鋼管混凝土拱橋安裝中測量技術(shù)的應(yīng)用探析

王 斌

（中國水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 408527）

鋼管混凝土拱橋因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益受到廣泛關(guān)注與應(yīng)用。然而，在其安裝過程中，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和施工的精確性要求，常常面臨諸多挑戰(zhàn)。如何確保拱橋在安裝過程中的精度和穩(wěn)定性，避免由安裝誤差帶來的結(jié)構(gòu)安全問題，是工程實施中的關(guān)鍵問題。測量技術(shù)在這一過程中發(fā)揮著不可或缺的作用，準(zhǔn)確的測量與計算能夠保障拱橋部件的精準(zhǔn)定位，也是確保整體結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。本文選擇白馬烏江大橋為案例，通過深入分析其纜索吊裝施工方案和相關(guān)設(shè)計計算，探討測量技術(shù)在鋼管混凝土拱橋安裝中的關(guān)鍵應(yīng)用，旨在為工程實踐提供理論支撐和實踐指導(dǎo)。

1 鋼管混凝泥土拱橋安裝問題分析

在傳統(tǒng)的拱橋安裝過程中，鋼管混凝土拱橋由于其獨特的結(jié)構(gòu)特性和材料屬性，經(jīng)常面臨多種安裝問題。在實際施工中，由于拱橋的大跨度和復(fù)雜的受力情況，拱肋的安裝精度對整個結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。拱肋的微小偏差可能導(dǎo)致整個拱橋結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而增加工程風(fēng)險。此外，由于拱橋的自重較大，如何在保證安全的前提下進行有效的提升和定位，也是一個技術(shù)難題。傳統(tǒng)的安裝方法可能無法滿足大跨度鋼管混凝土拱橋的安裝精度要求，因此，研究和探討新的安裝技術(shù)和方法顯得尤為重要。纜索吊裝技術(shù)因其獨特的優(yōu)點逐漸成為鋼管混凝土拱橋安裝的重要選擇。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大跨度、大重量部件的精確吊裝，有效保證了拱橋拱肋在安裝過程中的位置精度和安全性。然而，纜索吊裝技術(shù)在實際操作中也存在一定的問題和挑戰(zhàn)。例如，如何確保纜索系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，以及如何根據(jù)實際的受力情況合理設(shè)計纜索系統(tǒng)，成為這一技術(shù)在實際應(yīng)用中需要克服的難題。特別是在復(fù)雜的地形和極端的氣象條件下，纜索系統(tǒng)的設(shè)計和運行安全性將面臨更大的挑戰(zhàn)。因此，如何通過科學(xué)的計算和精確的測量，制定出合理的纜索吊裝方案，并在實際施工中確保方案的順利實施，成為鋼管混凝土拱橋安裝過程中需要解決的關(guān)鍵問題。[1]

2 測量技術(shù)在拱橋安裝中的應(yīng)用

在拱橋的安裝過程中，各類測量技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，確保拱橋各部件的精確安裝，進而保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。從拱橋的定位、形狀控制到質(zhì)量檢測，測量技術(shù)的合理應(yīng)用為解決安裝過程中的問題提供了有效途徑。

拱橋安裝中的測量技術(shù)精確度直接關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，特別是在拱橋的定位、形狀控制以及質(zhì)量檢測等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.1 拱橋部件的三維定位

在拱橋建設(shè)的多個階段中，部件的三維定位環(huán)節(jié)尤為關(guān)鍵，因為它直接關(guān)系到整座橋梁的結(jié)構(gòu)安全和使用功能。全站儀、高精度水平儀和GNSS 測量工具在這一環(huán)節(jié)中扮演著不可或缺的角色，它們能夠通過高精度的測量和定位，把拱橋部件準(zhǔn)確地安裝在預(yù)定的位置。全站儀能夠提供精確的角度和距離測量，高精度水平儀則能確保拱橋部件的精密高程，GNSS 技術(shù)則為拱橋部件在復(fù)雜的地形和環(huán)境中提供了精確的三維坐標(biāo)定位。這些測量工具和技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，確保了拱橋部件在三個空間維度上的精確定位，嚴(yán)格符合設(shè)計預(yù)定的精確位置和方向。這不僅最大限度地減小了定位誤差帶來的結(jié)構(gòu)偏差，而且為后續(xù)的拱橋安裝和施工打下了堅實的基礎(chǔ)。在這一過程中，測量數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理也極為關(guān)鍵，能夠及時發(fā)現(xiàn)并糾正定位過程中的偏差，保證拱橋各個部分精準(zhǔn)對接，進而保障整個拱橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。[2]

