霸王河1號(hào)特大橋連續(xù)梁轉(zhuǎn)體全站儀測(cè)量監(jiān)控技術(shù)

1、霸王河1號(hào)特大橋連續(xù)梁轉(zhuǎn)體全站儀測(cè)量監(jiān)控技術(shù)?橋梁?霸王河1號(hào)特大橋連續(xù)梁轉(zhuǎn)體全站儀測(cè)量監(jiān)控技術(shù)李曉超熊維平(中國(guó)鐵建十二局集團(tuán)第二工程太原030032)摘要介紹了全站儀測(cè)量監(jiān)控支架現(xiàn)澆連續(xù)梁轉(zhuǎn)體的原理和方法,結(jié)合集包增建第二雙線(xiàn)工程霸王河1號(hào)特大橋支架現(xiàn)澆連續(xù)梁轉(zhuǎn)體實(shí)例,驗(yàn)證了本橋梁測(cè)量和監(jiān)控方法的正確性及有效性,確保支架現(xiàn)澆連續(xù)梁轉(zhuǎn)體到達(dá)了設(shè)計(jì)要求的合理成橋狀態(tài).關(guān)鍵詞連續(xù)梁轉(zhuǎn)體支架現(xiàn)澆全站儀監(jiān)控中圖分類(lèi)號(hào)U445.465文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)10094539(2021)01006604TheOverallStationMeasurementandMonitoringTechnologyof

2、BawangRiverNo.1BridgeContinuousBeamLjXiaochao.XiongWeiping(ChinaRailway12BureauGroupCo.Ltd.,Taiyuan030032,China)AbstractThispaperintroducestheprinciplesandmethodsoftheoverallstationmeasurementandmonitoringcast-in?-situcontinuousbeamtwistofbrackets.Combinedwiththeexampleofthesecondlaneprojeet,Bawangq

3、iaoNo.1Bridge(60+100+60)metercast-in-situcontinuousbeamtwistofbracketsalongJining-Baotourailway,themethodcorrectnessandvalidityofmeasuringandmonitoringofthebridgeareverified,henceforthensurecastin?situcontinuousbeamtwistofbracketsmeetthedesignrequirementsintoareasonablestateoffromabridge.Keywordscon

4、tinuousbeam;twist;castinsitubeam;overallstationmonitoring1工程概況霸王河1號(hào)特大橋在DyK501+126DyK501+226上跨既有京包鐵路,上部結(jié)構(gòu)為(60+100+60)In預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,下部結(jié)構(gòu)為橢圓形橋墩,鉆孔樁根底.既有京包線(xiàn)為I級(jí)電氣化鐵路,集包線(xiàn)與既有鐵路線(xiàn)夾角為24.為保證既有線(xiàn)運(yùn)營(yíng)平安,減少施工過(guò)程中對(duì)既有線(xiàn)運(yùn)營(yíng)干擾和加快施工進(jìn)度,連續(xù)梁采用轉(zhuǎn)體施工.即在1號(hào),2號(hào)墩處平行于既有鐵路線(xiàn)支架現(xiàn)澆施工,待施工到最大懸臂狀態(tài)后,結(jié)合既有線(xiàn)運(yùn)營(yíng),施工要點(diǎn)及天氣等因素,擇機(jī)實(shí)施轉(zhuǎn)體施工.將梁體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(1號(hào)收稿日期:2

