斜拉橋主塔的拼裝測量

栗亮

(中鐵大橋局第七工程有限公司測繪公司，湖北武漢 430000)

斜拉橋主塔的拼裝測量

栗亮

(中鐵大橋局第七工程有限公司測繪公司，湖北武漢 430000)

結(jié)合太原攝樂橋工程實例，從預(yù)拼場內(nèi)測量與吊裝測量兩方面，介紹了該橋主塔的拼裝測量方案，并探討了平面精度的統(tǒng)計方法，在確保主塔安裝精度的基礎(chǔ)上，使主塔在規(guī)定工期內(nèi)順利完工。

橋梁，主塔，拼裝場，吊裝測量，平面精度

1 工程簡介

太原攝樂橋是太原市城北地區(qū)溝通城市東西區(qū)域的重要橋梁，為太原市第18座跨汾河大橋，其中主塔由三部分組成，其中下塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高20.5 m;中塔柱和上塔柱為鋼結(jié)構(gòu)，分別高59.32 m，33.18 m，中塔柱和上塔柱共有35個節(jié)段。索塔橫橋向為“A”形，無橫梁，總高113 m。該工程于2016年4月下旬開始施工，預(yù)計2016年12月20日通車，主塔的安裝成為了重點和節(jié)點工程。

大橋效果圖見圖1。

2 施工方案的制定

鋼塔單個節(jié)段的生產(chǎn)制造在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家完成，兩個節(jié)段或三個節(jié)段組裝和焊接是在工程施工場地內(nèi)進(jìn)行。測量人員在拼裝之后的鋼塔節(jié)段截面要制作測量特征點，鋼塔截面特征點布置見圖2。

圖1 大橋效果圖

圖2 特征點布置圖

測量儀器采集原始數(shù)據(jù)，利用電腦在AutoCAD成圖，經(jīng)過平移和旋轉(zhuǎn)處理，與設(shè)計圖進(jìn)行尺寸比對，并用于之后的鋼塔吊裝時對位置的控制。

3 方案的實施

3.1 預(yù)拼場內(nèi)的測量

1)測量特征點的制作。在鋼塔截面上用沖釘制作特征點，制作的特征點要用噴漆做好記號，以便吊裝時尋找和測量，現(xiàn)場制作的測量特征點見圖3。

再在鋼塔截面外側(cè)便于看到的位置制作1個～2個測量標(biāo)志，以便對D5200吊機松鉤前后的鋼塔節(jié)段變化情況進(jìn)行測量分析。

2)拼裝場內(nèi)測量。測量儀器采用萊卡公司的TS30測量機器人，在場地內(nèi)位置地勢較高處架設(shè)全站儀，便于看見測量特征點，采用自由設(shè)站的方法采集特征點的三維坐標(biāo)。

3)數(shù)據(jù)處理。利用AutoCAD成圖軟件，將特征點數(shù)據(jù)展到圖上，通過展點、移動、旋轉(zhuǎn)等功能繪制出需要的圖形(見圖4)，用LIST命令列舉出特征點坐標(biāo)(見表1)，再與監(jiān)控單位給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，并用于吊裝測量的原始數(shù)據(jù)。

圖3 現(xiàn)場制作圖

圖4 AutoCAD處理圖

3.2 吊裝測量

鋼塔通過特別運輸車輛拉到主塔底部，通過D5200大型吊機吊到指定位置，測量在強制對中墩上架設(shè)好儀器，通過已知后視點設(shè)站，用萊卡TS30的參考線功能，以直線段中心點和圓弧段中心點建立參考線。測量人員持小棱鏡，對講機等設(shè)備到吊裝的主塔節(jié)段上，依次立在直線段中線點和圓弧段中心點，將橫向偏距和縱向偏距調(diào)到滿足技術(shù)要求，再看圓弧段和直線段其他特征點，參照拼裝場內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，直到滿足精度。

表1 測量特征點平面坐標(biāo)

