论文部分内容阅读
摘 要：斜拉桥是现代大跨度桥梁的主要桥型，其优点是跨越能力强，桥型美观。随着施工技术的发展进步，斜拉桥的跨度不断变大。在跨度的加大和主塔的升高同时，相应的对施工测量提出了更高的要求。怎样保证在测量难度大的情况下，还能保证测量精度，确保符合设计要求，这就要在整个施工测量过程中采取必要的、确实可行的测量方法和技术。
关键词：斜拉桥 大跨度 测量控制 技术
中图分类号：U446 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（a）-0062-05
斜拉桥是现代桥梁体系中崭新的桥型，斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型，同时斜拉桥也是一种重要的景观桥。斜拉桥是超高静定结构，它对成桥的线形有较严的要求，每个节点坐标的变化都会影响结构内力的分配。桥梁线形一但偏离设计值，将导致内力偏离设计值。现代斜拉桥的跨度一般超过200 m，主塔高度超过100 m，目前世界最大跨度斜拉桥是位于俄罗斯远东城市弗拉迪沃斯托克的俄罗斯岛大桥，大桥主跨达1104 m，主塔高度324 m。因此在桥梁建设过程中，必须采用有效的施工测量方法，提高测量精度，确保大桥建设质量。
1 前期施工中的主要测量技术
1.1 控制网网型与点位的选择
在主体工程开工之前，为了便于施工阶段的测量观测，同时为了有效提高测量效率和精度，建立合适的施工控制网是非常有必要的。控制网的网型一般选用大地四边形或三角形，以控制跨越江河部分的主桥为主。在满足桥轴线长度测定和墩台中心定位精度的前提下，力求图形简单并具有足够的强度，以减少外业观测工作和内业计算工作。根据精度要求和地形条件，桥梁施工平面控制网的网形布设有以下几种形式（见图1）。
控制点的点位选择尤为重要，一般选择在边墩上下游的位置。观测的时候竖直角不宜大于20°，因此必须确定控制点到主桥主塔的最小距离。考虑到仪器激光对中误差可达2 mm，因此主塔施工用控制点常用强制对中墩来减少对中误差[1]，其对中误差<=0.2mm。
2 主塔施工测量
2.1 斜拉桥塔柱的结构样式
现代斜拉桥的主塔柱样式多种多样，但基本的最长用结构样式有“A”型塔柱，倒“Y”型，“H”型，其他一些类型都是通过这几个基本类型演变而来（如图2～4）。
2.2 主塔施工测量的仪器设备选择
根据设计要求，进行测量放样的精度分析来确定测量设备的精度要求，进行测量设备的配置。斜拉桥施工测量一般采用0.5″的全站仪（如徕卡的高精度全站仪TS30），如果条件允许也可以考虑使用1″的仪器。
2.3 主塔施工测量
主塔塔柱一般由下塔柱、横梁、中塔柱和上塔柱组成。塔柱侧面通常有一定的倾斜度，其平面位置随着高程的变化而变化。为了控制好主塔的倾斜度以及垂直度，需在每个节段每个特征点调整好其平面尺寸位置。操作时，先测量其节段高程，然后根据实测高程进行理论平面位置推算，进而进行测量控制。
由于塔柱的平面位置与高程和斜率成一次函数关系，可根据设计图纸推算出塔柱在H高程处的平面位置。
X=f1（h，i）+X0
Y =f2（h，i）+Y0
h =H -H0
i为斜率，X0，Y0为塔柱平面位置基准起算坐标。将实测坐标与计算的理论坐标进行比较，调整模板到理论位置。
为减少日照对塔柱变形的影响，塔柱各部位和各构件的施工测量和放样，应根据多日温度观测记录，选择在不受日照影响和气温变化较小的时间段进行。塔柱施工宜采用焊接的型钢劲性骨架辅助定位等措施确保精确定位，以保证在测量、放样、立模、钢筋和管道定位的精度。