5、0211110墩28.,2號(hào)墩24.),轉(zhuǎn)體到位后再進(jìn)行合龍段施工.本段梁體位于圓曲線(xiàn)上(R=1600m),不便于采用軸線(xiàn)定位,每段轉(zhuǎn)體局部采用兩端定位的方法加以施測(cè),轉(zhuǎn)體前連續(xù)梁及測(cè)量控制點(diǎn)布置如圖1所示.圖1連續(xù)梁轉(zhuǎn)體前結(jié)構(gòu)及控制點(diǎn)示意霸王河1號(hào)特大橋的平轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)動(dòng)體系主要有承重系統(tǒng),頂推牽引系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)三大局部構(gòu)鐵道建筑技術(shù)RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2021l1l?橋梁?成.承重系統(tǒng)由上轉(zhuǎn)盤(pán),下轉(zhuǎn)盤(pán)和轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸構(gòu)成.上轉(zhuǎn)盤(pán)支承轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu),下轉(zhuǎn)盤(pán)與樁根底相連,通過(guò)上轉(zhuǎn)盤(pán)相對(duì)下轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),到達(dá)轉(zhuǎn)體目的.頂推牽引力系統(tǒng)由牽引設(shè)備(2臺(tái)ZLDIO0型100t連續(xù)千斤頂及

6、2臺(tái)普通YCWIO0型lOOt助推千斤頂構(gòu)成),牽引反力支座,助推反力支座構(gòu)成.平衡系統(tǒng)由結(jié)構(gòu)本身,上轉(zhuǎn)盤(pán)8對(duì)60cm鋼管混凝土圓形撐腳,大噸位千斤頂及梁頂邊跨端的配重物構(gòu)成.為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定以及測(cè)量放線(xiàn)的精度,上轉(zhuǎn)盤(pán)與下轉(zhuǎn)盤(pán)的四周用精軋螺紋鋼固定起來(lái),待橋梁上部結(jié)構(gòu)施工到最大懸臂狀態(tài)轉(zhuǎn)體時(shí)再割除.2正式轉(zhuǎn)體前的測(cè)量(1)轉(zhuǎn)體前應(yīng)該對(duì)既有線(xiàn),現(xiàn)場(chǎng)地貌地物進(jìn)行實(shí)地考察,特別是對(duì)既有線(xiàn)接觸網(wǎng)和回流線(xiàn)的具體位置進(jìn)行測(cè)量,對(duì)橋梁中跨梁體底板標(biāo)高與接觸網(wǎng)高度(懸高測(cè)量)進(jìn)行反復(fù)測(cè)量,確保轉(zhuǎn)體過(guò)程中梁體與接觸網(wǎng),回流線(xiàn)在平安的距離以?xún)?nèi),在鐵路管理部門(mén)的參與下提出有針對(duì)性的轉(zhuǎn)體方案.(2)本橋位于曲線(xiàn)

7、上,結(jié)構(gòu)重心偏向曲線(xiàn)內(nèi)側(cè).故將轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)在橫橋向的偏移量設(shè)計(jì)成球鉸的橫橋向偏移量(17cm),使球鉸中心與轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)重心在一條鉛垂線(xiàn)上.球面邊緣各點(diǎn)的高程差允許值不大于1mm;測(cè)量控制時(shí)在1,2號(hào)墩球鉸圓周均勻布置8個(gè)施測(cè)點(diǎn),實(shí)測(cè)誤差值為0.30.8mm.球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)中心允許安裝誤差:順橋向±1mm,橫橋向±1.5mm.實(shí)測(cè)誤差:1號(hào)墩順橋向一0.5mill,橫橋向+0.6ram;2號(hào)墩順橋向一0.4mm,橫橋向+0.5mm.(3)各個(gè)梁段的施工測(cè)量.由于工期緊,梁段施工中采取支架法施工.施工過(guò)程中,為了確定支架的彈性變形,消除塑性變形,在支架搭設(shè)以后應(yīng)該進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓重量為1.2

