武汉三桥钢管拱工艺

武汉市江汉三桥

主跨拱桥钢管桁架节段吊装施工测量工艺编制单位：铁道大桥局三处第四工程公司审定单位：大桥局三处湖北地区工程指挥部

一九九九年四月TOC\o"1-5"\h\z一、 概况 2二、 测量项目及允许偏差与精度要求 2三、 控制网测点布置及观测监控方法 4四、 测量观测操作技术要点 9五、 质量保证措施 10六、 安全注意事项及其它 11一、 概况武汉市江汉三桥（晴川桥），位于汉江与长江交汇处，南起汉阳高公街，北至汉口集家咀，主桥为净跨280m下承式钢管混凝土系杆无铰拱桥，计算跨径283.598m，主桥全长302.926m（见示意图）。两岸拱肋支承结构为分离式高桩承台基础。拱脚位于承台顶，为替代钢管拱肋的一段弧状结构，是钢管拱肋与拱座联系的纽带，为6.5X3.0m的实心砼截面。江汉三桥钢管拱安装采用缆索吊机吊装，斜拉扣挂悬拼施工。缆索吊机主塔支承在拱座上，吊装过程中，既要控制拱肋的平面位置及标高，又要监测拱座、缆索吊机塔架及锚碇承台的水平位移。根据施工进度安排，1999年6月底前即洪汛到来之前须完成钢管拱肋的吊装合拢。为使钢管拱在吊装过程中和合拢后的各项技术指标的允许偏差控制在设计和规范规定的范围内，保证测量精度满足施工要求，特制定本测量监控实施细则，以指导施工。测量以自测为主，采用全战仪、经纬仪及水准仪等仪器现场观测监控，利用江汉三桥既有测量控制网实施监测。测量主要依据和规范标准为：1、 交通部第二勘设院《江汉三桥施工图设计》第一册主桥2、 《公路桥涵施工技术规范》3、 《铁道测量技术规则》4、 《公路工程质量检验评定标准》5、 《城市测量规范》6、 《国家三、四等水准测量规范》二、 测量项目及允许偏差与精度要求江汉三桥钢管拱的吊装施工，技术复杂，施工难度大，测量控制项目多。根据拱桥的结构特点，其在施工过程中（合拢前）的测量控制至为重要，它不仅关系到拱跨结构的安全，而且还直接影响到合拢后桥梁结构的质量优劣。因此，测量监控工作一定要仔细、认真，确保万无一失。测量控制的主要项目，允许偏差和精度要求为：1、 两岸缆索吊机塔架顶（即K1、K1'点）水平位移和高程观测水平位移允许偏差：：＞10.0cm，测量精度：^2.0cm高程允许偏差：V2.0cm，测量精度：^2.0cm2、 两岸缆索吊机塔架上扣、锚点（即K2、K2'，K3、K3'点）水平位移与武汉市江汉三桥钢管拱吊装测量监控点布置图标高观测水平位移允许偏差：V8.0cm,测量精度：^2.0mm高程允许偏差：：＞1.0cm，测量精度：^2.0mm3、 拱座(即K4、K4，点)水平位移和沉降观测水平位移允许偏差：^1.9cm,测量精度：^1.0mm4、 缆索吊机后锚碇(即K5、K5'点)水平位移和高程观测水平位移允许偏差：@6.0mm，测量精度：^1.0mm高程允许偏差：V10.0mm，测量精度：^1.0cm5、 拱肋位置偏差及标高(即Z1(Z1,)〜Z5(Z5,)、Z6点)观测允许偏差要求(未考虑日照、温度影响)：合拢前：两肋对称点高差：^2.0cm各测点fe高：^+1.5cm＞一0.5cm位置偏差：@±1.5cm合拢松扣后：单肋对称点高差：@±3.0cm各测点fe高：^±4.0cm拱轴线位置偏差：@2.5cm观测精度：^2.0mm6、 两岸缆索吊机塔架横向位移和高程观测其各项允许偏差请见“武汉市江汉三桥钢管拱桁架吊装用缆索吊机安装施工工艺”。7、 钢管拱桁架节段外形几何尺寸的验收测量具体要求与规定见“武汉市江汉三桥主桥钢管拱桁架吊装施工工艺”中的有关要求。三、控制网测点布置及观测监控方法：1、 钢管拱肋安装测量控制网布置及测点埋设见下图：2、 在钢管拱肋安装过程中，缆吊塔架、主墩拱座的位置偏移及钢管拱肋平面位置和标高的测量，采用全站仪全圆测回法测量出各点的三维坐标值后计算出各项测量成果。后锚碇位移采用经纬仪直接测量获得偏差值。江汉三桥钢管拱吊装施工测量

