三峽永久船閘二閘首人字門提升梁變形監(jiān)測

馬曼麗　張漢瑞

摘要：三峽工程分三期水位運行，為適應(yīng)不同運行水位，三峽船閘第一、二閘首的底檻和閘門分兩次建設(shè)。文章從監(jiān)測點的布設(shè)、監(jiān)測方案、監(jiān)測成果及變形分析闡述了上下游跨閘室大梁及提門起重梁在加載和提升人字門過程中的變形規(guī)律，驗證了各梁的承載能力和安全可靠性。最后得出結(jié)論：上下游跨閘室梁、提升梁和立柱在提升加載過程中的變化符合變形規(guī)律，其承載能力滿足永船完建工程施工需要，安全性能可靠。

關(guān)鍵詞：布設(shè)；監(jiān)測方案；監(jiān)測成果及變形分析；安全可靠；提升梁

中圖分類號：U641文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）16-0176-02

一、概述

三峽工程分三期水位運行，為適應(yīng)不同運行水位，三峽船閘第一、二閘首的底檻和閘門分兩次建設(shè)。目前第二閘首人字閘門及機電設(shè)備要求按前二期要求即135.0～156.0m通航水位安裝，南北兩線船閘需在水庫運行水位抬升至后期運行水位145.0～175.0m之前，對第二閘首等部位進行完善建設(shè)，將人字閘門底檻由高程131.0m加高至139.0m，同時第二閘首人字閘門及其機電設(shè)備也相應(yīng)通過改裝抬高8m，提升梁專門為在施工期間提升人字閘門而設(shè)計，在永船完建工程施工過程中，在拆卸人字門的基礎(chǔ)上，將人字門提升起來，以便進行人字門底檻的施工。

人字門的提升梁主要包括上游跨閘室大梁、下游跨閘室大梁和提門起重梁，對應(yīng)的變形監(jiān)測工作包括：上游跨閘室大梁撓度監(jiān)測、下游跨閘室大梁撓度監(jiān)測以及提門起重梁撓度監(jiān)測。

二、工作基點和監(jiān)測點布設(shè)

（一）工作基點布設(shè)

撓度監(jiān)測以“中南II”標(biāo)墩（標(biāo)面高程）為工作基點。支撐立柱垂直度的監(jiān)測以一立柱旁的永船監(jiān)測點LD08CZ12為工作基點，另三立柱分別布置L1、L2、L3為臨時工作基點。

（二）監(jiān)測點布設(shè)

如圖1所示，在上下游跨閘室提升梁梁面上各布設(shè)5個監(jiān)測點，編號分別為X1～X5、S1～S5，分別分布在上下游梁兩端各1個，中間3個；在二根提門起重梁的梁面上各布設(shè)了3個監(jiān)測點，編號為Z1～Z3、Y1～Y3，分別分布在梁兩端各布設(shè)1個，中間1個。南線總計布設(shè)監(jiān)測點16個。在每個支撐立柱的同一水平面上布設(shè)3個監(jiān)測點，左右兩側(cè)共12個監(jiān)測點。

三、監(jiān)測方案

（一） 坐標(biāo)系統(tǒng)

采用三峽大壩坐標(biāo)系統(tǒng)和永船坐標(biāo)系；吳淞高程系統(tǒng)。

（二）變形量符號

撓度監(jiān)測變形量符號的規(guī)定：變形下沉為正，上升為負(fù)。

（三）監(jiān)測的工作量

提升前觀測首次值，提升過程中按每加載一次進行觀測一次，提升到位后每10天觀測一次；立柱水平傾斜觀測頻次與撓度相同。南二閘首人字門上下游跨閘室梁及提升梁提升加載過程中撓度和立柱水平傾斜觀測共監(jiān)測了20次；提升到位后提升系統(tǒng)撓度變化和立柱水平傾斜觀測共監(jiān)測了4次。

（四）監(jiān)測方法

1．各梁的撓度監(jiān)測。以“中南II”為起算點，采用Ni007自動安平水準(zhǔn)儀進行鋼尺傳高測量，將高程傳遞到下游跨閘室梁的右側(cè)監(jiān)測點上，按國家二等水準(zhǔn)測量規(guī)范的精度要求進行觀測；然后以此監(jiān)測點作為起算點，采用NA1型自動安平水準(zhǔn)儀按照《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》進行施測，以獲取上、下游跨閘室梁和提升梁上的其它監(jiān)測點的高程值；計算出各監(jiān)測點的沉降量而得到各梁的撓度值。