4 平面精度統(tǒng)計

4.1 平面放樣精度計算

主塔各節(jié)段平面放樣誤差包括平行橋向放樣誤差和垂直橋向放樣誤差。

主塔各節(jié)段平行橋向放樣誤差有設(shè)站的誤差，鋼塔節(jié)段截面小沖眼的標(biāo)志對中誤差、全站儀測角誤差，可按下式計算鋼塔節(jié)段測量特征點平行橋向誤差:

取m設(shè)站=±3 mm，m標(biāo)=±1 mm，儀器的測角誤差m角=mα×S/ρ =0.7 mm(儀器采用萊卡TS30全站儀，mα為全站儀測角中誤差，數(shù)值為0.5″;ρ=206 265″;S取現(xiàn)場最長距離300 m)。

鋼塔各節(jié)段垂直橋向放樣誤差主要受設(shè)站的誤差，鋼塔節(jié)段上小沖眼的標(biāo)志誤差，全站儀測距誤差的影響。取 m設(shè)站= ±3 mm，m標(biāo)=±1 mm，儀器的測距誤差為m距=ma+b×S，ma為測距固定誤差，數(shù)值為 0.6 mm;b為測距比例誤差，取±1 ppm; S為測距長度，取極限值300 m，則m距=0.6 mm+0.3 mm=0.9 mm。故主塔各節(jié)段垂直橋向定位的最低精度為:m垂直=

平面的放樣中誤差為4.6 mm，而技術(shù)方案要求平面放樣誤差為5 mm，所以滿足要求。

4.2 高程放樣精度分析

高程測量方法采用全站儀三角測量。有三角高程公式HB= HA+Dtanα+i－1，所以高程的放樣誤差包括設(shè)站的高程誤差、高差中誤差、棱棱高誤差。根據(jù)誤差傳播定律，可推導(dǎo)出垂直角和水平距離觀測誤差對高差的影響，取 mα=0.5″，m距=±(0.6+ 1 ppm)mm，對不同距離D和不同垂直角α，按上式計算高差中誤差，結(jié)果見表2。

表2 不同距離和垂直角影響下的高差中誤差表

實地測量距離在300 m以內(nèi)，垂直角在15°以內(nèi)，高差中誤差為3.28 mm，設(shè)站高程誤差取±3 mm，棱鏡高誤差取±1 mm，所以高程精度為滿足5 mm的技術(shù)要求。

由上面分析可知，主塔各節(jié)段放樣精度在平面中誤差和高程中誤差能滿足要求。

5 結(jié)語

太原攝樂橋主塔高度為113 m，鋼塔的拼裝精度尤為重要，特別是平面位置精度。文章從鋼塔在拼裝場內(nèi)測量，再到鋼塔的實際拼裝;從節(jié)段測量特征點的制作，再到測量方案的實施都做了具體的應(yīng)用;從平面位置精度再到高程放樣精度都進(jìn)行了詳細(xì)介紹。但是實際鋼塔拼裝中還有其他的方法，在此就不一一論述，希望我的經(jīng)驗?zāi)軌驗轭愃菩崩瓨虻闹魉┕ぬ峁┮恍﹨⒖?，并在此類工程實施中提供一點幫助。

［1］鄢生全.烏石北江大橋主塔測量控制技術(shù)［J］.山西建筑，2014，40(20):247-248.

［2］武漢大學(xué)測繪學(xué)院測量平差學(xué)科組.誤差理論與測量平差基礎(chǔ)［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2013.

［3］周顯平.全站儀三角高程測量及精度［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011(15):177-180.

On assembly measurement of main tower of cable-stayed bridges

Li Liang
(No.7 Engineering Co.，Ltd，China Railway Major Bridge Engineering Group Co.，Ltd，Wuhan 430000，China)

Combining with the example of Shele Bridge project in Taiyuan，the paper introduces the assembly measurement scheme of the main tower at the bridge from the pre-assembly in-site measurement and hoisting measurement and explores the statistic methods of the plane accuracy，so as to ensure the smoothness in the construction period based on the guarantee of the installation accuracy of the main tower.

bridge，main tower，assembly site，hoisting measurement，plane accuracy

TU198

:A

1009-6825(2016)36-0209-02

2016-10-17

栗 亮(1987-)，男，助理工程師