罗亮，傅立军

（1.华设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210000；2.河南省黄河高速公路有限公司，河南 郑州 450000）

0 引言

近20 年来，在江苏省、广东省和浙江省等经济发达省份，绝大部分已建和在建的特大型跨江、跨海公路大桥都设立了测量中心（测控中心），为项目建设提供测量保障，如港珠澳大桥、深中通道、泰州大桥、台州湾大桥等[1-2]。在大桥上设立测量中心极大地降低了测量事故的几率，工程质量得到了提升。安罗高速原阳至郑州段黄河特大桥作为河南省用钢量最大、主跨最长的跨黄河特大公路桥梁，在河南省公路桥梁项目中首次设立了测量中心。测量中心的工作如何开展才能更好地服务于大桥建设，才能为大桥的施工测量质量和精度提供更好的测量保障值得探讨。

1 项目概况

安阳至罗山高速公路原阳至郑州（兰原高速至连霍高速）段工程位于河南省原阳县、中牟县境内，项目起点位于原阳县梁寨乡虎张村西北，与兰考至原阳高速公路封丘至原阳段交叉，设置梁寨枢纽互通。在保铺村东北跨越天然渠后至桃园村东设置黄河特大桥跨越黄河北大堤，在陡门乡东南跨越黄河并进入中牟县境内，经南仁村东，在朱固村东侧跨越黄河南大堤后与省道S312交叉，设置雁鸣湖互通。路线继续向南与连霍高速交叉并顺接机西高速，设置雁鸣湖枢纽互通，到达项目终点。路线全长约21.655km，黄河特大桥全长15223.5m，其中主副桥桥跨布置为（3×100）m 小边箱组合梁+（110+135+520+135+110）m 斜拉桥+2×（3×100）m+7×（4×100）m小边箱组合梁，全长4710m。

图1 黄河特大桥主桥立面布置图

主桥为黄河上已建的主跨跨径最大斜拉桥，主塔采用钢壳混凝土组合桥塔，桥塔总高度182m，为中原地区首座钢壳混凝土索塔。其100m 每跨的副桥下部基础为钢管复合桩，也是首次在中原地区应用。南幅桥副桥34 跨100m 跨径钢混组合梁采用顶推施工工艺，单跨顶推跨径100m（无临时墩和扣塔），顶推规模总长3400m，均为已建同类桥型之最。

跨越距离长、工程规模大、结构复杂、技术难度大、建设标准高是本项目的突出特点。其施工测量技术的要求和难度也比一般桥梁工程大，为保证桥梁工程施工质量和施工品质，进行精细化的测量至关重要。为此，建设方借鉴江苏、广东等经济发达省份建设特大跨径桥梁的经验，引进测量中心作为本工程建设期间实施测量控制及管理的执行部门，为本工程施工测量质量和精度保障提供技术支撑。

测量中心的工作范围为对本项目黄河特大桥主桥和副桥部分工程实施过程中施工控制网的复测及维护、施工测量抽检、变更工程的复测以及建设全过程的测量管理工作。

2 项目测量难点

难点1：黄河南北岸高程传递距离长、难度大。本项目黄河特大桥位于黄河下游花园口～夹河滩河段。该河段河床宽浅，水流散乱，冲淤变化迅速，属于游荡型河道。桥位处河床宽度约4700m，大风、沙尘天气较多，气象条件极差，传统的跨河水准测量施工困难、精度无法保证。

难点2：主塔钢壳安装节段形式复杂、定位精度要求高。本项目主塔首创采用无纵筋钢壳-混凝土工艺索塔，其首节段采用170 根高强螺纹钢棒连接预埋在承台内混凝土支墩上的钢支架，对于定位支架安装、钢壳制造精度要求极高；主塔立面为酒樽型，每节段钢壳纵轴线均不一致，单节段制造垂直度控制、现场安装测量定位的步骤繁琐。

难度3：南幅桥钢箱梁整体高度高、顶推距离长、测点数量多。南幅桥钢箱梁顶推施工期间，梁面高度达26m，地面架设仪器无法对梁顶测点进行测量；南幅桥从中部设顶推平台进行双向顶推作业，单向顶推长度为1700m，超长视距影响测量成果的准确性；单跨钢箱梁在两端头、1/4跨、1/2跨、3/4跨处设置测量断面，每断面设置两个测量棱镜，顶推施工期间需要对全部梁顶测点进行测量，工作量巨大。超长长度钢箱梁顶推测量，对测量控制点布设、测点布置、实时监测、测量调整等都提出了新的挑战。

