東平水道鋼桁梁大橋測(cè)量控制

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1、廣州東平水道鋼桁梁大橋測(cè)量控制技術(shù)曹劍輝摘要：在廣州東平橋鋼梁架設(shè)的過程中，通過對(duì)懸臂拼裝各桁的結(jié)構(gòu)尺寸以及節(jié)間鋼梁各測(cè)點(diǎn)處的高程和平面位置的精密測(cè)量，獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，從而制定相應(yīng)的施工手段，使鋼梁架設(shè)的施工誤差得到有效地控制和調(diào)整，以達(dá)到鋼梁架設(shè)順利合攏和成橋后的線形與設(shè)計(jì)預(yù)期相符合的目的。關(guān)鍵詞：鋼桁梁；鋼梁架設(shè)；測(cè)量控制；極坐標(biāo)法；三角高程測(cè)量；1、前言東平水道鋼桁梁大橋（以下簡稱東平橋）位于佛山水道與平洲水道交匯口附近，附近河道最狹窄處水面寬160米。東平水道屬國家Ⅱ級(jí)航道，百年一遇水位3.69m，最高通航水位3.42m，線路與水流交角67°

2、，通航凈高18m.主橋采用連續(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu)，孔跨為（99+242+99）m，支座中心至梁端1m，主橋全長442m。鋼桁拱節(jié)間長度11米，邊跨9個(gè)節(jié)間，中跨22個(gè)節(jié)間，邊跨與中跨之比為0.409；邊跨平行弦桁高14米，拱頂桁高9米，加勁弦高20米，拱肋采用二次拋物線，下拱圈矢跨比1/4，最大吊桿長度40.5m；橫橋向采用三片主桁，桁間距2×14.0m。橋面為道碴橋面、四線鐵路，其中兩線為客運(yùn)專線，線間距5.0m，另外兩線為廣茂線，線間距4.6m，客運(yùn)專線與廣茂線之間線間距9.2m。主桁采用整體節(jié)點(diǎn)，弦桿、拱肋、吊桿均采用箱形截面，腹桿多采用H形截面。圖1東平

3、橋總體布置圖東平橋鋼梁主要采用懸臂拼裝的方式進(jìn)行架設(shè)，根據(jù)東平橋鋼梁設(shè)計(jì)要求，無論是對(duì)懸臂拼裝各桁的結(jié)構(gòu)尺寸的測(cè)量，還是對(duì)節(jié)間鋼梁各測(cè)點(diǎn)的高程和平面位置的測(cè)量，其測(cè)量精度都要達(dá)到±2mm以上，屬精密工程測(cè)量所要求的量級(jí)。如何對(duì)懸臂拼裝各桁的結(jié)構(gòu)尺寸的測(cè)量和節(jié)間鋼梁各測(cè)點(diǎn)的高程和平面位置的數(shù)據(jù)采集達(dá)到設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)精度，是東平橋鋼梁架測(cè)量控制的關(guān)鍵任務(wù)。2、鋼梁架設(shè)方法及步驟鋼桁拱邊跨輔以臨時(shí)墩的懸臂施工方法，中跨采用吊索塔架輔助懸臂安裝、跨中合攏的施工方法。鋼梁安裝架設(shè)的主要施工步驟（1）、先進(jìn)行鋼梁架設(shè)所需各項(xiàng)大臨設(shè)施的施工，含預(yù)拼場(chǎng)各個(gè)組成部分、臨時(shí)

4、支墩、跨墩門吊等等；（2）、在295#墩（298#墩）處安裝支座（臨時(shí)固定），利用跨線門吊架設(shè)邊跨7～8個(gè)節(jié)間鋼梁；（3）、在鋼梁上弦拼裝55t架梁爬行吊機(jī)；（4）、利用55t爬行吊機(jī)半伸臂拼裝剩余邊跨鋼梁直至主墩墩頂；（5）、安裝296#墩（297#墩）支座，將鋼梁架設(shè)至296#墩（297#墩），在支座頂上進(jìn)行抄墊但不起頂；（6）、繼續(xù)懸拼鋼梁過296#墩（297#墩）2個(gè)節(jié)間，待加勁弦閉合且高栓終擰后，進(jìn)行頂落梁（即高程調(diào)整）和橫移作業(yè)，將295#（298#）墩上的臨時(shí)固定支座均釋放為活動(dòng)支座。296#墩頂正式支座為活動(dòng)支座，在懸臂拼裝時(shí)也應(yīng)臨時(shí)鎖定

