斜拉橋索導(dǎo)管施工測量控制

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上斜拉橋索導(dǎo)管施工測量控制摘要:文章針對青島丹山斜拉橋施工測量工作,結(jié)合國內(nèi)目前斜拉橋施工測量技術(shù)和方法,主要完成如下研究工作:根據(jù)全橋測量的高精度要求,確定施工控制網(wǎng)方案;進(jìn)行斜拉橋索導(dǎo)管測量方案比選,采用三維坐標(biāo)放樣法進(jìn)行測設(shè),盡可能減少環(huán)境因素(溫度、風(fēng)力、索力)對測設(shè)精度的影響,確保有效的測設(shè)精度,通過在施工中的應(yīng)用,上述施工測量控制網(wǎng)及施工測量方法能有效保證全橋的測設(shè)精度,達(dá)到了預(yù)期研究的目的。關(guān)鍵詞:斜拉橋;索導(dǎo)管;施工測量控制;測量方案;測量控制網(wǎng)一、工程研究的背景及意義通過測量控制網(wǎng)和測設(shè)方案比選,確定一套切實可行、有可靠保障的測量控制網(wǎng)和測量控制方法,

2、以盡可能減少或消除環(huán)境和內(nèi)力因素的影響,有效保證斜拉橋索導(dǎo)管的測設(shè)精度,最終保證整個斜拉橋的成橋線形。(一)工程簡介丹山斜拉橋位于青島銀川高速公路青島至即墨段四合同,橫跨丹山水庫。主橋為雙排列獨塔四斜索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋,跨徑組合43m 96m 136m,索塔立面呈寶石型,在下橫梁固結(jié)形成雙塔聯(lián)體四索面結(jié)構(gòu),在國內(nèi)同類橋梁工程設(shè)計中屬首創(chuàng),塔柱由承臺頂面算起高度為85.252米,塔肢斷面為H型,塔柱內(nèi)設(shè)型鋼焊接而成的勁性骨架,斜拉索在塔上交叉錨固,主橋梁板為半懸浮體系。(二)研究的意義斜拉橋作為一種新型結(jié)構(gòu)形式的橋梁,屬高次超靜定結(jié)構(gòu)。作為傳力載體的索塔和錨箱 #8197;(索導(dǎo)管),對斜拉

3、橋的成橋線型起著決定性控制作用,同時由于施工過程中受氣溫、日照、風(fēng)力和結(jié)構(gòu)撓曲的影響顯著。施工測量控制工作,在整個工程施工中占有極其重要的作用,通過研究對提高測量控制水平有著極其重要的意義。二、測量控制網(wǎng)的確定(一)目前國內(nèi)特大型橋梁測量控制網(wǎng)的形式第一種控制網(wǎng):以路線控制導(dǎo)線網(wǎng)作為基線建立附合導(dǎo)線網(wǎng),或者以路線控制導(dǎo)線網(wǎng)作為基線附設(shè)大地四邊形。(二)測量控制網(wǎng)的確定綜合上述兩種控制網(wǎng),本方案分別以原設(shè)計導(dǎo)線網(wǎng)中的導(dǎo)線點QY37、QY37QY39、QY40為基站,采用GPS定位方法,確定主橋起、終中線固定樁QZ1、QZ2,再以軸線點的連線為基線,建立了大地四邊形控制網(wǎng),作為主橋施工測量的獨立平

4、面控制網(wǎng)。三、測設(shè)方案的確定(一)目前國內(nèi)索導(dǎo)管定位采用的測量技術(shù)目前國內(nèi)斜拉橋索塔施工普遍采用軸線控制的方法,即首先根據(jù)控制斷面高程計算出索塔斷面特征點 #8197;(角點)距離橋梁中線的水平距離L,在鋼尺的中間點L/2處做記號,利用在軸線點上設(shè)站的經(jīng)緯儀,瞄準(zhǔn)橋梁軸線方向,左右移動鋼尺,直到鋼尺上的記號正好處于橋梁軸線上 #8197;(即經(jīng)緯儀準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)記號時),則鋼尺上刻度為0的點刻度為L的點正好為索塔特征點的位置,據(jù)此來調(diào)整勁性骨架、模板、索導(dǎo)管,直到符合為止,然后再復(fù)測高程,重新計算該高程位置索塔各特征點距離橋梁中線的水平距離L/2,重復(fù)以上工作進(jìn)行二次調(diào)整,直到高程和水平距離全部符合