一般情塔柱都是分节段施工，为控制好塔柱的倾斜度与垂直度，保证主塔分段浇筑时节段与节段间衔接顺直，不出现错台，每一节段浇筑完毕，应在此段塔柱顶面对该节段的结构尺寸及轴线偏位进行竣工测量 ，并在面四边做出中点标志及标高标志，作为下一节段模板调整的依据。同时，必须对墩柱的垂直度、斜率进行观测，保持外表面的顺直，不允许出现折线。还要定期对塔柱顶面纵、横两个方向的偏位值进行连续跟踪观测，通过观测数据的规律变化，确定在自然条件下塔柱纵、横向偏移的变化规律，以确定下一工序如何修正偏位情况，将塔柱倾斜度、垂直度控制在允许的范围内。
3 索道管定位测量
斜拉桥索道管定位是斜拉桥高塔柱施工中一项测量精度要求很高（一般要求平面5 mm以内，高程±10 mm以内）、测量难度极大的工作，斜拉桥索道管的位置及其角度均应准确控制，锚板与索道管必须互相垂直，并符合图纸要求，根据设计要求和斜拉索的结构受力特性，索道管的定位应优先保证其轴线精度，其次才是锚固点位置的三维精度。索道管轴线与斜拉索轴线的相对偏差主要由索道管两端口中心的相对定位精度决定。
3.1 定位模型的建立
斜拉桥索道管的定位质量决定了斜拉索的空间位置，也直接影响着主梁的线型。为了保证主梁索道管与主塔索道管的相对位置关系，要求主梁与主塔索道管的定位必须以同一基准为依据。
依据设计图纸给出的索道管参数，将斜拉索中心线分别向XOZ面及XOY面投影，计算出投影后的截距及斜率，由此可归纳出斜拉索中心线的空间直线方程L0：
X0为自变量，可表示斜拉索中心线上某一点的里程X坐标，Y0、Z0是与X0相对应的点在三维坐标系中的Y及Z值，YX0、ZX0、a、b分别为斜拉索中心线投影到XOZ及XOY面上的截距及斜率。
3.2 主塔索道管定位方法
主塔索道管定位一般按先粗定位，然后再精调两步进行。粗定位前，先将索导管的下底面线用墨线弹出，然后在前后竖直的劲性骨架上搭焊两根角钢（见图5）。
关键词：斜拉桥 大跨度 测量控制 技术
中图分类号：U446 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（a）-0062-05
斜拉桥是现代桥梁体系中崭新的桥型，斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型，同时斜拉桥也是一种重要的景观桥。斜拉桥是超高静定结构，它对成桥的线形有较严的要求，每个节点坐标的变化都会影响结构内力的分配。桥梁线形一但偏离设计值，将导致内力偏离设计值。现代斜拉桥的跨度一般超过200 m，主塔高度超过100 m，目前世界最大跨度斜拉桥是位于俄罗斯远东城市弗拉迪沃斯托克的俄罗斯岛大桥，大桥主跨达1104 m，主塔高度324 m。因此在桥梁建设过程中，必须采用有效的施工测量方法，提高测量精度，确保大桥建设质量。
1 前期施工中的主要测量技术
1.1 控制网网型与点位的选择
在主体工程开工之前，为了便于施工阶段的测量观测，同时为了有效提高测量效率和精度，建立合适的施工控制网是非常有必要的。控制网的网型一般选用大地四边形或三角形，以控制跨越江河部分的主桥为主。在满足桥轴线长度测定和墩台中心定位精度的前提下，力求图形简单并具有足够的强度，以减少外业观测工作和内业计算工作。根据精度要求和地形条件，桥梁施工平面控制网的网形布设有以下几种形式（见图1）。