5、為固定支座，待中跨合攏后再釋放。297#墩頂正式支座為固定支座，不進(jìn)行變換；（7）、繼續(xù)懸拼鋼梁，同時(shí)拼裝吊索塔架、拆除臨時(shí)支墩；（8）、當(dāng)鋼梁伸出296#（297#）墩5個(gè)節(jié)間（即55米）后，必須對(duì)邊跨E0-E3節(jié)點(diǎn)33米范圍內(nèi)進(jìn)行逐步壓重和邊墩頂鋼梁的錨固；同時(shí)，在鋼梁伸出296#（297#）墩8個(gè)節(jié)間（即88米）后，掛設(shè)并張拉設(shè)在A14節(jié)點(diǎn)的塔架扣索，然后繼續(xù)架設(shè)鋼梁；（9）、當(dāng)鋼梁武漢側(cè)懸拼121米，廣州側(cè)懸拼110米后，進(jìn)行中跨不對(duì)稱合攏；（10）、中跨合攏完成后，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，調(diào)整各支點(diǎn)標(biāo)高至設(shè)計(jì)位置；（11）、對(duì)吊索進(jìn)行卸載并拆除塔架；（1

6、2）、半回轉(zhuǎn)架梁吊機(jī)退回至兩側(cè)邊跨適當(dāng)位置拆除；（13）、鋼梁架設(shè)完成后，整體縱橫移鋼梁調(diào)整支座位置，使其固定支座位置對(duì)位正確后壓漿，然后調(diào)整活動(dòng)支座位置，定位后壓漿；（14）、澆筑道碴槽板；（15）、安裝橋面系欄桿及其他附屬設(shè)施。3、鋼梁架設(shè)的控制測(cè)量3.1、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在東平橋施工測(cè)量中平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用54坐標(biāo)系統(tǒng)。為了方便施工放樣，在此基礎(chǔ)上建立了大橋獨(dú)立坐標(biāo)系，即以橋軸線里程增大方向?yàn)閄軸的正方向，與X軸垂直向右為Y軸正方向即上游方向。在本段內(nèi)X值即為里程值，換算公式如下：X=X0+（X′-a）*COSA+（Y′-b）*SINAY=Y0-（X′-a）

7、*SINA+（Y′-b）*COSA其中：X、Y為大橋獨(dú)立坐標(biāo)；X′、Y′為54坐標(biāo)；3.2、平面控制網(wǎng)的布置大型的鋼桁梁大橋一般都是跨江河或者特大水道，為了使控制網(wǎng)圖形具有足夠的強(qiáng)度且力求圖形簡單，東平橋在河兩岸側(cè)布設(shè)了（DQ1、DQ2、DQ3、DQ4）四個(gè)強(qiáng)制歸心觀測(cè)墩作為鋼梁架設(shè)的測(cè)量控制點(diǎn)，其中DQ1、DQ2位于北岸鋼梁兩側(cè)上下游，DQ3、DQ4位于南岸鋼梁兩側(cè)上下游。整個(gè)鋼梁架設(shè)過程中這兩組控制點(diǎn)間相互通視條件良好，為架設(shè)鋼梁提供了有利的測(cè)量控制條件。采用觀測(cè)墩強(qiáng)制對(duì)中裝置大大減少了儀器的對(duì)中誤差，使得鋼梁架設(shè)時(shí)測(cè)得的橋軸線長度的精度能滿足施工要

8、求。控制點(diǎn)布設(shè)如下圖2所示。圖2東平橋控制網(wǎng)布設(shè)圖3.3、極坐標(biāo)法提高精度的主要