某跨度150m的下承式鋼管砼系桿拱橋主拱吊裝測量控制

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1、主拱吊裝測量控制1.工程概況:ZZ位于深圳市火車北站,其主跨為150米的下承式鋼管砼系桿拱橋,與火車北站站場相交,一跨跨越站場,橋?qū)?3.5米,為雙向四車道,兩端引橋?yàn)榈雀叨阮A(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁.該橋主跨拱軸線采用懸鏈線,其設(shè)有2條豎向拱肋,每條拱肋由4根上、下弦鋼管和上、下平聯(lián),腹桿焊接成四肢格構(gòu)桁式截面,截面高度為3.0米,寬2.0米,兩片拱肋的橫向中心線距離為18.5米。2.建立拱肋線型測量模型本橋主橋設(shè)計(jì)拱肋凈跨經(jīng)L=148米,矢跨比f=1/4.5,理論拱軸線為等高度懸鏈線,拱軸系數(shù)m=1.167,其方程為:y

2、=229.828-196.939ch(0.-0.x);實(shí)際拱軸線為等高度懸鏈線,拱軸系數(shù)為m=1.167,預(yù)拱度按L/600設(shè)置,其方程為:y=1.72371-1.47705ch(0.-0.x)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,加上預(yù)拱度后實(shí)際懸鏈線方程為:y=231.5517-198.4161ch(0.-0.x)。在施工控制及操作中,因中軸線為一虛擬線,無法直接觀測,拱肋加工及安裝對位需控制的點(diǎn)位為每鋼管的上、中及下點(diǎn)?,F(xiàn)以上、下管中線為例進(jìn)行推導(dǎo),中軸線同二者關(guān)系如右圖:EF為過P點(diǎn)水平線,AB為過P點(diǎn)切線,Ps-Px為AB線

3、的法線。則K=f′(x)=(dy/du)×(du/dx)=1.×sinhc0.-0.X)a=tg-1k上管中線推導(dǎo):設(shè)拱肋截面(中軸線方程為y=f(x),對應(yīng)四線K任一點(diǎn)的坐標(biāo)P(xy)拱肋上弦管中軸線方程為:ys=f(xs),對應(yīng)曲線上任一點(diǎn)坐標(biāo)Ps(Xs,ys),則點(diǎn)P(xy)與點(diǎn)Ps(Xs7ys)坐標(biāo)之間的相對關(guān)系為:Xs=X-(1.5-0.75/2)sina;ys=y+(1。5-0。75/2)cosa,則方程ys=f(xs)=ys=f(x)+(1.5-0.75/2)cosa=f[xs+(1.5-0.75/

4、2)sina]+(1.5-0.75/2)cosa,同上推導(dǎo),設(shè)拱肋下弦管中軸線方程yx=f(Xx),對應(yīng)曲線上任一點(diǎn)坐標(biāo)Px(Xxyx)則yx=f[Xx+(1.5-0.75/2)sina]-(1.5-0.75/2)cosa。通過以上公式推導(dǎo)可用CASiO-4500P計(jì)算四編制簡單程序,建立拱肋線型模型,使工地測量簡單便捷。3.測量設(shè)計(jì)3.1思路:鋼拱肋定位測量主要采用普通經(jīng)緯儀與全站儀結(jié)合使用的辦法,J2經(jīng)緯儀與水平儀配合使用進(jìn)行初定位,用全站儀復(fù)核及線型變化觀測。3.2器配置:J2經(jīng)緯儀2臺,NiKon—DTM

5、—450E全站儀一臺,S2水平儀一臺。3.3測量人員配置:鋼拱肋上前視2人、后視1人、軸線觀測2人、高程觀測1人、全站儀測站2人,共計(jì)8人。3.4測量要求:因本工程需跨越鐵路站場吊裝,所有吊裝時(shí)間均需同鐵路部門聯(lián)系、請點(diǎn),為不影響廣深線正常運(yùn)行,吊裝需在夜間進(jìn)行,所以本次測量的顯著特點(diǎn)為時(shí)間緊迫、光線不足。在施測過程中,需要善解決測量照明問題,爭取在極短的時(shí)間內(nèi)縮短測量時(shí)間,提高測量精度,保證吊裝順利進(jìn)行。3.5測量操作:3.5.1在4#、5#主墩帽梁第一次砼灌注完成后,即在帽梁上定出測量點(diǎn)位,建立拱肋控制方格網(wǎng)

6、,要求達(dá)到一級建筑方格網(wǎng)精度,測角中誤差±3″,邊長相對中誤差±3mm。3.5.2在主橋范圍內(nèi)建立小范圍工地相對三維坐標(biāo)系統(tǒng),以拱鉸與線距中線交點(diǎn)為(0,0)點(diǎn),以線距走向?yàn)閄軸,以南北拱鉸中心線為α軸。3.5.3拱肋吊裝定位測量工藝流程為:施工準(zhǔn)備預(yù)埋鋼板定位拱鉸定位拱腳段定位(D段)C段定位B段定位A于段定位(合龍段)合龍后拱型觀測。3.5.4拱肋吊裝測量7拱肋軸線及標(biāo)高初測控制供用端頭法蘭盤進(jìn)行以西端第一節(jié)段為例說明,以兩臺經(jīng)緯儀置于拱肋南北側(cè)軸線觀測點(diǎn),后視相應(yīng)東側(cè)點(diǎn)位,同時(shí)觀測北側(cè)軸線觀測點(diǎn),后視相應(yīng)東

7、側(cè)點(diǎn)位,同時(shí)觀測法蘭盤上標(biāo)尺,進(jìn)行軸線調(diào)整,應(yīng)法蘭盤螺栓孔掛鋼尺下垂,在西端置水準(zhǔn)儀,鋼尺長度L-L1+L2,其中L1為改正后尺長,L2為零位置至計(jì)算標(biāo)高位置長度。拱軸線復(fù)測及線型變化觀測使用全站儀進(jìn)行,每端頭左右管軸線上各布置一個(gè)測量點(diǎn),測量其三維坐標(biāo),比較其同理論坐標(biāo)值實(shí)際偏差進(jìn)行調(diào)整。4.拱肋吊裝測量控制過程拱肋分七段吊裝,采用單拱合攏,軸纜索吊機(jī)和扣索系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),吊裝的原則為:先拱腳,后中間,接頭先鉸后剛,東西兩側(cè)均勻?qū)ΨQ進(jìn)行。4.1拱腳段安裝定位:在拱腳焊接固定前,為便于標(biāo)高、軸線調(diào)整,保證焊接質(zhì)量,拱

8、腳端與預(yù)埋鋼墊板接觸處設(shè)計(jì)為鉸支座,拱腳鋼管通過內(nèi)導(dǎo)管與鋼墊板接觸,內(nèi)導(dǎo)管為楔形,上口為φ700,下為φ720,高15cm,安裝吊裝對位成功,必須拱部上鉸支與鋼管同鋼墊板上相應(yīng),下鉸支與內(nèi)導(dǎo)管準(zhǔn)確對接,上、下鉸支密貼,均勻受力,為達(dá)上述目的,采取如下措施:1、拱腳預(yù)埋鋼墊板上下鉸角位置,軸線控制在±3cm以內(nèi),鉸面水平度控制在±1mm,鉸支跨距控制在±5cm以內(nèi);2、在鋼

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