8、倍的梁段重量.預(yù)壓前在每段的底模板上布置好左中右三組沉降觀測(cè)點(diǎn),用水平儀測(cè)出預(yù)壓前,加載到80%,加載到120%,卸載后的高程.對(duì)其測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得出各段的非彈性變形79mm,彈性變形35mm.在消除支架塑性變形后,根據(jù)每個(gè)梁段的支架的彈性變形值,得出底模調(diào)模標(biāo)高,其計(jì)算公式:底模調(diào)模標(biāo)高=設(shè)計(jì)標(biāo)高+彈性變形量+線(xiàn)控預(yù)拱度.鐵道建筑技術(shù)RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY實(shí)際測(cè)量放線(xiàn)時(shí),先用水平儀對(duì)預(yù)壓后的底?？v向標(biāo)高進(jìn)行精調(diào),調(diào)好高程后用全站儀對(duì)每個(gè)斷面左右按設(shè)計(jì)寬度進(jìn)行定位,定位以后再?gòu)?fù)測(cè)底模標(biāo)高,將底模高程控制在±2mm以?xún)?nèi).待腹板和翼板模板固定后再對(duì)

9、翼板的左右進(jìn)行定位.將平面誤差范圍控制在±5mm之內(nèi),高程誤差控制在±2rim以?xún)?nèi).在每段截面距端頭10cm地方設(shè)置5個(gè)線(xiàn)形控制觀測(cè)點(diǎn)兼做梁面高程控制點(diǎn),見(jiàn)圖2.為了消除溫度對(duì)梁體線(xiàn)形數(shù)據(jù)的影響,每天早上7:30在混凝土澆筑前,澆筑后(縱向張拉前),張拉后進(jìn)行觀測(cè),并及時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)提供應(yīng)線(xiàn)形監(jiān)控部門(mén),分析誤差,提出糾偏方案,以便在下個(gè)梁段的施工中進(jìn)行調(diào)整.圖2線(xiàn)控點(diǎn)位布置(單位:mI(4)支架撤除后,在每天日出前對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè),由于中跨合龍段位于京包鐵路既有線(xiàn)上方,為了降低施工危險(xiǎn),加快施工進(jìn)度,將原有中跨最大懸臂加長(zhǎng)25cm,中跨合龍段縮短50cm,并且中跨合龍方案由原

10、來(lái)的吊架施工改為全鋼模施工,這就導(dǎo)致在最大懸臂狀態(tài)時(shí)中跨比邊跨重16t左右.因此,在將1,2號(hào)橋墩下轉(zhuǎn)體球鉸開(kāi)挖出來(lái)并將支架撤除以后,在一個(gè)星期內(nèi)l,2號(hào)墩中跨下降了約6.0cm,邊跨上升了約4.0cm,具體測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表l.由于既有線(xiàn)與中跨相交處的接觸網(wǎng)鋼性支架距梁底只有35cm左右,為了防止在轉(zhuǎn)體過(guò)程中中跨下降影響既有線(xiàn),在對(duì)梁體進(jìn)行稱(chēng)重的過(guò)程中對(duì)l,2號(hào)墩邊跨進(jìn)行配重,其中1號(hào)墩邊跨懸臂端配重26t,2號(hào)墩邊跨懸臂端配重24t.在邊跨端加配重后,梁體兩端高程均無(wú)明顯變化.經(jīng)轉(zhuǎn)體專(zhuān)家初步分析,由于轉(zhuǎn)體球鉸的限制,最大懸臂端的標(biāo)高在轉(zhuǎn)體過(guò)程中兩端的高程才會(huì)隨著梁體的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化(見(jiàn)表2).202

11、1l1)67橋粱?表1支架撤除后連續(xù)梁標(biāo)高變化值mm落架后1d落架后2d落架后3d落架后4d落架后5d落架后6d落架后7d點(diǎn)位落架前差值差值差值差值差值差值差值6一11413.402343637383939396一2l413.402353738394040406一31413.378353739394040406一41413.404333536373838386一51413.41353738394040401號(hào)墩611413.17454565758595959621413.174555758596o一606O631413.144555758596O一6o一60641413.12854565758

