王村特大桥的施工测量与控制.pdf

总第 1 3 2期 公 路 与 汽 运 h i g h wa ys& au t o mo t i v e appl i c a t i o n s 1 4 5 王村特大桥 的施 工测量 与控 制 李 勇 ，蒋能文 ( 1 湖 南省衡岳 高速公路建设 开发有 限公 司，湖南 长沙4 1 0 0 0 7 ； 2 长沙理 工大学，湖 南 长沙4 1 0 0 7 6 ) 摘要 ：文 中从钢管拱 分段 制作 、 工厂预拼 装、 吊装前预拼装 、 吊装过程线形控制 、 拱 肋合 龙等 环节介绍 了王村特 大桥 2 0 0 m 跨钢管砼拱桥七段 吊装 的测量方法及 控制基本 原理 ， 并分析 了测控 效果。最终线形控制结果证 实所 用的测 量与控制 方法是 有效 的、 成 功的 ， 可为 大跨 度拱桥 安装 的 测 量 与 控 制 提 供 新 思 路 。 关键词 ： 桥 梁 ； 钢管砼拱桥 ；节点高程 ； 线形控制 ；拱肋合龙 中图分 类号 ： u4 4 8 2 2 文献标识码 ： a 文章编号 ： 1 6 7 1 2 6 6 8 ( 2 0 0 9 ) 0 3 0 1 4 5 0 3 王村大桥位于湖南永顺县王村镇， 为张家界 至 罗依溪二级公路干线上的一座特大型桥梁 。该桥跨 越 酉水 ， 总长 3 0 2 3 m， 净宽 1 2 m， 桥 型布 置 为 2 1 3 m 空心板 +2 0 0 m 钢 管拱 +5 1 3 m 空 心板 。钢 管拱设计为七段吊装 ， 测量控制是保证桥梁安全施 工 和线形 的关 键之 一 。 拱肋 安装 过程 中的测量控 制 主要是 控制 好拱 肋 中线、 节点高程和里程桩号。但 由于在吊装过程 中 拱肋 的空 间位 置不 断变 化 ， 其 测量 与控 制非 常复 杂 。 而常规的测量方法是利用 已建立的桥梁三角网， 用 坐标 测量 法控 制节 点 的平 面 位 置 ， 用 全 站仪 三 角 高 程测 量方 法控 制 节 点 高 程 。这 样 不 仅 计 算 坐 标 繁 琐 ， 而且 容易 出差错 ， 操 作不 方便 。本 文 以王村 特大 桥 为例 ， 探 讨 拱桥拱 肋安 装 中的 测量控 制 方法 。 1 拱肋地面线形控制 1 1工厂 制 作线形 控 制 在 工 厂 预 拼 场 地 ， 用 全 站 仪 按 1：1 精 确 放 出 程来 说 ， 从 表 2结果 可 以看 出 ， 上游 侧拱 肋上 游侧 下 弦杆 1 0个 检 测 断面 的 平均 声 速均 低 于 4 3 0 0 m s ， 表 明这 1 o个检 测断 面均 有不 同程度 的砼 不密 实 、 砼 与钢 管壁粘 结不 良或 脱 空缺 陷 。根据 以上数 据分 析 结果 ， 可以得 出上游侧拱肋上游侧下 弦杆钢管砼脱 空或不密实面积为 4 3 3 1 3 m。 。而钢管砼总面积为 1 1 2 0 9 8 m。 ， 本 构 件脱 空或 不密 实 面积 占总面 积 的 3 5 4 。 3 结 语 超声脉冲在传播过程中遇到由各种缺陷形成的 界面时会改变传播方向， 在缺陷处发生能量衰减 、 声 时 、 振 幅、 频率等声学参数变化 。综合分析这些变 化 ， 可实现对钢管砼质量的检测。实践证明， 利用超 声波检测钢管砼 的缺 陷是可行 的， 所测砼声学参数 能够较好地反映钢管砼 的密实性及脱空等 缺陷情 况。该法原理明确 ， 方法简单 ， 容易操作 。在工程应 用中， 只要合理布置测点 ， 尽量使换能器与钢管壁耦 合良好 ， 杜绝由于人为因素造成声学参数 的变化 ， 就 能 很好 地 满足 钢管砼 缺 陷 的检 测要 求 。 