斜拉橋主塔的拼裝測(cè)量

栗亮

(中鐵大橋局第七工程有限公司測(cè)繪公司，湖北武漢 430000)

斜拉橋主塔的拼裝測(cè)量

栗亮

(中鐵大橋局第七工程有限公司測(cè)繪公司，湖北武漢 430000)

結(jié)合太原攝樂(lè)橋工程實(shí)例，從預(yù)拼場(chǎng)內(nèi)測(cè)量與吊裝測(cè)量?jī)煞矫?，介紹了該橋主塔的拼裝測(cè)量方案，并探討了平面精度的統(tǒng)計(jì)方法，在確保主塔安裝精度的基礎(chǔ)上，使主塔在規(guī)定工期內(nèi)順利完工。

橋梁，主塔，拼裝場(chǎng)，吊裝測(cè)量，平面精度

1 工程簡(jiǎn)介

太原攝樂(lè)橋是太原市城北地區(qū)溝通城市東西區(qū)域的重要橋梁，為太原市第18座跨汾河大橋，其中主塔由三部分組成，其中下塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高20.5 m;中塔柱和上塔柱為鋼結(jié)構(gòu)，分別高59.32 m，33.18 m，中塔柱和上塔柱共有35個(gè)節(jié)段。索塔橫橋向?yàn)椤癆”形，無(wú)橫梁，總高113 m。該工程于2016年4月下旬開始施工，預(yù)計(jì)2016年12月20日通車，主塔的安裝成為了重點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)工程。

大橋效果圖見圖1。

2 施工方案的制定

鋼塔單個(gè)節(jié)段的生產(chǎn)制造在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家完成，兩個(gè)節(jié)段或三個(gè)節(jié)段組裝和焊接是在工程施工場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行。測(cè)量人員在拼裝之后的鋼塔節(jié)段截面要制作測(cè)量特征點(diǎn)，鋼塔截面特征點(diǎn)布置見圖2。

圖1 大橋效果圖

圖2 特征點(diǎn)布置圖

測(cè)量?jī)x器采集原始數(shù)據(jù)，利用電腦在AutoCAD成圖，經(jīng)過(guò)平移和旋轉(zhuǎn)處理，與設(shè)計(jì)圖進(jìn)行尺寸比對(duì)，并用于之后的鋼塔吊裝時(shí)對(duì)位置的控制。

3 方案的實(shí)施

3.1 預(yù)拼場(chǎng)內(nèi)的測(cè)量

1)測(cè)量特征點(diǎn)的制作。在鋼塔截面上用沖釘制作特征點(diǎn)，制作的特征點(diǎn)要用噴漆做好記號(hào)，以便吊裝時(shí)尋找和測(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)制作的測(cè)量特征點(diǎn)見圖3。

再在鋼塔截面外側(cè)便于看到的位置制作1個(gè)～2個(gè)測(cè)量標(biāo)志，以便對(duì)D5200吊機(jī)松鉤前后的鋼塔節(jié)段變化情況進(jìn)行測(cè)量分析。

2)拼裝場(chǎng)內(nèi)測(cè)量。測(cè)量?jī)x器采用萊卡公司的TS30測(cè)量機(jī)器人，在場(chǎng)地內(nèi)位置地勢(shì)較高處架設(shè)全站儀，便于看見測(cè)量特征點(diǎn)，采用自由設(shè)站的方法采集特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

3)數(shù)據(jù)處理。利用AutoCAD成圖軟件，將特征點(diǎn)數(shù)據(jù)展到圖上，通過(guò)展點(diǎn)、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等功能繪制出需要的圖形(見圖4)，用LIST命令列舉出特征點(diǎn)坐標(biāo)(見表1)，再與監(jiān)控單位給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)，并用于吊裝測(cè)量的原始數(shù)據(jù)。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)制作圖

圖4 AutoCAD處理圖

3.2 吊裝測(cè)量

鋼塔通過(guò)特別運(yùn)輸車輛拉到主塔底部，通過(guò)D5200大型吊機(jī)吊到指定位置，測(cè)量在強(qiáng)制對(duì)中墩上架設(shè)好儀器，通過(guò)已知后視點(diǎn)設(shè)站，用萊卡TS30的參考線功能，以直線段中心點(diǎn)和圓弧段中心點(diǎn)建立參考線。測(cè)量人員持小棱鏡，對(duì)講機(jī)等設(shè)備到吊裝的主塔節(jié)段上，依次立在直線段中線點(diǎn)和圓弧段中心點(diǎn)，將橫向偏距和縱向偏距調(diào)到滿足技術(shù)要求，再看圓弧段和直線段其他特征點(diǎn)，參照拼裝場(chǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，直到滿足精度。