2.2 形狀控制的實時監(jiān)測

拱橋構(gòu)建的形狀控制中，實時監(jiān)測顯得尤為重要，因為這不僅關(guān)乎整體結(jié)構(gòu)的精確度，還直接影響到橋梁的負(fù)載能力和使用壽命。特別是在拱肋的安裝過程中，其形狀和曲率的精確控制是關(guān)鍵。使用測量技術(shù)，比如激光掃描、全站儀和其他相關(guān)傳感技術(shù)，工程師能夠?qū)崿F(xiàn)對拱橋各部分，特別是拱肋的實時監(jiān)測和控制。例如，在拱肋的安裝過程中，通過實時的激光掃描，工程師能夠獲得拱肋的三維形狀信息，并與設(shè)計圖紙上的數(shù)據(jù)進行對比。一旦發(fā)現(xiàn)偏差，即可立即進行調(diào)整，確保拱肋的曲率和形狀嚴(yán)格符合設(shè)計要求。這樣的實時監(jiān)測和控制不僅提高了工程的精度，還有效預(yù)防了形狀偏差導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)問題。這種嚴(yán)密的形狀控制策略保證了整體結(jié)構(gòu)在后續(xù)的工程施工中能夠精確配合，進而確保整座拱橋的安全穩(wěn)固和長期使用功能。[3]

2.3 質(zhì)量檢測的精確測量

質(zhì)量檢測在拱橋安裝中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，它關(guān)乎整個橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性以及使用壽命。測量技術(shù)在此環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用，尤其是在檢測拱橋的幾何參數(shù)、垂直度、平整度等關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)時。精確測量不僅是對拱橋各部分幾何尺寸的精確獲取，也包括對整體結(jié)構(gòu)的精確評估。例如，通過使用高精度的測量儀器，例如全站儀和激光掃描儀，工程師能夠精確地獲得拱橋各部分的精確尺寸、位置和形狀。當(dāng)對測量數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)進行比對時，任何的偏差都會被及時發(fā)現(xiàn)。在發(fā)現(xiàn)潛在的問題后，工程團隊可以立即采取糾正措施，以避免結(jié)構(gòu)安全性和功能性的損害。這種實時和精確的質(zhì)量檢測方式不僅保障了拱橋的使用安全，也確保了其性能穩(wěn)定，延長了其使用壽命。這樣的精確測量和質(zhì)量控制方法為整個拱橋安裝工程提供了堅實的質(zhì)量保障，保證其在長期使用過程中的安全性和穩(wěn)定性。[4]

2.4 實際操作步驟的嚴(yán)格執(zhí)行

實際操作步驟的嚴(yán)格執(zhí)行在拱橋安裝的測量過程中尤為關(guān)鍵，因為任何輕微的誤差都可能對整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性造成巨大的影響。在每一個實際的測量操作步驟中，專業(yè)的測量團隊必須嚴(yán)格遵循預(yù)先制定的測量方案和程序，確保每一個數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。這不僅包括對各種測量工具如全站儀、水平儀等的準(zhǔn)確操作和正確讀數(shù)，還需要考慮到環(huán)境因素，如溫度、濕度等，以防其對測量精度產(chǎn)生潛在影響。每個測量點的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過嚴(yán)格的核對和驗證，以確保其精確無誤。而在數(shù)據(jù)采集過程中，保護測量工具免受潛在風(fēng)險的影響，例如防震、溫度、氣壓等，也至關(guān)重要。而數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性能夠確保在后續(xù)的施工過程中能夠基于真實、可靠的數(shù)據(jù)進行，從而最大程度上減小數(shù)據(jù)誤差引發(fā)的風(fēng)險。這樣的操作不僅保障了項目質(zhì)量，也為避免潛在的安全風(fēng)險打下了堅實的基礎(chǔ)。[5]