参 考 文献 ： 1 3 童林 ， 夏 桂云 ， 吴 美君 ， 等 钢管 混凝 土 脱空 的探 讨 e j 3 公路 ， 2 0 0 3 ( 5 ) 2 3 林 春姣 ， 郑 皆连 ， 秦荣 钢管 混凝土 拱肋 混凝土脱 空 研究 综述 j 1 中外公路 ， 2 0 0 4 ， 2 4 ( 6 ) 3 肖云风 钢管混凝土拱 桥无损 检测技术 及应用 d 长 沙 ： 湖南大学 ， 2 0 0 7 4 杜 晓光 ， 冯 玉平 超声 波 检测 钢管 混凝 土拱 桥 的质 量 j 1 森林 工程 ， 2 0 0 6 ， 2 2 ( 2 ) 5 3 童寿 兴 ， 商涛平 超声波 检测拱桥的拱肋钢管混凝土 质 量 j 桥梁建设 ， 2 0 0 2 ( 4 ) 6 雷运 波 ， 丁睿 ， 刘 浩吾 钢管混 凝土拱 桥超声 检测技 术研究 j 无损检测 ， 2 0 0 5 ， 2 7 ( 2 ) 7 3 吴新璇 混凝土无损 检测 技术 手册 m 北 京 ： 人 民交 通 出版社 ， 2 0 0 3 8 3 c e c s 2 1： 2 0 0 0 ， 超声 法检测混凝土缺 陷技术规程 s 收稿 日期 ： 2 0 0 9 一o 2 一l l 1 46 公 路 与 汽 运 hi g h wa y s au t o mo t i v e ap pl i c a t i o n s 第 3期 2 0 0 9 年 5月 1 2 跨拱肋 大样 。大样控 制点 点位误 差 控制在 3 i t l m 以内。大样样线包括拱肋 中线 、 上弦管上下缘 边 线和下 弦管上 下缘边线 5条样 线 。在大 样样线 范 围内制作预拼装专用胎架， 各胎架顶面应保持 同一 水平， 用精密水准仪检测其水平误差小于2 mm， 以保证拱肋上胎架后水平放置。对车间制作合格的 分 段 ， 吊运到胎 架上用垂 球 吊线 的方法 ， 检 查 弦管上 下缘边线与地面大样线 的符合程度， 偏差值按设计 和规范要求控制在5 mm 以内。对局部线形误差 较大的地方用火工弯 曲调整。定位好后 ， 割除端部 长度余量后与相邻分段拼装 ， 拼装间隙小于 2 mm。 每一大段预拼时， 应重合两端相邻的分段， 保证制作 线形 正确 。预拼合 格 后 ， 将 地 面样 线设 计 控 制 点用 垂球 吊线 的方法 引至 弦管 上 下缘 边线 上 ， 并 作好 标 记 ， 便于空间吊装时控制。 1 2吊装前 预拼 装 考虑到大段运输 的超长、 超高、 超宽等 因素， 每 大段 按 3 个 分段用 汽车运输 到工地 。在工 地预拼 场 地重新 按 1： 1 精 确 放 大样 进行 大 段拼 装 。 因两 岸 吊装 的 同一 大段如 a 段首尾 正好 相 反 ， 且 吊装 时 首 尾不便转向， 所以， 每个大段需正反方向放 2个大 样。大段拼装点位误差和吊杆孔中心偏位均应控制 在 5 mi d _ 以 内。 2 拱肋线形平面控制网及高程控制网的建立 在拱肋 安装 过程 中 ， 为 了能直 观 、 方便 地控 制拱 肋轴线及里程桩号 ， 在已建立桥梁平面控制网的基 础上 ， 精确放样出两岸上下游拱肋轴线控制桩 p 、 p e 、 p c 、 p 。 。对 p 、 p 、 p p 。四边 形 按 一级 小 三 角测设要求 闭合后与原控制网联测 ， 算 出 p 、 p 、 p c 、 p 。各控 制桩 的坐标 ， 并在 钢 管拱 肋上 设 置轴 线 观测标 志 ， 对 拱肋 轴 线 进行 控 制 。通过 坐 标平 移 和 旋 转的方 法将测 量坐标 转换成施 工坐标 。 在两 岸不 同高度处设 置施 工水准点 。各水 准点 的高程与每大段接头处控制点高程基本 接近， 便于 观测。两岸水准点按四等水准测量和跨河水准测量 的技术要求联测闭合。 以全桥轴线 为 x 轴， 线路前进方 向为 x 轴正 向， 控制钢管拱里程桩号； 垂直 x轴方向( 即上下游 方向) 为 y轴 ， 右侧( 上游) 为 y轴正向， 控制拱肋轴 线 ； 桥轴线延长线方 向里程桩号 k9 1 +0 0 0处 为坐 标原点； z轴从坐标原点指向天空( 垂直水平面) ， 控 制钢管拱高程。