[工作精品论文]先梁后拱法拱肋安装测量技术明

中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集先梁后拱法施工拱肋安装测量技术邹忠明（中交四航局第二工程有限公司，广东广州510300）摘要测量在钢管拱桥拱肋安装中具有关键作用，介绍了测量准备工作，及拱肋安装的测量方法及成桥后的拱肋线形监控。关键词提篮拱拱肋拱轴线FIRSTBEAMAFTERARCHOFARCHRIBERECTIONMEASUREMENTTECHNOLOGYZOUZHONGMINGTHESECONDCONSTRUCTIONCOLTDOFCCCCFOURTHHARBORENGINEERINGCOLTD,GUANGZHOU510300，CHINAABSTRACTITISTHEKEYTECHNOLOGYTHATINSTALLATIONMEASUREMENTTECHNOLOGYOFARCHRIBOFBASKETHANDLEARCH,THEARTICLEINTRODUCEDTHEPREPAREOFMEASUREMENT,METHODOFMEASUREMENTDURINGCONSTRUCTIONANDLINEAROFARCHRIBAFTERBUILDINGKEYWORDSBASKETHANDLEARCHARCHRIBARCHAXIS1工程概况拱肋安装是钢管混凝土拱桥施工的关键环节之一，合龙后的拱轴线形将决定成桥后的受力状态，必须采取合理的测量方法确保钢管混凝土拱桥建成后的轴线和设计轴线相吻合，以保证完工后的拱桥受力达到设计要求。京沪高速铁路跨蕴藻浜河（里程DK128486586DK128498206，属直线段，纵坡15）112M提篮拱桥，计算跨径L112M，矢跨比F/L1/5，拱肋轴线采用悬链线线形，悬链线系数M1347。拱肋为钢管混凝土结构，采用2根1200MM钢管组成的哑铃型截面，截面高度30M，壁厚18MM。拱桥吊杆间距8M，拱肋在横桥向内倾9形成提篮式，拱顶两肋中心距919M，拱脚两肋中心距1620M；两拱肋间设5道钢结构横撑，其中拱顶处设一字撑并用斜杆连接，其余均为K型撑。采用先梁后拱法施工，拱肋吊装于系梁合龙且首次张拉后。2测量准备21坐标系建立、控制网布设和仪器准备为方便计算出拱肋上任意点的三维控制坐标，并直观地反应出拱肋的实际线形定位情况，使得吊装指挥迅速有效，沿拱桥长、宽、高方向建立与设计图相同的坐标系顺桥向为X轴，竖向为Y轴，横桥向为Z轴。选取控制点时尽量避开施工影响区域及材料堆放的区域，保证控制点不位于水渍或土质松软地区，控制点严禁布设在箱梁上。布设时考虑（1）图形简单并具有足够的强度，使得控制点满足精度要求并足够控制钢管各节段的所有吊装控制用的特征点。（2）各控制点按顺桥和横桥两个方向均匀布置，以使得架设仪器（自由设站方法）时可实现单个方向误差最小。最终形成控制点布设图如图1所示。作者简介邹忠明1975，男，工程师，从事港口、铁路施工测量工作。304中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集ABECDF墩身墩身图1控制点布设图利用现有的CPII点，按C级网精度要求进行静态联测得到AF点的平面控制值果；高程控制值按三等水准要求测量。拱肋安装测量及监测时，为避开施工影响及障碍遮蔽导致观测的视距较长，要求观测仪器必须精度高且性能稳定，采用两台LEICATC1201，其精度为11MM1PPM。22主控特征点、监控特征点的确定综合考虑线形控制目标、坐标计算和现场实测便利三方面因素，选取每段拱肋接口处截面和拱轴线的交点作为主控特征点，在拱肋吊装过程中精确定位拱肋；选取每段拱肋首尾各一根吊杆的上下口作为检查和监控特征点，以控制拱轴线的弦长精度和成拱内倾角度精度，保证吊装拱肋最终定位准确。