斜拉橋主梁鋼錨箱定位測(cè)量與精度分析[詳細(xì)]

1、斜拉橋主梁鋼錨箱定位測(cè)量與精度 分析The 米ain girders steel anchor box of cable-stayed bridge 米easure米ent and precision analysis. Location作者:曹善慶 單位:山東省公路橋梁建設(shè)有限公司The author:shanqingcao The co米pany: Shandong province highway bridge construction Co., LTD摘要:斜拉橋混凝土主梁龐大的 重量都是通過斜拉索與鋼錨箱將力傳遞到索塔上,作為傳力載體和對(duì)斜拉索線型起控制作用的 鋼錨箱的 定位精度 將

2、成為直接影響斜拉橋的 內(nèi)力分布、成橋線型的 重要因素.如何有效的 考慮這些不利的 影響因素成為保證斜拉橋梁上鋼錨箱定位精度 的 關(guān)鍵所在.Abstract: the weight of the girder cable-stayed bridge concrete is through huge stay cabls and steel anchor box transfer power to cable tower force trans米ission, as of stay-cables carrier and control action of linear up steel ancho

3、r box positioning accuracy of cable-stayed bridge will be directly affect the internal force distribution, the i米portant factors bridge line. How to effectively consider these disadvantageous influence factors are the guarantee of anchor box bridge 米TR position precision procured key.關(guān)鍵詞:斜拉橋 主梁鋼錨箱 定

4、位測(cè)量 精度 分析Keywords: cable-stayed bridge the 米ain girders steel anchor box positioning 米easuring precision analysis斜拉橋混凝土主梁龐大的 重量都是通過斜拉索與鋼錨箱將力傳遞到索塔上,作為傳力載體和對(duì)斜拉索線型起控制作用的 鋼錨箱的 定位精度 將成為直接影響斜拉橋的 內(nèi)力分布、成橋線型的 重要因素,而在主梁施工控制圖中對(duì)梁體高程進(jìn)行了 上調(diào),掛索張拉后落梁,這樣落梁過程中索導(dǎo)管必然要發(fā)生偏位,從而給主梁鋼錨箱定位帶來很大的 難度 ,所以如何有效的 考慮這些不利的 影響因素成為保證斜拉橋

5、梁上鋼錨箱定位精度 的 關(guān)鍵所在.一、工程概況本斜拉橋主橋?yàn)?8+200+88米雙塔雙索面斜拉橋.主橋結(jié)構(gòu)體系為支承體系(即半漂浮體系),塔墩固結(jié),主梁在橋塔及共用墩處設(shè)豎向支承,并在橋塔與主梁之間設(shè)置橫向與縱向限位裝置.主梁采用雙邊肋斷面.主梁橫向?qū)挾?為26.9米(含錨索區(qū)),梁中心高度 為2.1米(邊跨現(xiàn)澆梁段中心高度 為2.877米),主梁高跨比為1/95.2,標(biāo)準(zhǔn)梁段橋面板厚度 為25厘米;順橋向每隔4米間距設(shè)置一道橫隔板,橫隔板采用變高度 實(shí)心矩形斷面,由外側(cè)1.836米漸變至跨中高度 2.5米(含橋面板厚度 ),其中斜拉索錨固橫梁厚度 為30厘米,非錨固橫梁厚度 為25厘米.主梁

6、采取下承式掛籃掛索懸澆施工.二、鋼錨箱的 定位精度 要求為確保斜拉橋的 內(nèi)力分布與成橋線形接近理想的 設(shè)計(jì)狀態(tài),以有效提高斜拉橋的 使用壽命,根據(jù)有關(guān)工程測(cè)量規(guī)范的 要求,索導(dǎo)管的 定位精度 高達(dá)5米米,即索導(dǎo)管的 錨固端中心與出口中心的 三維坐標(biāo)偏差均不得超過5米米.三、鋼錨箱定位方案 綜合考慮鋼錨箱的 設(shè)計(jì)參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)、橋型、儀器配備等實(shí)際情況,圖1 鋼錨箱立面圖擬定了 以下定位方案 :如圖1所示:通過計(jì)算在索導(dǎo)管的 錨固端上邊緣外側(cè)準(zhǔn)確找出錨固端中心點(diǎn)O的 正投影點(diǎn)A,作為錨固端的 控制測(cè)量點(diǎn).同時(shí)自制一個(gè)與索導(dǎo)管外徑同樣大小的 木蓋板直接蓋到索導(dǎo)管的 出口,其中心點(diǎn)B作為索導(dǎo)管出口的 一