x、 y、 z坐标值与设计图纸给定 的 钢管拱各节点( 控制点 ) 里程桩号、 左右向距离及高 程一一对 应 。 3观测方法 施工过程中进行拱肋中线观测和高程控制。 1 )拱 肋 中线 观 测 。考 虑 到 两岸 主 塔 、 扣 塔 、 拱 肋等对视线通视的影响 ， 全站仪架设在拱肋上游或 下 游偏离拱 肋 中线一 定 距 离 的平 行 中线 上 ， 并 在两 岸分别设置 2 3个方向标志 ， 便于每次观测前检查 中线方 向和后视 对 向。每大段 上下 弦管均设 置牢 固 且醒 目的中线观测标志和标尺 ， 观测时偏差值能估 读到毫米 。为了便于分辨， 每个观测标尺均应编号。 上 下 弦管均设 置 中线 观测 标 志 ， 可 同时 控 制 中线 和 垂 直度 ， 控 制拱 肋 发生 空 间扭 转 。 中线 偏差 通 过 横 向稳定风缆索调整 ， 节点里程桩号可用全站仪直接 测量 。 2 )高 程控制 。为 了观测方 便 和施 工安 全 ， 将 水 准标 尺 固定 在观测节 点上 。观测 前应 对水准仪 进行 标 定 。为适应 两岸 不 同位 置 和 不 同 角度 的观测 ， 水 准尺 可 自制 成 三 棱 尺 ， 三 面 均 有 分 划 标 记 ， 尺 面宽 1 0 c m 左 右 。在两 岸不 同高度 处分 别设 置施 工水 准 点， 便于不同节点位置的高程观测。因拱肋的空间 位置是动态变化的， 每大段前端节点高程必须 同步 观测 和调整 ， 才 能保 证 线形 正 确 。 为 了避免 观 测错 误 ， 提高观测精度 ， 水准仪测量后 ， 再用全站仪按四 等三角高程测量复核。 4 拱肋合龙控 制 王村大桥钢管拱肋合龙采用单肋合龙 ， 合龙前 上下 游拱肋 用横 撑临 时 固结 ， 为适应 扭转 ， 固结 点做 成 活动铰 。合龙 前 ， 复 测并 调 整两 岸 各 大 段对 称 节 点的高程和中线偏差 ， 将两岸第三段前端节点高程 调整一致并预抬高 5 c m左右( 计算确定) ， 实测合龙 段的空间长度。为了安全和操作方便， 合龙段下料 长度应比空间实测长度短 2 0 c m 左右 ， 合龙段一端 按普通接头处理， 另一端为合龙接头。合龙段 吊装 至跨 中位置后 ， 首先与普通接头端对接并临时定位 ， 即时测量合龙段跨中点的里程桩号与高程。里程桩 号偏差通过手动葫芦调整两端 间隙消除 ， 高程偏差 通过合龙段的起重索上下调整， 符合设计要求后 ， 调 整对岸第三段扣索和横 向稳定 风缆索 ， 使合龙 接头 上下左右对接平顺 。然后 ， 立 即对两接头同时进行 总第 1 3 2期 公 路 与 汽 运 hi g h wa y s 8 l au t o mo t i v e app l i c a t i o n s 1 4 7 临时 固结和接 头 焊接 。 5 裸拱 安装 精度 王村特大桥钢管拱肋全桥合龙 ， 横撑安装到位 后 ， 线形控制结果如下 ： 上下游拱轴线控制点最大偏 差均为 1 0 mm； 高程最大偏差 ， 上游拱肋 +1 0 mm， 下游拱肋+1 2 mm； 里程桩号最大偏差 ， 上游拱肋为 1 2 mm， 下游拱肋为 8 mm。均符合 公路工程质量 检验评定标准 ( j t j 0 7 1 9 8 ) 、 公路桥 涵施工技术 规范 ( j t j 0 4 1 2 0 0 0 ) 及设计要求 。王村特大桥合 龙后 上 、 下游 的裸 拱线 形见 表 1和 表 2 ， 钢 管 拱肋 合 龙 线形 见 图 1 。 表 1 王村特大桥钢管拱合龙后 ( 含横撑) 裸拱线形偏差表( 上游拱肋) 图 1钢管拱肋合龙线形 示意 图 王村大桥钢管拱肋安装线形控制达到了理想的 效果。上下游拱肋合龙后 ， 节点 中线偏差 、 高程偏 差、 里程桩号偏差均控制在 1 2 mm之 内， 符合设计 图纸和规范要求 ， 整体线形流畅、 平顺 、 美观大方 ， 得 到了各方的一致好评。 6 结 语