12、595959651413.152545657585959596一11412.595353738394040406一21412.552343637383939396一31412.627343637383939396一4l412.561353738394040406一51412.554353738394040402號(hào)墩6一l1413.08154565758595959621413.101555758596O一6O一60631413.09854565758595959641413.113555758596O一6o一60651413一6O一6O注:本表的觀測(cè)點(diǎn)為兩端線(xiàn)控鋼筋頭

13、(5)轉(zhuǎn)體監(jiān)控測(cè)量加密點(diǎn)的測(cè)設(shè).將全站儀(徠卡TCA1800)架設(shè)在控制點(diǎn)CP瑚3上,后視架設(shè)在控制點(diǎn)CPIO04(CP1003,CP1004為設(shè)計(jì)院給定GPS控制點(diǎn)),分別在0號(hào)臺(tái)的直線(xiàn)段上設(shè)置CPIO03一I,在3號(hào)墩的直線(xiàn)段設(shè)置CP10032.對(duì)每個(gè)加密點(diǎn)按三等導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行六個(gè)測(cè)回的觀測(cè),對(duì)數(shù)據(jù)處理后得出加密點(diǎn)坐標(biāo),最終建立轉(zhuǎn)體測(cè)量控制支導(dǎo)線(xiàn).(6)轉(zhuǎn)前定位觀測(cè)點(diǎn)的測(cè)設(shè).當(dāng)連續(xù)梁施工到最大懸臂狀態(tài),在支架撤除前,將全站儀架設(shè)在控制點(diǎn)CP10031上,后視控制點(diǎn)CP1003.采用精確放樣的方法將DyK501+080,DyK501+172,DyK501+180,DyK501+272的中心位置在1

14、,2號(hào)墩的梁體上放出來(lái),如圖1所示,并記錄好各個(gè)點(diǎn)位的實(shí)測(cè)高程.(7)限位點(diǎn)的測(cè)設(shè).分別在1,2號(hào)墩的邊跨側(cè)下承臺(tái)上放出限位點(diǎn),1號(hào)墩28.,2號(hào)墩24.,將垂球掛在限位點(diǎn)上,用油漆在上轉(zhuǎn)盤(pán)上做好標(biāo)記,貼上特制的刻度標(biāo)尺,在刻度標(biāo)尺起始位置的正下方(下承臺(tái)上)固定好自制的指針,便于在轉(zhuǎn)體過(guò)程中直觀讀出上轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)矩,并與測(cè)量組的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核,以便在轉(zhuǎn)體過(guò)程中及時(shí)作出調(diào)整,保證梁體轉(zhuǎn)體精確到位.3轉(zhuǎn)體測(cè)量為了減小對(duì)既有線(xiàn)運(yùn)營(yíng)的影響,轉(zhuǎn)體時(shí)1,2號(hào)墩同時(shí)進(jìn)行.轉(zhuǎn)體監(jiān)控測(cè)量由兩個(gè)測(cè)量組分別對(duì)1,2號(hào)墩轉(zhuǎn)體進(jìn)行監(jiān)控.全站儀A架設(shè)在控制點(diǎn)CPIO03.1,后視控制點(diǎn)CPIO03,在1號(hào)墩轉(zhuǎn)體的定位點(diǎn)(Dy

15、K501+080和DyKS01+172的中心)架設(shè)基座進(jìn)行三維跟蹤監(jiān)控測(cè)量;全站儀B架設(shè)在控制點(diǎn)CPIO03-2,后視控制點(diǎn)CPIO03,在2號(hào)墩轉(zhuǎn)體的定位68鐵道建筑技術(shù)RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2021l1)橋梁?點(diǎn)(DyKSO1+180和DyKS01+272的中心)架設(shè)基座進(jìn)行三維跟蹤監(jiān)控測(cè)量.(1)試轉(zhuǎn)監(jiān)控測(cè)量.為了保證橋梁轉(zhuǎn)體的順利實(shí)施,正式轉(zhuǎn)體前兩天在專(zhuān)家的指導(dǎo)下對(duì)橋梁進(jìn)行了試轉(zhuǎn).1,2號(hào)墩的試轉(zhuǎn)角度均為3.每個(gè)測(cè)量組應(yīng)測(cè)出試轉(zhuǎn)前后1,2號(hào)墩梁體兩端的高程,橫橋向位移:1號(hào)墩在試轉(zhuǎn)中橫橋向位移了2.407m,中跨梁端上升了0.4mln,邊跨梁端下降了