监控测点布置示意图说明：图中仅示缆吊塔架水平位移和标高观测监控测点布置。由于江汉三桥主拱结构是对称于跨中布置的，为了使测量成果直接化，与设计坐标相对应，我们建立了一个以跨中为原点，桥轴线方向为X轴，汉口方向为X轴正方向，下游方向为Y轴正方向的独立平面坐标系，其三角网控制点简化坐标计算成果如下表：平面控制网控制点简化坐标计算成果表JH 口点号X(m)Y(m)H(m)备注DQ1-102.3160.000汉阳DQ2217.4920.00030.042汉口DQ4177.959-92.376汉口DQ6175.552190.880汉口DQ7-217.001-71.55738.405汉阳3、拱肋、拱座及缆索吊机塔架的水平位置与高程测量:将全站仪置镜于DQ7点对好DQ4方向进行站点建站，复核DQ6方位角，检查置镜建站是否有误，在置镜建站完全正确的情况下，将棱镜立在观测点上，棱镜杆的水泡一定要居中，将棱镜高度报给置镜点输入仪器内，这样逐一可测出各点的初始值，同时做好记录。在拱肋节段吊装过程中，汉口岸塔架上立一个棱镜，汉阳岸塔架上设一个棱镜，拱肋上一个棱镜，三个棱镜分别移动，全站仪跟踪测量出各点的三维坐标值，并将测量值相比较，二者间的较差值不得大于相应的允许偏差值，否则，须进行调整处理，直到实际观测值满足设计和规范要求为止。缆吊索塔架及拱座观测点K1(K1‘)〜K4(Z4‘)之理论标高与里程值详见下表：缆索吊塔架扣、锚点及拱座观测点之设计标高与里程数值表控制点八、、汉阳岸汉口岸备注K1K2K3K4K」k2z44里程K0+78+788.3+788.9+786.9K1+07+075.6+075.0+077.0(m)8.9696969695.095959595标高(m)126.764117.47197.08936.368126.335117.04296.66037.961观测点K1(K」)〜K4(K4‘)在钢管拱各节段拼装和扣、锚索调整阶段对应的位移变化控制值详见附件GSZ-1-08〜10。拱肋各节段拱顶观测。观测点Z1(Z」)〜Z5(ZJ)及Z6之三维坐标设计值见下表：

拱肋安装各测量控制点之理论坐标与高程（即三维坐标）值汇总表Zz」Z.Z2‘乙乙'z4z4‘乙Z5‘zg122334556X-115.643+115.643-90.544+90.544-65.434+65.434-40.314+40.314-15.299+15.2990±10.2±10.2±10.2±10.2±10.2±10.2±10.2±10.2±10.2±10.2±10.2Y+8.8+8.8+8.8+8.8±8.8±8.8±8.8±8.8±8.8±8.8±8.8H63.30063.30077.78577.78588.39588.39595.43495.43499.08599.08599.691注：1）此坐标系是以跨中为原点，汉口方向为X轴前进方向（正值），下游方向为Y轴前进方向（正值）而建立的；跨中里程为（K0+932.953）。2）表中数值单位以m计。各观测点在拱肋吊装及扣、锚索调整各阶段相应的标高控制变化值详见附件GSZ-1-08〜10,平面坐标偏差控制值详见工艺要求。为方便施工观测将各观测点（即Z1（Z1‘）〜Z5（Z5‘）及Z6点）在钢管桁架吊装各阶段的高程控制值直接列出，详见下表。