每段拱肋吊装前，在该段拱肋上口焊接一根足够强度的角钢，精确量取该截面的主控特征点位置，贴上LEICA专用激光反射片；在两根吊杆的上下总共四个口各焊接一个LEICA小棱镜，棱镜竖向轴线严格顺直吊杆中心线，棱镜中心到吊杆口距离精确控制为0100M。主控特征点的计算由于纵坡比很小，拱肋在顺桥向坐标偏移量很小，故根据设计悬链线方程计算得分段截面处的拱轴线三维理论坐标值，将所得值据设计拱肋预拱度和纵坡比进行Z值和Y值的改正，最终得到施工控制设计坐标。监控特征点的计算设计单位提供的蓝图已给出每一根吊杆箱梁预埋吊杆下锚垫板中心和对应拱肋吊杆上锚垫板中心的理论三维坐标值，而拱肋上每根吊杆的长度（从上锚垫板中心到拱肋吊杆下口中心处的距离）可以精确量取，据此可以得到每根吊杆中心线上任意截面的理论三维坐标值。同样，将所得值据设计拱肋预拱度和纵坡比进行Z值和Y值的改正，最终得到施工控制设计坐标。3施工测量31拱脚预段处理钢管拱桥单侧拱肋共分7个节段制作吊装，两个拱脚段预先浇筑完成，拱脚段上口是拱肋吊装的起点。由于拱脚段施工完成后存在跑位的可能，吊装拱肋前必须严格测定拱脚段上口坐标，根据测得数据将多余的钢管部分按相贯线切除，要求三向坐标差值在5MM内，且单肋两个拱脚对应管口的三向坐标尽可能为方向一致的差值。32分段吊装每段拱肋的吊装控制按粗略限位和精确调整两步完成。第一步，先在系梁上搭设支撑桁架，进行粗略定位和支撑固定。在拱肋吊装节段点下设4根钢管柱，钢管柱间距4M，钢管柱上设钢横梁，钢横梁上设拱肋限位架和调整鞍座。限位架点位和调整鞍座顶面标高，进行放样测设。限位架设置图如图2所示。第二步，将拱肋节段吊起落放到限位架后，先将下口与前一节段的上口精确对接、锚固后，由架设的全站仪（1仪器）测量该节段前口上下管口主控特征点的坐标值，与设计坐标305中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集值进行比对，指示作业人员使用导链和千斤顶进行精确调整。要求仪器尽量架设在与所吊装拱肋同一横桥侧，使用ABCD四点进行交会设站，可使得测量值的横桥误差最小；取合适的仰角架设，保证高程测量精度。考虑到拱肋的跨度和重量大，支撑钢管架的压缩形变，加固前精确调整结果Y值给予一定的预抬高量（58MM）。当前口精确调整到位后，由垂直于桥梁轴线，使用EFAD或EFBC四点交会架设的2号仪器测定该节段的吊杆口坐标。测得结果与设计值比较，若出现与主控结果显示偏差矛盾的，应立刻查找原因。相吻合后将结果记录，形成监控数据的初值。130011633219200280图2限位架设置图将前口临时固定，对后口进行焊接加固，期间1仪器观测前口主控坐标值变化，最终结果超限的话，须解除临时固定，再次进行微调直至前口主控坐标值合格。合格后加固前口，2仪器测量吊杆口坐标值，形成第二次观测值。依次，将合龙段之外的6个节段安装完成。要求每安装一节段，前已安装的所有节段的监控点必须测量坐标并记录。当主控点和监控点坐标矛盾无法排除时，应以主控坐标为据，适当考虑监控点。33合龙段测量控制当两侧对称节段架设完毕后，根据具体气温情况进行相应频次的连续观测。由于仰角限制，要求使用两台仪器同时对向观测，以实现同时测定所有管口的瞬时（相对而言）坐标值。采取每小时观测两次，连续24H观测，详细记录温度与合龙口主控点坐标值变化量的数据表，绘制“温度变化量”曲线，确定最佳的合龙温度和合龙长度。确定后，在同一温度下对合龙段拱肋进行画线，切割余量。4拱肋线形监控拱肋合龙后，选取此前记录的监控点中位置处于全桥两个拱脚和1/4、1/2、3/4处的点作为后续工况的监控延续观测点。在整个拱肋安装加载阶段、拱肋钢管浇筑混凝土加载阶段、拱肋支架拆除后、系梁二次张拉后、调索后、系梁支架拆除后、桥面系加载阶段、二次调索后均进行测控，形成监控记录用于拱肋的应力分析。5结语（1）控制网布设合理，确保了准确的控制精度；（2）采用两步地定位的方法，第一步粗略限位、第二部精确定位，保证拱肋吊装全过程的安全性，及拱肋完成后线性的准确性，且大大提高了施工作业效率。（3）主控特