3 工作开展思路

3.1 控制网复测及维护

3.1.1 平面控制测量

平面控制网测量的总体思路为在施工控制网基准不变的原则下，对原控制网点进行完善、补充、调整，并按要求开展测量的过程。GNSS 控制测量技术已普遍应用于工程建设中，控制网复测不再只是对原有控制点进行复测，而是根据现场施工需要，选择原有可用的点位，补充埋设加密点位，重新布网测量的过程。其目的是提供统一的、精确的、可靠的施工控制网成果[3]。

保证基准统一，需选择南北岸稳固的控制点作为每次控制网测量的起算基准，这样就保证了每次控制网测量无论待测点有多少、是否和原控制网一致，均能得到相同基准的控制网成果。

保证测量成果精确，从仪器选择到人员组织、现场测量到内业处理均应高标准、严要求，从而让测量成果精度满足相关规范和现场施工测量要求。

提高测量成果可靠性，要从多余观测出发，如GNSS 控制网测量，除满足规范要求的时段数外，应尽可能采用增加时段数，布网构建网连式，部分基线边进行精密测距等方式，让测量数据可相互检查，从而保证测量成果的可靠性。

3.1.2 高程控制测量

本项目岸侧总体较为平坦，陆上高程控制测量采用传统的二等水准测量即可满足要求。高程控制测量的重点为黄河南北两岸间、黄河河道内各墩台施工的高程传递，其主要思路如下。

①超远距离跨河水准测量[4-5]。黄河南北岸间距约4700m，采用测距三角高程法进行跨河水准测量，不同观测时段因大气折光产生的误差会比较明显，需采取选用高精度全站仪、增加观测时段数、专用跨河水准照准标志等措施以提高测量成果质量。

②栈桥水准测量。本项目有连通黄河南北岸的施工栈桥，其可作为水准测量路线，考虑到栈桥行车时振动、水流冲刷管桩等影响，栈桥水准测量实施的时间要选择在无车辆的夜间、水流稳定的枯水期。

③中点法三角高程。中点法三角高程原理为前后视距相等的条件下，各种外界影响因素均能前后相抵，从而保证测量成果的可靠。采用该方法分段实施，可逐次将高程传递至黄河河道内的加密控制点。

④对向三角高程+水准测量。本项目枯水期时，仅在靠近两岸岸侧各有约200m 的水道一处，其余滩地均无积水，地面较为密实，在此期间，可以采用对向三角高程测量，将岸堤上的高程引测至河滩，然后采用水准测量的方式完成高程传递。

以上四种方法组合实施，能应对各施工期的高程控制测量需求，可有效保证高程测量成果质量。

3.2 施工测量抽检

3.2.1 抽检原则

测量中心开展抽检工作，应遵循“三独立”的工作要求，即人员独立、仪器独立、方法独立。抽检工作需由测量中心自有人员开展，不能让其它单位人员代测；其使用的仪器应不低于施工单位使用仪器的精度；测量方法选择上可灵活选取，满足相关规范要求的精度指标即可。

测量中心对于首件工程、重点部位、重要工序的抽检频率为100%，强调的是及时性和精确性；对于其它部位的抽检频率为5%，强调的是独立性和随机性检测。

3.2.2 抽检实施

以本项目首节钢壳安装、副桥永久钢管桩打设及南幅桥顶推钢箱梁安装测量抽检为例，说明抽检要求。

①首节钢塔安装

首节钢塔安装前，需将7 个单独块体的定位支架提前安装在桥位现场。首节钢塔分为7 个块段在工厂加工、运输至现场拼装场总拼，总拼完成再发至桥位处吊装。定位支架与塔柱连接螺纹钢棒允许平面偏差仅3mm，这就要求7 个定位支架上的螺栓孔与首节钢塔上的螺栓孔一一对应。需做好的测量抽检工作包括定位支架螺栓孔检查及精密定位，要确保螺栓孔偏位不大于2mm；钢塔柱制造精度及螺栓孔检查，钢塔节段轴线偏位不应大于5mm，与定位支架连接螺栓孔偏位不应大于2mm；钢塔柱现场精密定位，按设计值调整钢塔完成精密定位，螺纹钢棒即可穿过钢塔及定位支架螺栓孔，完成首节钢塔安装。

