甌江大橋鋼—混凝土結(jié)合段定位測(cè)設(shè)探討★

劉大成 陳 康 黃天貴

(中交第一公路工程局有限公司，北京 100024)

甌江大橋鋼—混凝土結(jié)合段定位測(cè)設(shè)探討★

劉大成 陳 康 黃天貴

(中交第一公路工程局有限公司，北京 100024)

以甌江大橋鋼—混凝土結(jié)合段安裝為研究?jī)?nèi)容，分析了鋼—混凝土結(jié)合段的概況，論述了鋼—混凝土結(jié)合段定位的難度，對(duì)控制點(diǎn)的布設(shè)、鋼—混凝土結(jié)合段測(cè)點(diǎn)分布、空間姿態(tài)定位、變形觀測(cè)等進(jìn)行了闡述，以保證鋼—混凝土結(jié)合段的安裝精度。

鋼—混凝土結(jié)合段,定位，箱梁，控制點(diǎn)

0 引言

鋼—混凝土混合梁以其自重小、跨越能力強(qiáng)的特點(diǎn)，越來越多的被使用。該類型橋梁需在鋼梁與混凝土梁的交替處設(shè)置剛度漸變的鋼—混凝土結(jié)合段，兩結(jié)合段間設(shè)一整體或多節(jié)段的鋼梁。施工時(shí)，首先進(jìn)行結(jié)合段鋼梁的安裝，再安裝其余鋼梁，結(jié)合段鋼梁安裝精度直接影響其余梁段的安裝。

本文以甌江大橋主橋鋼—混凝土結(jié)合段安裝為背景，在結(jié)合段定位測(cè)設(shè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

1 工程概況

甌江大橋采用三孔一聯(lián)跨徑組合84+200+84=368 m的鋼—混凝土混合梁鋼構(gòu)橋，邊主跨比為0.42。主橋按分離式雙幅布置，雙向四車道，單幅箱梁寬度為15.5 m，橋面橫坡為2.0%。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為公路一級(jí)；通航等級(jí)為1 000 t，凈寬164 m，凈高21.5 m。

2 鋼—混凝土結(jié)合段施工

2.1 鋼—混凝土結(jié)合段簡(jiǎn)介

甌江大橋中跨跨中80 m采用鋼箱梁，其余采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁，截面為單箱單室斜腹板截面?；炷林髁褐兄c(diǎn)處梁高9.0 m，跨中梁高3.5 m，支點(diǎn)梁高與跨徑之比為1/22.22，跨中梁高與跨徑之比為1/57.14；主梁鋼箱梁采用等高梁，高度為3.5 m。其中，混合梁結(jié)合部采用有格室后承壓板式混合梁構(gòu)造形式，結(jié)合部長(zhǎng)度4.0 m，結(jié)合面往鋼梁側(cè)采用變剛度鋼箱結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度為2.2 m。結(jié)合面往混凝土側(cè)采用雙壁板鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)為1.8 m。采用鋼—混凝土結(jié)合段，主跨鋼箱梁的跨越能力將顯著增大，結(jié)構(gòu)彎矩的分布更合理[1]。

2.2 鋼—混凝土結(jié)合段定位的難度

1)工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)少；

2)缺乏相關(guān)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)支持，混合梁鋼構(gòu)橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；

3)針對(duì)該類型橋梁的基礎(chǔ)研究工作非常薄弱，編制相關(guān)技術(shù)規(guī)范尚無基礎(chǔ)研究工作支撐；

4)結(jié)合段定位要求高。鋼—混凝土結(jié)合段是鋼箱梁安裝的起始段，安裝的精度直接影響整個(gè)鋼箱梁的安裝精度和整體線形。結(jié)合段的定位包括節(jié)段的縱橫向軸線和測(cè)量控制點(diǎn)的標(biāo)高等。鋼—混凝土結(jié)合段采用空間坐標(biāo)定位；