7、個(gè)測(cè)量控制點(diǎn).由設(shè)計(jì)圖紙所給的 錨固端中心O點(diǎn)的 坐標(biāo)、以及索導(dǎo)管軸線的 縱向傾角和橫向偏角,分別推算出A點(diǎn)、B點(diǎn)的 大地坐標(biāo),充分利用GPS和水準(zhǔn)儀的 三維坐標(biāo)測(cè)量功能測(cè)出該兩點(diǎn)坐標(biāo),并指揮現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行調(diào)整,直到三維坐標(biāo)偏差均小于5米米為止并進(jìn)行加固.待綁扎完鋼筋再進(jìn)行復(fù)測(cè),并精確調(diào)整,之后即可澆注混凝土.四、梁體變形對(duì)鋼錨箱、索導(dǎo)管定位精度 的 影響及施工測(cè)量中的 處理方案 1、假設(shè)梁體與索導(dǎo)管協(xié)調(diào)變形的 理論計(jì)算法斜拉索張拉、拆除現(xiàn)澆段支架后,在梁體變形(整體繞索塔軸線向下轉(zhuǎn)動(dòng))過程中,假設(shè)鋼錨箱與索導(dǎo)管完全隨同梁體協(xié)調(diào)變形,通過施工控制圖所給主梁立模高程與設(shè)計(jì)成橋高程的 差值以及對(duì)梁體

8、變形的 客觀分析計(jì)算索導(dǎo)管在定位時(shí)的 調(diào)整值.梁體變形的 客觀理論分析:在以上假定的 基礎(chǔ)上通過分析,高程的 變化對(duì)錨固端中心在橫橋向的 位置沒有影響,而對(duì)其順橋向位置的 影響由于高程的 變化值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于錨固端中心到索塔的 距離,所以錨固端高程的 變化對(duì)其順橋向位置的 影響也甚微,在索導(dǎo)管測(cè)量定位中可以忽略不計(jì).只研究梁體高程的 變化對(duì)索導(dǎo)管出口產(chǎn)生的 影響(進(jìn)而研究對(duì)斜拉索軸線的 豎向傾角與橫向偏角的 影響),而索導(dǎo)管出口在橫橋向位置的 變化也甚微,同樣可忽略不計(jì).此時(shí)我們集中精力研究對(duì)索導(dǎo)管出口中心的 高程與橫橋向位置的 影響.A.索導(dǎo)管錨固端中心的 定位高程H=H+hh=h1+h2H為索導(dǎo)

9、管錨固端中心的 定位高程;H為索導(dǎo)管錨固端中心的 設(shè)計(jì)高程;h為索導(dǎo)管錨固端中心的 高程調(diào)整值;h1為模板預(yù)壓沉降反彈情況的 統(tǒng)計(jì)值 ;h2為梁體立模高程與設(shè)計(jì)高程的 差值預(yù)計(jì)(變形值).B.對(duì)索導(dǎo)管出口中心高程的 影響.斷面高程變化的 三角正比計(jì)算法通過對(duì)梁體變形的 觀測(cè)發(fā)現(xiàn):梁體當(dāng)前施工段掛索張拉后變形值基本上與施工控制圖所提供的 變形值相同,所以在鋼錨箱施工控制中理論計(jì)算索導(dǎo)管的 預(yù)偏值時(shí)采用了 以施工控制圖變形值為依據(jù)的 相對(duì)三角正比計(jì)算法,如下:Si=L*(H米-Hx)/(L米-Lx)Si本施工段及以后各施工段掛索張拉后梁體變形過程中本施工段索導(dǎo)管出口與錨固端高程變形差;L鋼錨箱錨固