16、0.4mm;2號(hào)墩在試轉(zhuǎn)中橫橋向位移了2.410in,中跨梁端上升了0.5mlTl,邊跨梁端下降了0.5mill.試轉(zhuǎn)主要檢查轉(zhuǎn)盤(pán)是否靈活,球鉸及滑道各項(xiàng)實(shí)際參數(shù)是否與設(shè)計(jì)吻合,轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速與牽引及助推力的關(guān)系,以便為正式轉(zhuǎn)體提供計(jì)算參數(shù)的修正,并積累經(jīng)驗(yàn),同時(shí)試轉(zhuǎn)也證實(shí)了先前對(duì)配重認(rèn)為懸臂狀態(tài)梁體影響小的論斷.(2)正式轉(zhuǎn)體監(jiān)控測(cè)量.轉(zhuǎn)體過(guò)程中用2臺(tái)全站儀密切跟蹤監(jiān)控定位點(diǎn)的橫橋向位移和高程變化,及時(shí)將跟蹤觀測(cè)數(shù)據(jù)反應(yīng)給轉(zhuǎn)體指揮部,并做好記錄.同時(shí)與上轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行校核(見(jiàn)表2).待轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到距設(shè)計(jì)位置約2.時(shí)應(yīng)放慢速度,改用手動(dòng)控制千斤頂,這是監(jiān)控測(cè)量最為關(guān)鍵的時(shí)段,應(yīng)及時(shí)將觀測(cè)數(shù)據(jù)反應(yīng)到本組的

17、轉(zhuǎn)體指揮部,指揮部根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及時(shí)為牽引組發(fā)出準(zhǔn)確的指令,直到梁體端橫橋向位移在10cm左右,牽引停止.讓梁體靜止一段時(shí)間,再?gòu)?fù)測(cè)梁體兩端的標(biāo)高和橋位,對(duì)高程和點(diǎn)位進(jìn)行精調(diào),使其橫向偏差和高程偏差均在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)(見(jiàn)表2).表2轉(zhuǎn)體測(cè)量監(jiān)控成果中跨定位觀測(cè)點(diǎn)(R=46m)邊跨定位觀測(cè)點(diǎn)(R=46n1)上轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)矩(R=4m)墩號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量監(jiān)控橫向位移測(cè)量監(jiān)控橫向位移備注理論值觀測(cè)值差值理論值實(shí)測(cè)值差值高程/m理論值實(shí)測(cè)值差值高程/m/in/m/mm/m/m/mm/m/m/mm0.oo0oOO0OOO1412.878O0O1413.311試轉(zhuǎn)前3.0000"0.2O90.292.409

18、2.40721412.8822.4092.40631413.307試轉(zhuǎn)后8.3O100.593O.676.8246.8195l412.8936.8246.8l861413.29正式轉(zhuǎn)體14o0O00"0.977O.983l1.24l1.2355l412.9ID2一l1.24一l1.23641413.287正式轉(zhuǎn)體1號(hào)墩20.3Ooo"1.4311.43116.45816.445131412.913一l6.458一l6.447111413.276正式轉(zhuǎn)體26o0or0D,21.81520.87420.885l1l412.9212o.87420.886121413.268正式轉(zhuǎn)