5)鋼—混凝土結(jié)合段是半漂浮體系，結(jié)合段吊裝空中姿態(tài)調(diào)整難度大；

6)結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形均有不同程度的影響。在溫度荷載作用下，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體變形、變位，從而影響鋼—混凝土結(jié)合段的精確定位。并且溫度是隨時(shí)間不斷變化的，引起鋼—混凝土結(jié)合段空間位置隨時(shí)間的不斷變化，給定位測(cè)量也帶來一定困難；

7)如實(shí)際施工與預(yù)計(jì)施工時(shí)間范圍存在差別，將導(dǎo)致收縮徐變變形量發(fā)生變化，引起難以預(yù)料的混凝土懸臂端標(biāo)高變化，直接影響鋼—混凝土結(jié)合段空間幾何狀態(tài)精度[2]。

2.3 控制點(diǎn)布設(shè)

1)控制點(diǎn)的選取。鋼—混凝土結(jié)合段吊裝時(shí)，需保證與混凝土箱梁合龍精度及兩鋼—混凝土結(jié)合段懸臂端空間一致，以滿足大節(jié)段鋼箱梁的精確合龍。考慮鋼—混凝土結(jié)合段懸臂端在切割、運(yùn)輸過程中可能會(huì)出現(xiàn)的微小變形，控制點(diǎn)設(shè)置在距懸臂端10 cm處，并與混凝土箱梁控制點(diǎn)在立面上一致，具體點(diǎn)位布置如圖1所示。

2)控制網(wǎng)設(shè)置。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與梁體上控制點(diǎn)位置，測(cè)量控制網(wǎng)采用兩條控制導(dǎo)線(雙導(dǎo)線)，即橋上控制網(wǎng)(原導(dǎo)線控制網(wǎng))和橋下控制網(wǎng)。橋下控制網(wǎng)以閉合導(dǎo)線的形式布設(shè)加密控制點(diǎn)，并進(jìn)行復(fù)測(cè)。

2.4 鋼—混凝土結(jié)合段定位

1)測(cè)點(diǎn)分布與數(shù)據(jù)。每個(gè)鋼—混凝土結(jié)合段設(shè)置8個(gè)測(cè)點(diǎn)，底板3個(gè)，頂板5個(gè)，考慮測(cè)量的便捷性，觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在距端面10 cm的位置，安裝前計(jì)算出8個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，采用1臺(tái)精度為1″的全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此8個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)來控制結(jié)合段安裝精度，南北岸同時(shí)進(jìn)行。控制點(diǎn)X，Y，Z方向誤差均控制在±9 mm以內(nèi)。

2)鋼—混凝土結(jié)合段空間姿態(tài)定位。由于在加工制造、運(yùn)輸及起吊結(jié)構(gòu)受力等多方面因素的影響下，結(jié)合段上所作觀測(cè)點(diǎn)可能出現(xiàn)某些異常，在施工時(shí)嚴(yán)格以觀測(cè)點(diǎn)控制會(huì)出現(xiàn)偏差[3]。

綜上因素，在精調(diào)時(shí)以控制鋼—混凝土段與大節(jié)段鋼箱梁合龍端口的垂直度、高程及端部控制點(diǎn)的平面位置為主，保證后續(xù)大節(jié)段鋼箱梁的合龍精度。

定位步驟如下：a.查看鋼—混凝土結(jié)合段混凝土端與混凝土箱梁懸臂端鋼筋、鋼絞線有無擠碰現(xiàn)象。如有，需消除擠碰，以保證鋼—混凝土段處于自由懸浮狀態(tài)；b.通過橋面吊機(jī)上的千斤頂初調(diào)結(jié)合段姿態(tài)，大致將各觀測(cè)點(diǎn)的高程調(diào)整至設(shè)計(jì)位置，高程偏差±20 mm；c.通過橋面吊機(jī)縱、橫向移位油缸，調(diào)整結(jié)合段平面位置，主控點(diǎn)為結(jié)合段中線，與懸臂混凝土箱梁一致；d.利用紅外線垂度儀配合鋼板尺，測(cè)量出結(jié)合段懸臂端頂、底板的垂度差ΔL；e.通過微調(diào)千斤頂，消除結(jié)合段懸臂端頂、底板垂度差；f.綜合鋼—混凝土結(jié)合段兩懸臂端空間姿態(tài)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)溫度情況，確定現(xiàn)場(chǎng)最終定位高程，通過橋面吊機(jī)上的4個(gè)千斤頂整體調(diào)整(同上、同下)結(jié)合段高程；g.對(duì)橋面吊機(jī)做安全行程，鎖定千斤頂，安裝勁性骨架，鎖定鋼—混凝土結(jié)合段。

