mm、墩臺固定支座處橫梁中心里程與設(shè)計里程偏差≦±10mm，相鄰橫梁中線相對偏差及墩臺處橫梁頂與設(shè)計高程偏差≦±10mm的規(guī)范要求，還要求鋼梁施工監(jiān)測數(shù)據(jù)真實反映各個節(jié)間之間的相對關(guān)系，真實反映同一節(jié)間拱上弦、拱下弦和系桿9個節(jié)點間的相對關(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無碴軌道變形監(jiān)測技術(shù)要求高

　　北高速引橋采用的無碴軌道技術(shù)，其特點就是工藝和精度都要求高，運營維護(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)沉降觀測網(wǎng)，對橋梁基礎(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，并對沉降量進(jìn)行評估和預(yù)測，確定鋪軌的時機,其精度要求和測量頻次要求高。

　　3、控制網(wǎng)的建立和應(yīng)用

　　3.1平面控制網(wǎng)的施測

　　3.1.1平面控制網(wǎng)的布設(shè)

　　我國平面基礎(chǔ)控制點稀少，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”，由高級到低級逐級控制的原則[2]，沿線布置首級控制網(wǎng)點(CP0)，約100Km/個。在CP0的基礎(chǔ)上，從北京開始，沿線路走向每4km一對點，點間距為1km，離線路中線100～200m，不宜受到破壞，滿足GPS觀測要求的地方布設(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)長江大橋范圍內(nèi)的CPⅠ控制點，并以這9個CPⅠ控制點建立精密控制網(wǎng)，滿足線下工程施工測量的需要。

　　3.1.2平面控制網(wǎng)的測量方法

　　CPⅠ觀測采用GPS靜態(tài)測量，按照B級技術(shù)要求進(jìn)行，CPⅡ觀測也采用GPS靜態(tài)測量，按照C級技術(shù)要求進(jìn)行。[3]

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

　　3.2高程控制網(wǎng)的施測

　　京滬高速鐵路施工、鋪軌、運營維護(hù)全部采用二等水準(zhǔn)測量。南京大勝關(guān)長江大橋高程控制網(wǎng)是在線路高程點CPⅠ-084、CPⅠ-100、QBM1、QBM2、CPⅡ401的基礎(chǔ)上按照二等水準(zhǔn)測量規(guī)范要求建立起來的，為了方便施工測量，水準(zhǔn)點間距為500m左右。

　　3.3平面控制網(wǎng)的使用要求

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

　　4、三桁六跨連續(xù)鋼桁拱梁施工監(jiān)測

　　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)長江大橋中心線一致，首先鋼梁施工前對主橋控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測，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)行控制點加密。然后以4#墩加密點與北岸控制點、10#墩加密點與南岸控制點為已知邊，參照CPII導(dǎo)線測量的技術(shù)要求，對5#～9#墩墩頂加密點進(jìn)行坐標(biāo)測量。導(dǎo)線測量水平角與測量距離的觀測技術(shù)要求。

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

　　4.2三桁連續(xù)鋼桁拱梁線型監(jiān)控測量

　　南京大勝關(guān)長江大橋主橋設(shè)計為三桁六跨連續(xù)鋼桁拱梁，鋼梁拼裝時采用吊索塔架三層拉索輔助施工。鋼梁拼裝時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)測的目的是：真實反映合攏口相鄰節(jié)間的相對關(guān)系，真實反映同一節(jié)間各桿件間的相對關(guān)系，為下一個節(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測量，控制點自身誤差引起數(shù)據(jù)不同一，利用轉(zhuǎn)點的方法，晚上視線欠佳，采取以7#、8#中桁固定支座為起始點，以其他墩中桁縱向支座為方向線，建立局部坐標(biāo)系進(jìn)行測量。測量時間選在凌晨1：30～4:30,溫度相對穩(wěn)定，沒有陽光的影響，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個節(jié)點測量，將測量成果報監(jiān)控單位計算后，確定下一個節(jié)間的調(diào)整數(shù)據(jù)。

　　5、線下工程沉降觀測

　　5.1線下工程沉降觀測點的布置

　　北高速引橋沉降變形觀測點分為基準(zhǔn)點、工作基點和觀測點三種：基準(zhǔn)點用于建立沉降變形觀測點監(jiān)測網(wǎng)， 選用QBM3(在試樁基礎(chǔ)上建立的基巖樁)、QBM1、國家點Ⅱ蒲黃5及GPS16為基準(zhǔn)點，為了保證基準(zhǔn)點的準(zhǔn)確性，每6個月聯(lián)測一次;工作基點用于直接觀測墩臺的沉降，在高程控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上加密形成，通常工作基點距離為200米左右。但由于長江兩岸地質(zhì)條件差，容易產(chǎn)生沉降和受施工的影響，在進(jìn)行沉降觀測過程中，定期對工作基點與基準(zhǔn)點之間進(jìn)行二等水準(zhǔn)聯(lián)測，一般為三個月;觀測點代表觀測對象的變形特征，承臺基礎(chǔ)澆筑混凝土?xí)r，在承臺的左側(cè)小里程角上、右側(cè)小里程角上布設(shè)沉降觀測點，當(dāng)承臺需要回填時，在上下游墩身(距離地面0.5m)各埋設(shè)一個觀測點，并將沉降觀測量轉(zhuǎn)換到墩身沉降觀測點上。

　　5.2線下工程沉觀測技術(shù)要求

　　水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測按照國家二等水準(zhǔn)施測，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)過的工作基點或基準(zhǔn)點不少于兩個。

　　從承臺澆注完成到主體工程完工期間，除架橋機通過時有特殊要求，一般每周測量一次。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，在此期間橋梁基礎(chǔ)沉降趨于穩(wěn)定，提出初次評估，通過后，進(jìn)行無碴軌道基礎(chǔ)施工，在此期間沉降觀測繼續(xù)進(jìn)行，二次評估通過后進(jìn)行軌道施工。[3]

　　5.3梁體徐變觀測

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

　　圖3 箱梁徐變觀測線路圖

　　

 

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

　　每30孔選擇設(shè)置觀測標(biāo)。觀測頻率要求：①預(yù)應(yīng)力張拉期間，張拉前、后各一次;②預(yù)應(yīng)力張拉完成至無碴軌道鋪設(shè)前，預(yù)應(yīng)力張拉完成第1、3、5天各測一次;③橋梁附屬設(shè)施安裝期間，1次/周，安裝前、后各一次;④無碴軌道鋪設(shè)期間，1次/周。[3]

　　6、結(jié)束語

　　南京大勝關(guān)長江大橋施工測量是一項大型精密工程，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)各項構(gòu)筑物的幾何尺寸和空間位置滿足規(guī)范和設(shè)計要求，在施工測量中，對控制網(wǎng)建立和復(fù)測、基礎(chǔ)施工測量、三桁六跨連續(xù)鋼桁梁安裝測量及線下工程沉降觀測等重要環(huán)節(jié)進(jìn)行重點控制，從而保證各項技術(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)長江大橋控制測量的“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.控制測量學(xué)[M]. 武漢: 武漢測繪科技大學(xué)出版社, 1996.

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

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