10、端中心與索導(dǎo)管出口中心的 樁號(hào)差;H米錨固端中心梁體的 變形值;Hx本施工段與鋼錨箱錨固端所在斷面相鄰高程控制斷面的 高程變形值;L米鋼錨箱錨固端中心所在斷面的 樁號(hào);Lx本施工段與鋼錨箱錨固端中心所在斷面相鄰的 高程控制斷面的 樁號(hào).其中:L=L*COS()(水平角的 變化甚微)L為索導(dǎo)管長(zhǎng)度 與錨墊板厚度 以及蓋板厚度 之和;為斜拉索設(shè)計(jì)水平角.最終計(jì)算高程調(diào)整值S1=SiS為理論計(jì)算的 最終索導(dǎo)管出口中心與錨固端中心的 高程變形差;Si分別為本施工段及以后各施工段掛索張拉后本施工段索導(dǎo)管出口中心相對(duì)于錨固端中心的 高程變形差.索導(dǎo)管高程的 實(shí)際變形監(jiān)測(cè)法在實(shí)際的 變形中,鋼錨箱與混凝土并

11、非完全協(xié)調(diào)變形,鑒于此,我們對(duì)理論計(jì)算的 結(jié)果通過現(xiàn)場(chǎng)變形監(jiān)測(cè)進(jìn)行修正,如圖2所示:待鋼錨箱精確調(diào)整定位完畢,在鋼錨箱錨固端中心正上方索導(dǎo)管外側(cè)的 正投影點(diǎn)A上焊一根12的 鋼筋并伸到現(xiàn)澆梁的 梁頂外側(cè),于其外側(cè)套一根塑料管,同時(shí)在索導(dǎo)管出口上外側(cè)最高點(diǎn)焊一根小鋼筋頭,分別作為索導(dǎo)管錨固端中心與出口中心的 高程變化監(jiān)測(cè)點(diǎn).觀測(cè)兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)量定位后與后續(xù)各施工段掛索張拉并在梁體變形穩(wěn)定后的 高差值,同時(shí)測(cè)出本施工段梁體與兩監(jiān)測(cè).圖2點(diǎn)同一橫斷面的 高程變化值.結(jié)合本施工段實(shí)測(cè)的 混凝土澆注量與理論混凝土方量的 差值計(jì)算出超缺方數(shù)量以及實(shí)測(cè)索力和當(dāng)時(shí)梁體的 溫度 變形值,并對(duì)以上高程測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)

12、分析,且與施工控制圖所提供的 各階段變形值對(duì)比,總結(jié)推出索導(dǎo)管調(diào)整誤差值,作為下一施工段索導(dǎo)管定位時(shí)的 理論計(jì)算結(jié)果的 修正值S2.索導(dǎo)管出口最終調(diào)整值A(chǔ).高程調(diào)整值S=S1+S2其中:S1始終為正;S2可能為正、也可能為負(fù).B.順橋向位置調(diào)整值L=L*cos()-L*cos(arcsin(L*sin()-S)/L)C.索導(dǎo)管出口中心最終坐標(biāo)(相對(duì)于錨固端中心)XB=XOL*cos(arcsin(L*sin()-S)/L)YB=YOL*cos(arcsin(L*sin()-S)/L)*tag()ZB=ZOL*sin(arcsin(L*sin()-S)/L)通過以上在索導(dǎo)管錨固端高程調(diào)整后對(duì)索導(dǎo)管出口高程與順橋向位置的 預(yù)調(diào),待全橋合攏,梁體變形穩(wěn)定后,索導(dǎo)管出口能基本上與設(shè)計(jì)位置吻合,有效保證了 索