表1 測(cè)量特征點(diǎn)平面坐標(biāo)

4 平面精度統(tǒng)計(jì)

4.1 平面放樣精度計(jì)算

主塔各節(jié)段平面放樣誤差包括平行橋向放樣誤差和垂直橋向放樣誤差。

主塔各節(jié)段平行橋向放樣誤差有設(shè)站的誤差，鋼塔節(jié)段截面小沖眼的標(biāo)志對(duì)中誤差、全站儀測(cè)角誤差，可按下式計(jì)算鋼塔節(jié)段測(cè)量特征點(diǎn)平行橋向誤差:

取m設(shè)站=±3 mm，m標(biāo)=±1 mm，儀器的測(cè)角誤差m角=mα×S/ρ =0.7 mm(儀器采用萊卡TS30全站儀，mα為全站儀測(cè)角中誤差，數(shù)值為0.5″;ρ=206 265″;S取現(xiàn)場(chǎng)最長(zhǎng)距離300 m)。

鋼塔各節(jié)段垂直橋向放樣誤差主要受設(shè)站的誤差，鋼塔節(jié)段上小沖眼的標(biāo)志誤差，全站儀測(cè)距誤差的影響。取 m設(shè)站= ±3 mm，m標(biāo)=±1 mm，儀器的測(cè)距誤差為m距=ma+b×S，ma為測(cè)距固定誤差，數(shù)值為 0.6 mm;b為測(cè)距比例誤差，取±1 ppm; S為測(cè)距長(zhǎng)度，取極限值300 m，則m距=0.6 mm+0.3 mm=0.9 mm。故主塔各節(jié)段垂直橋向定位的最低精度為:m垂直=

平面的放樣中誤差為4.6 mm，而技術(shù)方案要求平面放樣誤差為5 mm，所以滿足要求。

4.2 高程放樣精度分析

高程測(cè)量方法采用全站儀三角測(cè)量。有三角高程公式HB= HA+Dtanα+i－1，所以高程的放樣誤差包括設(shè)站的高程誤差、高差中誤差、棱棱高誤差。根據(jù)誤差傳播定律，可推導(dǎo)出垂直角和水平距離觀測(cè)誤差對(duì)高差的影響，取 mα=0.5″，m距=±(0.6+ 1 ppm)mm，對(duì)不同距離D和不同垂直角α，按上式計(jì)算高差中誤差，結(jié)果見表2。

表2 不同距離和垂直角影響下的高差中誤差表

實(shí)地測(cè)量距離在300 m以內(nèi)，垂直角在15°以內(nèi)，高差中誤差為3.28 mm，設(shè)站高程誤差取±3 mm，棱鏡高誤差取±1 mm，所以高程精度為滿足5 mm的技術(shù)要求。

由上面分析可知，主塔各節(jié)段放樣精度在平面中誤差和高程中誤差能滿足要求。

5 結(jié)語(yǔ)

太原攝樂(lè)橋主塔高度為113 m，鋼塔的拼裝精度尤為重要，特別是平面位置精度。文章從鋼塔在拼裝場(chǎng)內(nèi)測(cè)量，再到鋼塔的實(shí)際拼裝;從節(jié)段測(cè)量特征點(diǎn)的制作，再到測(cè)量方案的實(shí)施都做了具體的應(yīng)用;從平面位置精度再到高程放樣精度都進(jìn)行了詳細(xì)介紹。但是實(shí)際鋼塔拼裝中還有其他的方法，在此就不一一論述，希望我的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)轭愃菩崩瓨虻闹魉┕ぬ峁┮恍﹨⒖?，并在此類工程?shí)施中提供一點(diǎn)幫助。

［1］鄢生全.烏石北江大橋主塔測(cè)量控制技術(shù)［J］.山西建筑，2014，40(20):247-248.

［2］武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院測(cè)量平差學(xué)科組.誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2013.

［3］周顯平.全站儀三角高程測(cè)量及精度［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011(15):177-180.

On assembly measurement of main tower of cable-stayed bridges

Li Liang
(No.7 Engineering Co.，Ltd，China Railway Major Bridge Engineering Group Co.，Ltd，Wuhan 430000，China)

Combining with the example of Shele Bridge project in Taiyuan，the paper introduces the assembly measurement scheme of the main tower at the bridge from the pre-assembly in-site measurement and hoisting measurement and explores the statistic methods of the plane accuracy，so as to ensure the smoothness in the construction period based on the guarantee of the installation accuracy of the main tower.

bridge，main tower，assembly site，hoisting measurement，plane accuracy

TU198

:A

1009-6825(2016)36-0209-02

2016-10-17

栗 亮(1987-)，男，助理工程師