斜拉橋論文道管定位論文：提高斜拉索索道管定位精度

1、斜拉橋論文道管定位論文：提高斜拉索索道管定位精度摘要：主要闡述了廣州新造珠江特大橋上塔柱錨固區(qū)斜拉索索道管的施工工藝，介紹了斜拉橋塔端索道管安裝定位施工技術(shù)和控制措施，希望對(duì)以后同類(lèi)斜拉橋塔端索道管施工提供幫助借鑒。關(guān)鍵詞：斜拉橋；塔端；索道管；安裝定位；施工技術(shù)1前言新造珠江特大橋主橋橋徑布置為（64+140+350+140+64）m，主橋長(zhǎng)758m，采用雙塔單索面預(yù)應(yīng)砼斜拉橋。主塔上塔柱高87.2m（標(biāo)高47.757m134.957m），塔柱為空心斷面，分為無(wú)索區(qū)、錨索區(qū)和裝飾塊三種斷面。塔柱采用c55高強(qiáng)混凝土。 塔柱中設(shè)置型鋼勁性骨架。主塔塔柱施工采用液壓爬升模板法施工工藝。索塔一般構(gòu)

2、造圖如圖1。每個(gè)主塔布置26層索道管，每層4根，布置見(jiàn)圖2，索道管大樣見(jiàn)圖3，索道管平均重540kg。根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，主塔索道管的定位精度控制包括：索道管軸線與設(shè)計(jì)斜拉索軸線的相對(duì)偏差為10mm且兩端同向；根據(jù)斜拉索的結(jié)構(gòu)受力特性，索道管的精密定位應(yīng)優(yōu)先保證。索道管軸線與設(shè)計(jì)斜拉索軸線的相對(duì)偏差主要取決于索道管兩端口三維坐標(biāo)的絕對(duì)精度，也就是說(shuō)，索道管定位的關(guān)鍵在于索道管兩端口中心的三維坐標(biāo)控制。因此，針對(duì)主塔周邊的測(cè)區(qū)環(huán)境和索道管的分布特點(diǎn)，選擇科學(xué)的方法，制定詳細(xì)而周密的索道管定位方案，對(duì)斜拉橋索道管的定位質(zhì)量尤其重要 。2索道管的定位原理2.1建立空間直角坐標(biāo)系新造珠江大橋空間直角坐

3、標(biāo)系以主橋直線段橋軸線為 x軸(縱軸)，在水平面內(nèi)與x軸垂直的軸為y軸(橫軸)，而通過(guò)平面坐標(biāo)系原點(diǎn)的鉛垂線則是z軸。2.2索道管定位原理索道管的定位按照現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量索道管三維空間坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，基本原理為極坐標(biāo)法，借助于高精度的全站儀，將觀測(cè)得到的實(shí)測(cè)三維坐標(biāo)x實(shí)、y實(shí)、h實(shí)，與按照設(shè)計(jì)圖紙中給出的詳細(xì)尺寸要素計(jì)算出的理論三維坐標(biāo)x理、y理、h理進(jìn)行比較得出差值x、y、h，即可判斷索道管的空間位置是否滿足精度，這就是新造珠江大橋索道管定位采用的方法空間直角坐標(biāo)法。2.3 索道管的定位步驟(1)在勁性骨架上放樣索道管空間位置；(2)用吊機(jī)、倒鏈等工具安裝索道管；(3)對(duì)索道管進(jìn)行初定位；(4)用高精

4、度全站儀檢查索道管初定位后的空間位置，逐步調(diào)整，直至滿足設(shè)計(jì)要求；(5)將索道管與勁性骨架焊接加固；(6)對(duì)塔柱進(jìn)行混凝土澆筑前的索道管竣工檢查。3索道管的定位測(cè)量3.1索道管空間位置的放樣索道管定位的關(guān)鍵在于索道管兩端口中心的三維坐標(biāo)控制 。因此，要在主塔勁性骨架上放樣出索道管位置，只要放樣出錨固點(diǎn)和塔壁側(cè)出口點(diǎn)的中心位置就可以了。為了達(dá)到以上目的，現(xiàn)有測(cè)量人員在勁性骨架的上層平聯(lián)上放出索道管定位控制點(diǎn)軸線點(diǎn)（共14個(gè)），詳細(xì)放樣點(diǎn)位如圖4，包括索塔橫縱向中軸線，以用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)核，為了減小溫度對(duì)放樣精度的不利影響，放樣時(shí)間選在氣溫較低，能見(jiàn)度較好的早上7：00-8:00或者下午17:00-

5、18:00進(jìn)行，然后測(cè)量組根據(jù)放樣軸向點(diǎn)計(jì)算給出索道管的控制數(shù)據(jù)及圖示，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員及操作人員借助水平尺及線垂進(jìn)行索道管口中心位置的細(xì)部放樣，并將控制位置下口焊垂直型鋼用來(lái)限位，錨墊板最上緣牽水平線。3.2索道管的初定位用塔吊將索道管大概吊裝至放樣點(diǎn)位置， 在勁性骨架頂端懸掛倒鏈或其他微調(diào)工具調(diào)整索道管位置，下口高程按照現(xiàn)場(chǎng)細(xì)部放樣設(shè)置的限位型鋼進(jìn)行位置確定，上口高程利用錨墊板上緣水平線進(jìn)行定位，平面坐標(biāo)利用水平尺配合鋼尺進(jìn)行量測(cè)確定，利用索塔軸線、各索管相對(duì)位置進(jìn)行復(fù)核，保證定位精度在10mm以?xún)?nèi)，初步定位完后進(jìn)行臨時(shí)固定。3.3索道管精密定位在進(jìn)行完初步定為之后，斜拉索索道管還需進(jìn)行精密定位