3)變形觀測(cè)。在鋼—混凝土結(jié)合段安裝，對(duì)其8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)48 h的觀測(cè)?？紤]到儀器誤差，采用兩臺(tái)高精度全站儀，一臺(tái)為徠卡1201+，測(cè)角精度為1″，另一臺(tái)為徠卡TS30，測(cè)角精度為0.5″。兩臺(tái)全站儀分別在JM90和JM91上設(shè)站，分別對(duì)向觀測(cè)8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，采集三維坐標(biāo)。對(duì)所采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定吊裝鋼箱梁的空間姿態(tài)控制參數(shù)[4]。

數(shù)據(jù)采集頻率為每2 h一次，并同時(shí)用溫控儀測(cè)量大氣及混凝土箱梁溫度。

通過2 d的觀測(cè)，在不同溫度下，分析懸臂梁的空間位置變化[5]?？筛鶕?jù)每天觀測(cè)懸臂梁上兩岸對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)值來反算兩端間距變化。高程主要是測(cè)量對(duì)稱點(diǎn)高差變化，見表1。

表1 控制點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)表

3 結(jié)語

通過鋼—混凝土結(jié)合段吊裝測(cè)設(shè)定位的應(yīng)用，甌江大橋鋼箱梁施工順利完成，過程檢測(cè)鋼—混凝土結(jié)合段空間姿態(tài)滿足要求，成橋檢測(cè)80 m鋼箱梁各項(xiàng)指標(biāo)均合格。

本工程的鋼—混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋形式為國(guó)內(nèi)第二次使用，在只有極少參照案例的條件下，通過項(xiàng)目技術(shù)人員的深入研究探討，采用仿真分析與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，確定鋼—混凝土結(jié)合段空間姿態(tài)的控制數(shù)據(jù)與方法，為大節(jié)段的順利施工打下了基礎(chǔ)。積累了鋼—混凝土結(jié)合鋼箱梁吊裝定位控制的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，也為同類型橋梁的施工提供了一定借鑒、參考的基礎(chǔ)。

[1] 陳 堅(jiān).超大型不規(guī)則鋼箱梁高架橋定位技術(shù)研究[J].建筑施工,2010(11):1173-1175.

[2] 王政兵.鋼箱梁長(zhǎng)大節(jié)段整體制造安裝施工技術(shù)[J].橋梁建設(shè),2006(2):54-57.

[3] 張 鴻，劉金平.蘇通大橋主橋鋼箱梁安裝幾何測(cè)量與監(jiān)測(cè)技術(shù)[J].中國(guó)港灣建設(shè),2008(2):44-51.

[4] 蒲懷仁.佛山平勝大橋鋼混結(jié)合段設(shè)計(jì)[J].公路工程,2011(3):90-94.

[5] 翟素珍.S型鋼箱梁斜拉橋空間定位測(cè)量施工技術(shù)[J].山西建筑,2013，39(7):211-213.

Research and discussion on the location survey and layout for the steel-concrete combination section of Oujiang Bridge★

Liu Dacheng Chen Kang Huang Tiangui

(CCCCFiestHighwayEngineeringCo.,Ltd,Beijing100024,China)

Taking the installation of the steel-concrete combination section of Oujiang Bridge as the research object, the paper analyzes the survey of the steel-concrete combination section, indicates the location difficulties, and illustrates the layout of the controlling points, observation distribution of the combination section, space location, and deformation observation, so as to ensure the installation accuracy of the steel-concrete combination section.

steel-concrete combination section, location, box girder, controlling point

1009-6825(2015)32-0143-03

2015-09-06

★：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化施工關(guān)鍵技術(shù)研究四”(項(xiàng)目編號(hào)：2011BAJ09B0404)

劉大成(1978- ),男，高級(jí)工程師

U445

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