5、為止;高程測量方法普遍采用倒掛鋼尺配合水準(zhǔn)儀讀數(shù)法。(二)測設(shè)方案的確定1.索導(dǎo)管測量定位的精度要求。為了確保斜拉橋成橋后斜拉索和主梁的線型接近設(shè)計線型,根據(jù)工程測量規(guī)范的要求,索導(dǎo)管空間位置測量定位的精度要求高達(dá)±5mm,即相對于原始控制網(wǎng)而言,索導(dǎo)管錨固端中心和出口中心的施工定位與設(shè)計位置偏差在X,Y,Z三個方向均不得大于±5mm。2.索導(dǎo)管測設(shè)坐標(biāo)計算。丹山斜拉橋在設(shè)計圖紙上僅用以下參數(shù)確定每一根索導(dǎo)管的空間位置:(1)索塔錨固區(qū)錨墊板中心點A的空間相對坐標(biāo)A(Xa,Ya,Za);(2)斜拉索的縱向傾角 #8197;(即斜拉索的豎直角在順橋向豎平面上的投影角);(3)

6、斜拉索水平投影的橫向偏角 #8197;(即斜拉索與順橋向軸線所成的水平角);以上斜拉索導(dǎo)管空間設(shè)計位置的設(shè)計參數(shù),僅可確定每一根導(dǎo)管的空間設(shè)計位置,還不能直接用于施工放樣。因此,要由上述設(shè)計參數(shù)推算出一套可確定每一根索導(dǎo)管空間設(shè)計位置的測量放樣數(shù)據(jù),即由索導(dǎo)管的設(shè)計參數(shù)計算所示的索導(dǎo)管的測量放樣點E和F的高程、B點、C點、H點的空間三維坐標(biāo)。下面以左半幅橋路肩側(cè)塔肢1#索導(dǎo)管為例,介紹其測量放樣點設(shè)計坐標(biāo)的推算過程。由斜拉索的縱向傾角和橫向偏角推算其豎直角:ALFV=arctg(tg(ALFV)cos(ALFH)錨固端最低點B(Xb,Yb,Zb)相對坐標(biāo)的推算:Xb=Xa-R(sin(ALFV

7、)sin(ALFH)Yb=Ya R(sin(ALFV')cos(ALFH)Zb=Za-R(cos(ALFV')錨固端最高點C(Xc,Yc,Zc)相對坐標(biāo)的推算:Xc=Xa R(sin(ALFV')sin(ALFH)Yc=Ya-R(sin(ALFV')cos(ALFH)Zc=Za R(cos(ALFV')索導(dǎo)管出口最高點H(Xh,Yh,Zh)相對坐標(biāo)的推算:索導(dǎo)管出口中心點O(Xo,Yo,Zo)的相對坐標(biāo)Xo=Xa (L t)(cos(ALFV')sin(ALFH)Yo=Ya-(L t)(cos(ALFV')cos(ALFH)Zo=Za-(

8、L t)(sin(ALFV')導(dǎo)管出口最高點H的相對坐標(biāo)為:R=R 0.01Xh=Xo-R'(sin(ALFV')sin(ALFH)Yh=Yo-R'(sin(ALFV')cos(ALFH)Zh=Zo R'(cos(ALFV')索導(dǎo)管下緣與勁性骨架相切點E點高程He的推算:He=Zb-(Yb-436.21)(tg(ALFV)錨箱底面高程Hf的推算:Hf=Za-0.25(cos(ALFV)注:Xi為到橋軸線的距離,Yi為樁號,Zi為絕對高程。由以上相對坐標(biāo)不難推出其大地坐標(biāo)。3.索塔索導(dǎo)管測量定位的原理與方法。對于任一根索導(dǎo)管,只要定出索導(dǎo)管

