鋼管混凝土拱橋線型控制

杜顯平

(中鐵二十四局集團(tuán)有限公司路橋公司)

1 鋼管混凝土拱橋的線型控制技術(shù)線路

1.1 確定預(yù)拱度

對于鋼管混凝土的拱橋結(jié)構(gòu)形式，在設(shè)計時大多采用平均氣溫環(huán)境下的拱軸線，這就要求在制作鋼管拱的時候，其拱軸線為空載狀態(tài)下的拱軸線，并且由于是分段制作的，所以我們在制作的時候不會受到考慮外界環(huán)境的限制。在鋼管拱的吊裝階段要采用適宜的吊裝技術(shù)方案，通常都不會考慮鋼管拱的自重，所以我們在吊裝時候要保證拱軸線與制作時的保持一致。但由于設(shè)計拱軸線的時候考慮到施工技術(shù)、吊裝順序以及外部環(huán)境，所以兩個不同環(huán)節(jié)之間就會產(chǎn)生一定的差異，所以為了保證拱橋符合設(shè)計的要求，在制作、安裝階段設(shè)計好預(yù)拱度。

1.2 確定線性控制線路

在合攏期主要控制合攏時的氣溫以及合攏工藝等，在不適宜的合攏氣溫下及時有支架支撐，但是由于溫差以及內(nèi)應(yīng)力的作用，也會造成橋拱軸線產(chǎn)生誤差，而且必須采用符合標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求的合攏工藝。

2 施工測量

2.1 測量控制點的設(shè)置

根據(jù)建設(shè)單位、勘測設(shè)計院所交的導(dǎo)線樁，及時復(fù)核控制點，復(fù)核的結(jié)果偏差經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理審核認(rèn)可后使用。同時根據(jù)施工需要適當(dāng)加密控制網(wǎng)。為了確?？刂凭W(wǎng)的可靠性，把所有的控制點都選定在施工作業(yè)范圍以外視線良好干擾少的位置，保證各控制點通視性良好，滿足施工需要?？刂泣c選定后，再經(jīng)過實測和導(dǎo)線閉合的平差計算，把整個施工范圍內(nèi)的控制點坐標(biāo)定下來。考慮受到施工等多種因素的影響，施工過程中必須定期復(fù)核整個控制網(wǎng)?？刂凭W(wǎng)的復(fù)核和布置均采用進(jìn)口的全站儀進(jìn)行。

2.2 高程控制點的設(shè)置

根據(jù)建設(shè)單位、勘測設(shè)計院所交的水準(zhǔn)點，利用高精度水準(zhǔn)儀進(jìn)行閉合水準(zhǔn)復(fù)核，復(fù)核結(jié)果偏差經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理審核簽證后方可使用。同時根據(jù)施工現(xiàn)場的實際需要在工程范圍內(nèi)布置加密控制網(wǎng)，原則上每200 m設(shè)一個臨時水準(zhǔn)點，要求各臨時水準(zhǔn)點通視性良好，滿足施工需要，同時臨時水準(zhǔn)點必須定期復(fù)核平差，并善加保護(hù)。

2.3 下部結(jié)構(gòu)的測量

本工程橋梁樁基、墩、臺均采用坐標(biāo)法測定。為了確保下部結(jié)構(gòu)的測設(shè)精度，盡量從控制點直接測設(shè)墩位，只要控制點能通視放樣位置，盡量不設(shè)轉(zhuǎn)點，以減少誤差。

2.4 梁體的測量

先利用坐標(biāo)及高程控制點確定每一墩頂上的中心、軸線及高程，確保支座中心與梁中心線一致。

3 鋼管拱肋吊裝階段的控制措施

在吊裝前，應(yīng)先分析鋼管混凝土的結(jié)構(gòu)受力以及變形狀況，選擇一個標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)作為狀態(tài)仿真分析的初始狀態(tài)。對于鋼管混凝土拱橋來說，通常選擇拱肋架設(shè)完畢時的狀態(tài)作為其初始狀態(tài)，以這一狀態(tài)作為起始點，對后續(xù)工作進(jìn)行仿真分析。但是我們一定要注意其中鋼管拱肋吊裝階段的控制措施。

在吊裝拱肋時采用纜索吊裝法，所以我們要盡量減少各段受到的后續(xù)吊段的影響，主要的控制方法就是提供預(yù)抬高的坐標(biāo)給個拱肋段。在大多情況下都是通過前進(jìn)分析法來分析確定主索的受力狀態(tài)以及其他各段拱肋的掉電，再利用倒退分析法來確定各段拱肋在吊裝時的吊點位置。

在采用上述方法進(jìn)行分析時，我們主要利用了結(jié)構(gòu)幾何的非線性性質(zhì)，通過結(jié)合切線剛度法與荷載增量法，編制出可以分析梁、桿、索的軟件，繼而進(jìn)行非線性計算。

在具體的吊裝過程中，我們可以通過滑輪組對主索吊點與拱肋上緣的距離進(jìn)行微調(diào)，下面是施工中的一些具體的控制方法。

(1)依據(jù)施工控制原理，通過結(jié)構(gòu)分析計算，提供各拱肋段在吊裝該段時的主索吊點坐標(biāo)值;

(2)考慮索夾、滑輪和千斤頭等輔助構(gòu)件的長度后，確定各拱肋段在吊裝該段時的拱肋吊點坐標(biāo)值;

(3)按已確定的相應(yīng)坐標(biāo)值，依照拱肋吊裝順序逐個吊裝到位。在每個吊段吊裝完畢后，對以前各吊段進(jìn)行坐標(biāo)測試，并與控制計算值進(jìn)行比較，確定誤差;

(4)反饋控制計算，修正以后各拱肋吊段的坐標(biāo)，同時利用滑輪組對前吊段進(jìn)行微調(diào)處理，使吊裝過程與施工控制計算狀態(tài)基本吻合。

上述四個控制方法中第一條與第四條是最為重要的。第一條明確的指出了控制的目標(biāo)，第四條提出了當(dāng)過程中出現(xiàn)偏差時的處理方法，通過都是采取糾偏措施，達(dá)到順利吊裝的目的。

4 結(jié)論

綜上所述，由于鋼管混凝土拱橋的質(zhì)量不僅影響到橋梁的使用壽命，還影響到人們?nèi)罕姷慕煌ò踩?，從加工制作、測量放線、溫度影響、吊裝措施等說明了鋼管混凝土拱橋線型控制的復(fù)雜性，所以在施工中對鋼管混凝土拱橋的線性控制顯得極為重要，將對鋼管混凝土拱橋質(zhì)量強(qiáng)有力的保證。

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［1］趙學(xué)琴.淺談施工中鋼管混凝土拱橋的施工質(zhì)量控制［J］.科技咨詢學(xué)報，2008，(6).

［2］胡永勝.淺談鋼管混凝土拱橋的線性控制方法［J］.科技咨詢學(xué)報，2009，(12).