②副桥永久钢管桩打设

本项目副桥桩基础为钢管复合桩基础，钻孔灌注桩施工前，需打入长32m的钢管，作为桩基的一部分。钢管桩16m 一节，分两节运至施工现场，打设过程中进行一次现场焊接接高，钢管桩内径2.7m（灌注桩直径2.7m），壁厚26mm，墩身与桩基同径施工，考虑到上部结构为顶推钢箱梁，设计提出的桩基允许平面偏位为30mm。由于规范允许的墩身轴线偏位为10mm，这就要求钢管桩打设后的最终顶口平面偏位不大于30mm，这既是设计的要求，也是墩身垂直度和平面偏位控制的基本保证。

本项目永久钢管桩的打设采用导向架辅助限位的方式进行，结合施工工艺初步确定的测量控制流程如下。

测量放样导向架位置→根据放样出的中点/轴线安装导向架→测量放样永久钢管桩中心坐标，现场定出钢管桩中心位置，并根据钢管桩半径均匀设置4个护桩作为钢管桩安装定位点→吊装钢管桩（底口与护桩点对齐）→利用全站仪切线法精确调整钢管桩垂直度→完全垂直后采用免棱镜方位角法测出钢管桩中心坐标作为检核（无误则开展后续工作）→调整导向架上下层限位→钢管桩打设（两台全站仪同步观测垂直度变化），第二节钢管接高重复5、6、8项工作。

本项目副桥共132 根永久钢管桩需要打设，测量人员必须坚持做好测量控制工作，才能保证所有桩基的最终定位精度满足设计要求。

③南副桥钢箱梁顶推

南副桥钢箱梁顶推平台高度为20m，箱梁高度4.5m，顶推时梁面高度达26m，在地面设站无法进行测量观测，需在相邻墩顶安装高达7m 的专用测量平台，测量平台的设置是顶推钢箱梁能测量观测的基础。钢箱梁最大顶进长度1700m，传统的三角高程测量误差较大，精度无法保证，可采用在相邻墩顶设置反射棱镜，测量反射棱镜与梁面高程的相对高差，从而较精确地得出梁顶高程；针对钢箱梁顶面测量布置数量巨大、外业测量工作量大的问题，初步建议架设测量机器人进行自动观测，减少人力投入，也降低高空测量作业风险。

3.3 施工测量管理

施工测量管理工作不只是局限于常规的提要求，而是要变“要说法”为“给办法”，这样才能指导项目施工和监理单位测量人员做好施工测量工作。测量中心应做好以下工作。

①方案审查

测量中心应参与各类技术方案的审查，针对测量工作安排及部署，提出相应的测量要求和建议。

②测量例会制度

建立测量工作例会制度，测量中心每月组织一次有业主主管工程师、测量中心主要人员、施工单位总工及测量负责人、监理单位总监及测量专业监理工程师参加的测量例会，对本月测量工作完成情况、成果质量进行分析，并提出现阶段测量工作重点及下一阶段测量工作要求。

③施工测量考核管理

测量中心应建立对施工、建立单位测量工作的考核制度，每月对施工单位、监理单位的测量工作开展情况进行检查，并对人员配置、仪器性能、资料整理等进行考核，根据相关要求，将考核情况及时反馈给业主及施工、监理单位。

④技术支持

针对全线关键工程环节、部位的施工测量工作开展，提出相应的技术要求和作业方法，保证关键工程部位的工程质量。

4 结语

安罗高速原阳至郑州段是河南省首个在特大跨径桥梁项目中设立测量中心的项目，测量中心作为大型工程项目的测量技术服务者，不仅仅要完成控制网复测及测量抽检工作，还要对测量工作服务于工程进行全面管理。测量中心关键岗位人员应既懂专业，又懂管理，有高度的责任感，在专业技术上能独当一面，有管理和统领团队的能力［6］。安罗高速黄河特大桥施工周期长、结构复杂、精度要求高，测量中心的设立为工程建设提供了有力的施工测量质量和精度保证，也为项目质量目标创建提供测量保障。希望测量中心积累的特大跨径桥隧工程测量保障经验，可以更多地应用到类似的工程项目中。