3 案例分析與實證研究

3.1 纜索吊裝技術(shù)在白馬烏江大橋拱橋安裝中的應(yīng)用

在白馬烏江大橋工程中，纜索吊裝技術(shù)的應(yīng)用對確保拱橋安裝的精度和安全至關(guān)重要。工程團隊在制定施工方案時，針對拱橋吊裝的各個環(huán)節(jié)，特別是精度控制、安全穩(wěn)定性和作業(yè)效率等方面進行了深入的研究和探討。目的是為了確保在工程實施過程中能夠針對性地解決可能出現(xiàn)的問題，保障工程的順利進行。纜索吊裝技術(shù)在拱橋的安裝工作中扮演了重要的角色。通過科學(xué)嚴(yán)密的計算和精準(zhǔn)的設(shè)備布局，纜索吊裝系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對拱橋部件在吊裝過程中的精確控制和穩(wěn)定傳輸。例如，經(jīng)過精準(zhǔn)計算，確定了單個扣點拉力T1=986.766KN，這個數(shù)據(jù)為后續(xù)的吊裝工作提供了重要的參考。同時，施工團隊還充分考慮了安裝過程中的溫度變化對測量和控制的影響。通過實時監(jiān)控溫度變化和調(diào)整吊裝參數(shù)，保證了吊裝過程的安全和順利。為了確保拱橋部件的安全和有效吊裝，工程團隊在吊裝系統(tǒng)的設(shè)計與施工過程中，通過精準(zhǔn)的測量和計算，配合合理的材料和設(shè)備選擇，充分確保了吊裝系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。每一個細(xì)節(jié)的精心設(shè)計和計算，都體現(xiàn)了工程團隊對拱橋吊裝技術(shù)應(yīng)用的深刻理解和嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。此外，工程團隊還圍繞拱橋的實際結(jié)構(gòu)和吊裝要求，對施工流程進行了詳細(xì)的設(shè)計。每一步都是在充分研究和計算的基礎(chǔ)上實施的，確保各項工序的精準(zhǔn)、高效和安全。通過實施纜索吊裝技術(shù)，白馬烏江大橋拱橋的安裝工作得以順利完成，不僅在實際工程中驗證了施工方案的科學(xué)性和可行性，也為工程團隊積累了寶貴的實踐經(jīng)驗。這些經(jīng)驗將為未來類似的橋梁施工項目提供重要的參考，促進我國橋梁施工技術(shù)的進一步發(fā)展。

3.2 白馬烏江大橋纜索吊裝系統(tǒng)的設(shè)計計算分析

白馬烏江大橋的纜索吊裝設(shè)計計算書是整個吊裝工程的重要技術(shù)文檔，它體現(xiàn)了工程團隊對于整個吊裝工程的深度理解和精確分析，為施工過程提供了堅實的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。設(shè)計計算書中的每一個參數(shù)和計算，都是基于嚴(yán)格的科學(xué)依據(jù)和實際工程需求，確保了纜索吊裝系統(tǒng)的可靠性和安全性。在設(shè)計計算書中，計算的依據(jù)和參數(shù)的選定得到了充分考慮和明確，包括拱橋的結(jié)構(gòu)特性、所用材料的屬性，以及拱橋在吊裝過程中的實際受力情況。例如，在對扣點耳板和扣點連接盒的驗算中，通過精準(zhǔn)計算確保了各組件能夠承受實際施工中可能出現(xiàn)的最大拉力和剪力。經(jīng)過計算，確定了單個扣點拉力T1=986.766KN，這為確保纜索吊裝系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運行提供了重要的數(shù)據(jù)支持。這些精確的計算不僅體現(xiàn)了吊裝過程中的科學(xué)管理和精確控制，也為整個項目的安全施工提供了堅實保障。每一個計算和分析，都是為了確保纜索吊裝系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、安全、高效地完成拱橋的安裝任務(wù)。除了對各組件的驗算外，設(shè)計計算書中還深入分析了主索、工作索和起重索的張力、作用力、應(yīng)力等關(guān)鍵參數(shù)，并綜合考慮了吊裝系統(tǒng)在操作過程中的穩(wěn)定運行的多個關(guān)鍵要素。這些細(xì)致的計算和分析，確保了吊裝的平穩(wěn)進行，為整個纜索吊裝系統(tǒng)的設(shè)計提供了強有力的理論支持和技術(shù)保障。通過對主索、工作索和起重索的綜合計算和分析，以及對其他相關(guān)參數(shù)的精確測定，工程團隊確保了纜索吊裝系統(tǒng)在整個拱橋安裝過程中的穩(wěn)定運行。在白馬烏江大橋的吊裝工程中，每一步計算的精確性和每一項工序的科學(xué)性都是保證整體工程安全、高效進行的基礎(chǔ)，纜索吊裝設(shè)計計算書起到了不可或缺的作用，為整個工程流程提供了精確的數(shù)據(jù)支持和科學(xué)的理論依據(jù)，進一步確保了施工過程中的安全和效率。