控制点的点位选择尤为重要，一般选择在边墩上下游的位置。观测的时候竖直角不宜大于20°，因此必须确定控制点到主桥主塔的最小距离。考虑到仪器激光对中误差可达2 mm，因此主塔施工用控制点常用强制对中墩来减少对中误差[1]，其对中误差<=0.2mm。
2 主塔施工测量
2.1 斜拉桥塔柱的结构样式
现代斜拉桥的主塔柱样式多种多样，但基本的最长用结构样式有“A”型塔柱，倒“Y”型，“H”型，其他一些类型都是通过这几个基本类型演变而来（如图2～4）。
2.2 主塔施工测量的仪器设备选择
根据设计要求，进行测量放样的精度分析来确定测量设备的精度要求，进行测量设备的配置。斜拉桥施工测量一般采用0.5″的全站仪（如徕卡的高精度全站仪TS30），如果条件允许也可以考虑使用1″的仪器。
2.3 主塔施工测量
主塔塔柱一般由下塔柱、横梁、中塔柱和上塔柱组成。塔柱侧面通常有一定的倾斜度，其平面位置随着高程的变化而变化。为了控制好主塔的倾斜度以及垂直度，需在每个节段每个特征点调整好其平面尺寸位置。操作时，先测量其节段高程，然后根据实测高程进行理论平面位置推算，进而进行测量控制。
由于塔柱的平面位置与高程和斜率成一次函数关系，可根据设计图纸推算出塔柱在H高程处的平面位置。
X=f1（h，i）+X0
Y =f2（h，i）+Y0
h =H -H0
i为斜率，X0，Y0为塔柱平面位置基准起算坐标。将实测坐标与计算的理论坐标进行比较，调整模板到理论位置。
为减少日照对塔柱变形的影响，塔柱各部位和各构件的施工测量和放样，应根据多日温度观测记录，选择在不受日照影响和气温变化较小的时间段进行。塔柱施工宜采用焊接的型钢劲性骨架辅助定位等措施确保精确定位，以保证在测量、放样、立模、钢筋和管道定位的精度。
一般情塔柱都是分节段施工，为控制好塔柱的倾斜度与垂直度，保证主塔分段浇筑时节段与节段间衔接顺直，不出现错台，每一节段浇筑完毕，应在此段塔柱顶面对该节段的结构尺寸及轴线偏位进行竣工测量 ，并在面四边做出中点标志及标高标志，作为下一节段模板调整的依据。同时，必须对墩柱的垂直度、斜率进行观测，保持外表面的顺直，不允许出现折线。还要定期对塔柱顶面纵、横两个方向的偏位值进行连续跟踪观测，通过观测数据的规律变化，确定在自然条件下塔柱纵、横向偏移的变化规律，以确定下一工序如何修正偏位情况，将塔柱倾斜度、垂直度控制在允许的范围内。
3 索道管定位测量
斜拉桥索道管定位是斜拉桥高塔柱施工中一项测量精度要求很高（一般要求平面5 mm以内，高程±10 mm以内）、测量难度极大的工作，斜拉桥索道管的位置及其角度均应准确控制，锚板与索道管必须互相垂直，并符合图纸要求，根据设计要求和斜拉索的结构受力特性，索道管的定位应优先保证其轴线精度，其次才是锚固点位置的三维精度。索道管轴线与斜拉索轴线的相对偏差主要由索道管两端口中心的相对定位精度决定。
3.1 定位模型的建立
斜拉桥索道管的定位质量决定了斜拉索的空间位置，也直接影响着主梁的线型。为了保证主梁索道管与主塔索道管的相对位置关系，要求主梁与主塔索道管的定位必须以同一基准为依据。
依据设计图纸给出的索道管参数，将斜拉索中心线分别向XOZ面及XOY面投影，计算出投影后的截距及斜率，由此可归纳出斜拉索中心线的空间直线方程L0：
X0为自变量，可表示斜拉索中心线上某一点的里程X坐标，Y0、Z0是与X0相对应的点在三维坐标系中的Y及Z值，YX0、ZX0、a、b分别为斜拉索中心线投影到XOZ及XOY面上的截距及斜率。
3.2 主塔索道管定位方法
主塔索道管定位一般按先粗定位，然后再精调两步进行。粗定位前，先将索导管的下底面线用墨线弹出，然后在前后竖直的劲性骨架上搭焊两根角钢（见图5）。