6、測(cè)量，利用高精度的全站儀對(duì)索管的上下口分別進(jìn)行復(fù)測(cè)。由于索道管的后場(chǎng)由專(zhuān)業(yè)化鋼結(jié)構(gòu)公司進(jìn)行加工，索道管為q235b無(wú)縫鋼管，壁厚10mm，其錨墊板厚60mm，亦在專(zhuān)用臺(tái)座上加工制作，索道管下料后用砂輪機(jī)打磨割口，上下口尺寸精度控制在2mm以?xún)?nèi)，錨墊板中心孔洞用專(zhuān)用工具鉆孔，所以這里不考慮其加工誤差，我們測(cè)量索道管上口點(diǎn)位定在錨墊板的最上緣中心點(diǎn)位置，下口測(cè)量上邊緣位置，精密定位示意如圖5，測(cè)量位置的實(shí)測(cè)三維坐標(biāo)與理論坐標(biāo)相比較求差值，如果差值大于10mm施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行微調(diào)，繼續(xù)測(cè)量，直至精度滿足要求，將索道管與勁性骨架固結(jié)。為防止吊裝作業(yè)等原因碰撞已加固的索道管而引起其變位，在塔柱進(jìn)行混凝土澆筑

7、前要對(duì)索道管進(jìn)行竣工檢查。圖6、圖7分別為索導(dǎo)管現(xiàn)場(chǎng)施工初定位與精密定位照片。4索道管的定位控制要點(diǎn)4.1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備斜拉索體系是斜拉橋上部構(gòu)造的核心，是全橋受力的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，而索道管是將斜拉索錨固在主塔上的重要構(gòu)件，斜拉橋施工必須保證索道管空間位置及方向的準(zhǔn)確。因此索道管定位前，要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑乃鞯拦軈?shù)進(jìn)行復(fù)核，了解設(shè)計(jì)意圖，并根據(jù)索道管的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算精測(cè)時(shí)的所需坐標(biāo)數(shù)據(jù)，所有的計(jì)算數(shù)據(jù)必須有 2人 以上獨(dú)立計(jì)算，相互校核，確保計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。也可根據(jù)圖紙參數(shù)利用cad制圖軟件精確繪制出索道管，便于直接利用其坐標(biāo)查詢(xún)功能查找測(cè)量點(diǎn)位坐標(biāo)。在圖紙復(fù)核和數(shù)據(jù)計(jì)算完成后，還要依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合人員

8、、儀器配置以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制訂出切實(shí)可行的高精度索道管施測(cè)方案，并進(jìn)行技術(shù)交底后，才可以進(jìn)行具體的索道管定位工作。4.2儀器配備要滿足索道管的定位要求，必須要借助于現(xiàn)代高精度的測(cè)量?jī)x器。全站儀的高精度在很大程度上依賴(lài)于軸系誤差的改正功能，尤其對(duì)于主塔傾角較大的索道管外業(yè)觀測(cè)情況，因此，選用的全站儀性能非常重要，新造珠江大橋索道管定位時(shí)選用瑞士徠卡公司生產(chǎn)的tc1200型全站儀，無(wú)論是穩(wěn)定性還是觀測(cè)精度方面，目前在國(guó)內(nèi)外均屬于最好的儀器之一。盡管如此，在索道管定位前必須實(shí)時(shí)檢測(cè)各項(xiàng)軸系誤差以確保設(shè)置值為當(dāng)前狀態(tài)下的實(shí)測(cè)值，這對(duì)于高精度的單鏡模式非常重要。4.3控制網(wǎng)測(cè)量為了提高斜拉橋索道管定位

9、精度，測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)精度的高低最主要、最基本的因素，新造珠江特大橋兩岸布設(shè)一大地四邊形的二等控制網(wǎng)，網(wǎng)點(diǎn)地段穩(wěn)定，通視條件良好，橋軸線上下游均布兩點(diǎn)，對(duì)于控制索道管非常有利，控制點(diǎn)形式為強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩，各點(diǎn)標(biāo)高采用精密跨河水準(zhǔn)進(jìn)行了聯(lián)測(cè)，保證了索道管定位中的三維空間坐標(biāo)精度。在施工過(guò)程中，做好對(duì)控制點(diǎn)的保護(hù)工作，定期對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)。4.4誤差改正在索道管施工測(cè)量中，應(yīng)當(dāng)注意儀器對(duì)棱鏡常數(shù)、氣象改正、大氣折光等進(jìn)行設(shè)置，以便做到在測(cè)量過(guò)程中自動(dòng)消除以上因素對(duì)測(cè)量精度的影響。理論數(shù)據(jù)計(jì)算中應(yīng)考慮索塔在成橋荷載作用下的整體沉降及壓縮變形所帶來(lái)的影響，監(jiān)控單位在索道管施工前通過(guò)計(jì)算給出索道管預(yù)拋高值，測(cè)量過(guò)程對(duì)計(jì)算空間坐標(biāo)的高程部分進(jìn)行改正。5索道管的定位效果經(jīng)過(guò)新造珠江特大橋駐地監(jiān)理站對(duì)索道管進(jìn)行復(fù)測(cè)，結(jié)果表明，索道管施工定位精度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，效果良好，部分索道管復(fù)測(cè)偏位數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。6結(jié)束語(yǔ)在新造珠江特大橋施工過(guò)程中，我們通過(guò)不斷地學(xué)習(xí)和總結(jié)摸索出一套科學(xué)實(shí)用的斜拉索索道管測(cè)量定位施工工藝及實(shí)施細(xì)節(jié)，由于整個(gè)方案合理