2．支撐立柱垂直度的監(jiān)測。以永久船閘監(jiān)測點LD08CZ12為高程起算點，經(jīng)L1、L2、L3組成閉合水準(zhǔn)環(huán)線，采用Ni007水準(zhǔn)儀進行測量，按國家二等水準(zhǔn)測量的精度要求進行觀測，然后以L1、L2、L3為起算點測得各立柱上的監(jiān)測點的高程值，以計算立柱水平傾斜值。

四、監(jiān)測成果及變形分析

（一）成果數(shù)據(jù)

2006年9月26日完成南二閘首人字門提升系統(tǒng)的首次值觀測任務(wù)。2006年10月4日至2006年11月29日完成南二閘首左右側(cè)人字門提升和懸掛過程中的上下游跨閘室梁及提升梁提升加載過程中撓度和立柱水平傾斜觀測，其部分觀測成果見表1：

（二）變化量過程曲線圖

從觀測數(shù)據(jù)看出，立柱水平傾斜變化量比較小，上下游跨閘室梁及提升梁沉降變化量為分布在兩端的監(jiān)測點變化小，中心監(jiān)測點變化最大，其具體的變化量過程曲線如圖2、3、4、5所示：

（三）變形分析

從觀測數(shù)及變化量曲線圖中可知：

1．位于上下游梁右側(cè)的監(jiān)測點S2、X2變化量在右側(cè)門30%載荷狀態(tài)、右側(cè)門85%載荷狀態(tài)、右側(cè)門提升10m，30%荷載狀態(tài)、左側(cè)門提升2m狀態(tài)時變化最大，左側(cè)門提升到位后，以監(jiān)測時間間隔和變化量計算分析，平均每天變化量在0.2mm以內(nèi)，非常小，趨于穩(wěn)定。

2．位于上下游梁中間的監(jiān)測點S3、X3在右側(cè)門30%載荷狀態(tài)、右側(cè)門85%載荷狀態(tài)、左側(cè)門85%載荷狀態(tài)、左側(cè)門提升2m狀態(tài)時變化最大，左側(cè)門提升到位后，以監(jiān)測時間間隔和變化量計算分析，平均每天變化量在0.2mm以內(nèi)，非常小，趨于穩(wěn)定。

3．位于上下游梁左側(cè)的監(jiān)測點S4、X4在右側(cè)門提升10m，30%荷載狀態(tài)、左側(cè)門提升2m狀態(tài)時變化最大，左側(cè)門提升到位后，以監(jiān)測時間間隔和變化量計算分析，平均每天變化量在0.2mm以內(nèi)，非常小，趨于穩(wěn)定。

4．位于左提升梁中間監(jiān)測點Z2在右側(cè)提升梁提門加載過程中沒有變化，在左側(cè)門70%載荷狀態(tài)至左側(cè)門提升6m時變化最大，左側(cè)門提升到位后，開始回彈且平均每天變化量在0.2mm以內(nèi)，非常小，趨于穩(wěn)定。

5．位于右提升梁中間監(jiān)測點Y2在在右側(cè)門30%載荷狀態(tài)、右側(cè)門提升6m狀態(tài)時變化最大，右側(cè)門提升10m30%荷載狀態(tài)后開始回彈，回彈至左側(cè)門提升到位后，又出現(xiàn)下沉，但平均每天變化量在0.2mm以內(nèi)，非常小，趨于穩(wěn)定。

6．各立柱水平傾斜變化量均很小，都在-0.8～0.8mm之間，反映出立柱水平在整個南二閘首人字門提升加載過程和人字門懸掛過程中幾乎沒有變化。

五、結(jié)論

上下游跨閘室梁、提升梁和立柱在提升加載過程中的變化符合變形規(guī)律，其承載能力滿足永船完建工程施工需要，安全性能可靠。

作者簡介：張漢瑞（1965－），女，湖北宜昌人，中國葛洲壩集團股份有限公司測繪工程院工程師，研究方向：工程測量、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字化制圖；馬曼麗（1965－），女，河南人，中國葛洲壩集團股份有限公司測繪工程院工程師，研究方向：工程測量、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字化制圖。