19、體273000"1.921.92O22.O7822.1221412.92122.O7822.1O2241413.268正式轉(zhuǎn)體28o0oo01.9551.95522.4822.45426l412.92122.4822.45327l413.268精調(diào)前Oo0o0oOOOO0Ol412.8620OO1412.49吧試轉(zhuǎn)前3o000o"0.209O.292.4092.41l1412.8672.4092.41121412.487試轉(zhuǎn)后8o3O'0o"0.593O.676.8246.81681412.8796.8246.81861412.475正式轉(zhuǎn)體14oO0oo

20、"0.9770.983l1.24l1.24771412.886一l1.2411.25一l01412.468正式轉(zhuǎn)體2號(hào)墩18o30oo"1.2921.29214.85314.841121412.89414.85314.8413l412.46正式轉(zhuǎn)體22oOO1.5361.54417.66317.651一l21412.917.66317.65131412.454正式轉(zhuǎn)體23o3000"1.6411.65918.86718.863一d1412.918.86718.86521412.454正式轉(zhuǎn)體24.0O"1.6761.67619.26819.249一l91

21、412.9一l9.26819.2518l412.454精調(diào)前(3)轉(zhuǎn)體就位精調(diào).參照?橋梁施工控制技術(shù)?,懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的允許誤差極限如下:成橋后的線(xiàn)形(高程)±50mm;合龍相對(duì)高差±30mm;軸線(xiàn)偏差按?公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范?(JTJ041-2000)執(zhí)行.懸臂合龍的中線(xiàn)位置誤鐵道建笥技術(shù)RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY差不大于±10mm,懸臂合龍的高程誤差在±20mm之內(nèi).由于精調(diào)高程時(shí)對(duì)梁體中線(xiàn)影響較大,應(yīng)先將梁體兩端的高程調(diào)到位,再將梁體中線(xiàn)精確對(duì)位,測(cè)量成果(見(jiàn)表3).(下轉(zhuǎn)第73頁(yè))2021f7J69

22、?橋梁?4結(jié)論(1)鋼絞線(xiàn)束兩端對(duì)稱(chēng)張拉伸長(zhǎng)量計(jì)算過(guò)程中,最小應(yīng)力截面確實(shí)定是關(guān)鍵,對(duì)于對(duì)稱(chēng)的鋼絞線(xiàn)束,其中點(diǎn)截面即為最小應(yīng)力截面.(2)在伸長(zhǎng)量的計(jì)算過(guò)程中,伸長(zhǎng)量值與鋼絞線(xiàn)彈性模量,鋼絞線(xiàn)束與管道之間的摩擦系數(shù),孑L道位置偏差系數(shù)的取值有關(guān).因此施工過(guò)程中,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求采用符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的材料并按原材料試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)選取計(jì)算參數(shù),并應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)對(duì)孔道偏差系數(shù)進(jìn)行測(cè)定,采用試驗(yàn)所得孔道偏差系數(shù)計(jì)算鋼絞線(xiàn)的理論伸長(zhǎng)量作為張拉鋼絞線(xiàn)過(guò)程雙控指標(biāo)之一.同時(shí)施工中應(yīng)提高預(yù)應(yīng)力孔道位置施工的精度,以確保在最小應(yīng)力截面得到較大的有效預(yù)應(yīng)力.(3)通過(guò)計(jì)算過(guò)程可以看出,采用單端張拉的鋼絞線(xiàn)張拉后的損失較大,在固定端得到的有效預(yù)應(yīng)力較小,這種預(yù)應(yīng)力損失隨孔道長(zhǎng)度的增加表現(xiàn)得愈加明顯,鋼絞線(xiàn)的預(yù)應(yīng)力作用得不到充分發(fā)揮.因此,為了提高預(yù)應(yīng)力筋的使用效率,在條件允許的情況下,應(yīng)盡量采用兩端張拉.參考文獻(xiàn)1黃棠,王效通.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理M.北京:中國(guó)鐵道出版社,1999(上接第69頁(yè))表3轉(zhuǎn)體精調(diào)成果梁面設(shè)計(jì)高程/m實(shí)測(cè)高程/m高程誤差/mm中線(xiàn)誤