3.3 白馬烏江大橋纜索吊裝施工方案的實施與效果評估

白馬烏江大橋的施工旅程無疑是充滿了挑戰(zhàn)和困難，每一個施工環(huán)節(jié)都考驗著工程團隊的技術(shù)能力和實務(wù)經(jīng)驗。在纜索吊裝施工方案的實施過程中，科學(xué)的組織、精密的計劃和精確的實施成為確保施工順利進行的重要基石。通過對施工方案和設(shè)計計算書的嚴(yán)格執(zhí)行，不僅驗證了其科學(xué)性和實用性，而且為工程團隊積累了寶貴的實踐經(jīng)驗，這些經(jīng)驗將對未來類似工程的施工具有指導(dǎo)意義。在實施專項的吊裝施工方案過程中，白馬烏江大橋項目在實際工程中成功驗證了施工方案的科學(xué)性和可行性。與此同時，工程團隊通過實證研究，深入理解了溫度變化對測量和控制的重要影響，并在實際施工中應(yīng)用了相關(guān)知識，實現(xiàn)了施工過程中的精確控制和高效執(zhí)行。例如，通過對安裝過程中溫度變化的監(jiān)控和分析，及時調(diào)整了吊裝參數(shù)，確保了吊裝過程的安全和準(zhǔn)確，顯著提高了施工效率和質(zhì)量。不僅如此，通過對施工方案的持續(xù)優(yōu)化和完善，以及對計算方法的深入研究和改進，工程團隊不斷提高了施工方案和計算方法在未來工程中的適用性和準(zhǔn)確性。每一個改進和優(yōu)化，都是基于實際施工中遇到的問題和困難，充分反映了工程團隊對于實際工程問題的解決能力和技術(shù)創(chuàng)新能力。經(jīng)驗和教訓(xùn)的總結(jié)，不僅是對已完成工程的反思和總結(jié)，也是對未來工程實施的有力指導(dǎo)和深刻啟示。通過本案例的深入分析和研究，希望為中國橋梁施工技術(shù)的發(fā)展和進步做出積極的貢獻(xiàn)。白馬烏江大橋的成功實施，無疑為中國橋梁施工技術(shù)的發(fā)展和進步提供了寶貴的經(jīng)驗和參考，也為未來類似的橋梁施工項目提供了重要的參考和借鑒。

4 結(jié)論

鋼管混凝土拱橋的安裝是一項充滿挑戰(zhàn)的工程任務(wù)，其蘊含著多個領(lǐng)域的專業(yè)知識和技能。本文深入探討了鋼管混凝土拱橋的安裝問題及測量技術(shù)在其中的關(guān)鍵應(yīng)用，并以白馬烏江大橋纜索吊裝施工為案例，詳細(xì)分析了纜索吊裝施工方案和設(shè)計計算書的實際應(yīng)用和效果。通過這一案例的研究，揭示了測量技術(shù)在保證拱橋安裝精度和安全性中的重要作用，也展現(xiàn)了纜索吊裝技術(shù)在解決大跨度拱橋安裝問題中的獨特優(yōu)勢。同時，本文也指出了在施工過程中遇到的問題和挑戰(zhàn)，以及在實際應(yīng)用中取得的效果和經(jīng)驗教訓(xùn)。希望通過這些分析和總結(jié)，為未來類似的拱橋安裝工程提供有價值的參考和借鑒，進一步推動我國橋梁施工技術(shù)的發(fā)展和進步。針對未來的研究，將進一步探討更為先進、準(zhǔn)確的測量技術(shù)和吊裝方法，以滿足更為復(fù)雜、多樣的工程需求，為橋梁建設(shè)事業(yè)的繁榮發(fā)展貢獻(xiàn)力量。