9、下邊緣與勁性骨架相切點E和錨向底面F點的高程,則該導(dǎo)管在高度方向上的位置也就確定了,此時索導(dǎo)管只能沿其軸線方向和橫橋向移動,再控制索導(dǎo)管出口下緣(外側(cè))G點到E點的距離及索導(dǎo)管與勁性骨架相切點到勁性骨架順橋向兩個側(cè)面的距離,則索導(dǎo)管的位置也就唯一確定了。上述索導(dǎo)管定位過程中,由于受風(fēng)力的影響和施工荷載的增加,致使勁性骨架發(fā)生輕微的撓曲,其空間位置與設(shè)計位置仍存在偏差,應(yīng)設(shè)法檢查其偏差值,以確保導(dǎo)管定位的必要精度,檢查時,在控制網(wǎng)中的任意控制點上設(shè)置全站儀,同樣測定其三維坐標(biāo),以檢查偏位情況,并精確調(diào)整,同時用水準(zhǔn)儀測定其高程,這樣就測得了各個放樣點的三維實測坐標(biāo),與理論推算坐標(biāo)比較,如果在X、

10、Y、Z三個方向上的誤差均在±5mm以內(nèi),至此索導(dǎo)管定位完畢。4.索導(dǎo)管的定位精度分析。導(dǎo)管定位點Z坐標(biāo)測量的精度分析。橫梁上局部水準(zhǔn)點的高程中誤差M為:M= ±mc2 m12 m22 m32式中:mc、承臺水準(zhǔn)點高程中誤差。m1、m2分別為G2水準(zhǔn)儀在水準(zhǔn)尺和鋼尺上讀數(shù)的高程中誤差,取m1=m2=±1mm;m3鋼尺本身的長度誤差,可取m3=5000/(10000*2)=±2.5mm;代入上式算得M=3.5mm,導(dǎo)管測量定位點的高程中誤差MhMh=± M2 m12 m22 m32 =±4.53mm索導(dǎo)管測量定位點X、Y坐標(biāo)的精度分析:點

11、的點位誤差可達(dá)到±2mm全站儀的對點誤差可取±1mm全站儀的測角精度可達(dá)到±2",距離索塔按200米計算,其測角影響誤差為±1.94mm全站瞄準(zhǔn)誤差可取±2mm在索導(dǎo)管上用水平尺找點誤差可取±2mm由以上數(shù)據(jù)可知局部控制點的點位誤差為:n=m12 m22 =±2.237mm。索導(dǎo)管定位點的測量誤差M為:M=±n2 m32 m42 m52 =±4.094mm由此可見,由上述方法測量的索導(dǎo)管定位點的X、Y、Z的坐標(biāo)誤差,均可滿足±5mm的定位精度要求。四、結(jié)語本人在青島丹山斜拉橋施工中采用

12、橋梁軸線控制樁為基線的四邊形控制網(wǎng)。同時在測設(shè)中采用三維坐標(biāo)測量方法進(jìn)行索塔索導(dǎo)管測量定位,通過在工程施工中的運用,有效保證了斜拉橋索導(dǎo)管的測設(shè)精度,實現(xiàn)了主橋與引橋的近于零誤差合攏,確保了整個斜拉橋施工的質(zhì)量,證實了是一種較理想的、切實可行的測量控制技術(shù),在未來大型橋梁工程施工具有廣闊的應(yīng)用空間。由于本人水平有限,僅以此文與廣大同仁共同研究、探討,共同推動我國復(fù)雜環(huán)境、技術(shù)條件下橋梁建設(shè)中測控技術(shù)的發(fā)展。文中如有錯誤或不妥之處,望廣大同仁給予批評指正。參考文獻(xiàn)1交通部公路一局.公路施工手冊·橋涵 #8197;(上)M.北京:人民交通出版社,1989.2交通部公路一局.公路施工手冊·橋涵 #8197;(