主桥钢管拱节段安装1施工各测点标高控制值汇总才项目IIImWVW例IX节段吊装张拉完毕Z163.30063.28763.28363.30663.30163.30863.30763.2Z277.76877.75977.81177.79177.79677.80177.7Z388.37588.45988.41188.40888.42988.3Z495.53695.45295.44095.485Z599.11699.920吊横撑Z163.29563.28763.28963.30163.31063.30163.30363.2Z277.76377.76777.79377.82877.78877.78477.7Z388.38088.42088.48488.39388.39088.3Z495.47095.55895.42295.420Z599.25099.064上下级拱肋张拉完毕Z163.30063.29663.29463.30463.30363.30263.30563.2Z277.79177.78677.80477.80777.79477.79477.7Z388.41988.44488.44988.41388.41488.3Z495.51195.51095.45495.462Z599.19199.114附注：表示V（伽）节段吊临时横撑;单位以米计。4、后锚碇的位移采用经纬仪定向直接测量，其方法是：分别在汉阳、汉口后锚碇上游埋设一固定点A、A，并将经纬仪置镜于A和A'上，在下游稳定建筑物上做好后视点B、B',在汉口、汉阳后锚碇承台上分别做好K5、K5',使K5,K5，分别在AB,AB，的连线上，这样，当后锚碇在水平方向有位移时，就可用仪器直接测出。四、测量观测操作技术要点1、 所有测量人员特别是测量技术人员应认真阅读图纸、工艺和有关测量规范规程。知晓吊装过程中各工况各工序的实质和测量监控目的。熟悉各项测量的技术要领、仪器的性能和使用及计算方法。2、 吊装前应布置好控制网，埋设好各观测点，用油漆作好标记并绘成草图作好记录，便于施工中易于找寻和竣工交接用。观测点K1(K1,)、K4(K4,)设置于缆吊塔架上和拱座承台上，详见附件GSZ-1-01；观测点Z1(Z1,)〜Z5(Z5')、Z6布置在钢管拱节段上弦管顶端，详见附件GSZ-1-01和桥式示意图。观测点K5(K5,)埋设于两岸后锚碇承台上，详见控制网布置图。3、 控制网的复测：为了确保拱肋合拢后轴线满足设计要求，在吊装拱肋之前应对既有的三角控制网进行复测，复测三角网前应对测量仪器进行检验及校正，以确保测量成果的精度。复测三角控制网时，应不低于四等网的精度，根据现有的人员及仪器装备，应采取测边网进行复测，往返较差不应大于Z(a+bD)，其中a、b为仪器标称精度的固定误差和比例误差系数，单位分别为mm和mm/km；D为测距边长，以公里为单位。所有的观测值均要经气象改正，加乘常数改正，倾斜改正，棱镜常数改正等必要的数据改正处理，在测边满足精度的情况下，进行三角网的平差，否则通知有关单位进行复核，调整控制网点的坐标，使之能满足施工要求。4、 除观测点Z1(Z1,)〜Z5(Z5')、Z6夕卜，其余观测点K1(K1,)、K5(K5,)均应将结构在无外荷载作用条件下和缆索吊机安装完成后的状态下的位移值和高程值予以测量，以作为现场观测、施工和设计控制的依据。5、 钢管拱桁架的验收：江汉三桥的主拱肋为钢管拱，分上下游对称各11段，钢管拱由武昌造船厂制造。钢管拱桁架的制造是否满足设计和规范要求，对于全桥是否能顺利吊装拼接合拢，起着全关重要的作用。因此，在钢管拱桁架吊装前，必须对其进行厂内准确详细的验收，减少工地施工困难，确保万无一失。钢管拱厂内验收检查主要内容与项目有：预拼后的联体钢管拱(3节段)的拱轴线、截面尺寸、吊杆位置及倾斜、桁架节段长度等。由于钢管拱系工厂制造预拼，我们可以利用其在预拼测量的基础上，方便用经纬仪测出预拼钢管拱或各节段钢管拱是否与设计坐标相符。6、 钢管拱桁架节段安装时，缆索吊机因有着扣塔与缆塔合二为一的特殊性，因此，在施工中缆索吊机结构的控制是以位移为主，索力为辅，伸长量校核。所以，对塔顶观测(即K1(K1,))点的水平位移限定十分严格。当塔顶观测点水平位移SmaxN10.0cm时，应及时报告给主管工程师；当Smax^15.0cm时，应迅速报告湖指，由指挥长召集主持专题会议。妥善解决。7、 由于拱座(承台)结构为高桩承台，钢管拱肋拼装至V(W)段方才安装和张拉临时系杆；因此设计上对拱座水平位移控制要求甚严。施工中，当拱座观测点K4(K4,)水平位移大于1.9cm时，应立即报告给湖指，由湖指书面报告给桥办、监理和设计单位，共同进行研究解决。8、 施工中，须注重测量资料的收集和保管。测量资料应整洁，表格清晰，填写规范，严肃认真，不得任意涂改。五、质量保证措施1、 吊装前，制定严格的测量监控规章制度，施工中，严格执行并从严掌握。2、 建立健全的组织机构和精干的测量队伍，并分工明确，职责到位。3、 配齐配足必须的测量仪器与设备，其主要仪器及技术要求如下：捷创力520N全站仪一套(配棱镜3副)技术指标：测角精度2〃；测距精度(土2+2ppmXD)mmT2经纬仪2台技术指标：测角精度为1测回方向中误差2〃S3武汉产水平仪2台技术指标：每公里测回高差中误差3mmTOC\o"1-5"\h\z5米塔尺 2对5米钢卷尺 10把50米长钢尺 2