疊合梁鋼箱梁吊裝定位技術

于向陽 柴 瑞

(大同市市政建設發展公司，山西 大同 037006)

1 工程概況

大同市開源橋主橋采用半封閉鋼箱組合梁，跨徑布置為138 m+138 m=276 m，頂板全寬41.5 m，中心梁高3 m，其中鋼箱梁2.7 m，混凝土板0.3 m，全橋等厚布置。主梁劃分為A，B，C1，C2，C3，D共6種類型，35個梁段。其中A，B為塔區梁段，分為5個小節段吊裝；C1，C2，C3為標準梁段，分為7個小節段吊裝；D為過渡墩梁段，分為7個小節段吊裝。A梁段長度為6 m，重量為133 t；B梁段長度為6 m，重量為86 t；C1，C2，C3梁段長度為8 m，重量為96 t～101 t；D梁段長度為8.66 m，重量為175 t；梁段間采用焊接連接。

2 主橋鋼箱梁測量定位標準

主橋鋼箱梁測量定位標準見表1。

表1 鋼箱梁在支架上安裝允許偏差

3 施工平面控制網

施工坐標系采用開源橋獨立坐標系，以道路中心線和塔柱中心線相交點為O點，順橋向為X軸，橫橋向為Y軸，承臺頂設計高程為高程基準面，平面位置及施工坐標系如圖1所示，施工控制點數據見表2。

表2 控制點數據

點名大同市獨立坐標系開源橋獨立坐標系O點19 214.96331 304.9541 023.260000D119 157.93031 456.0581 026.398151.230-56.6983.138D219 310.97831 541.1031 027.507 235.93596.5384.247D319 434.15331 251.2591 027.510-54.181219.0704.250X419 278.67731 176.8101 027.013-128.28563.4303.753X519 158.05031 095.0681 026.121-209.759-57.3782.861D518 991.65731 302.7351 026.534-1.724-223.3103.274

4 儀器配備

1)全站儀：徠卡TS11(1″,1+1.5 ppm)一套、拓普康GPT7501

(1″,1+1.5 ppm)一套；

2)水準儀：索佳C32一臺、索佳B40一臺；

3)鋼卷尺：50 m,100 m各一把；

4)其他：溫度計、氣壓表、風速儀各一個。

5 鋼箱梁定位

5.1 預拱度數據

1)由第三方監控單位預拱度指令；

2)根據錨點預拱度，以直代曲形式計算梁體分段線預拱度；

3)鋼箱梁安裝高程=理論高程+預拱度。

5.2 吊裝前準備工作

1)儀器校核，保證儀器測量精度；

2)利用鋼尺檢測梁段尺寸；

3)鋼箱梁進行吊裝定位前，將每節梁段特征點測設在已加固的木板上；

4)提前測設調節管頂高程，調節管頂高程關系到梁段吊裝后整體高程，因此調節管頂高程的準確性，直接影響梁段安裝速度與精確性。

5.3 初步定位

1)將梁段特征點利用垂線法與已固定木板上測設點重合，如圖2所示；2)利用全站儀三維坐標法測量梁底特征點，與設計值較差得出初始調節值；3)吊裝下節梁段，可將一端與安裝好的節段重合，另一端重復步驟1)，2)。

5.4 精確定位

1)將梁底高程調節好后，利用千斤頂和手拉葫蘆進行軸線微調，首先調節梁底軸線；

2)梁底軸線調節值不大于5 mm時，檢測頂板軸線與高程，并反復調節，直至軸線和高程達到設計值；

3)梁體調節好后，檢測錨箱上端中心和錨墊板中心點位。上端中心采用鋼尺測量形式，采用全站儀三維坐標法得出；錨墊板中心采用粘貼反射片形式，采用全站儀反射片模式測量得出,見圖2。測量其上端中心和錨墊板中心坐標，從而確定錨箱軸線，通過計算與設計錨箱軸線差值進行微調，使梁體軸線和錨箱軸線都能達到精度要求；

4)焊接完畢后，重新檢測梁體及錨箱軸線偏位。

5.5 吊裝定位順序

1)塔區梁段：節段1(節段4)→節段2(節段3)→中橫梁→懸挑段；

2)其他梁段：節段2(節段3)→節段1(節段4)→中橫梁→懸挑段。

6 測量監控

6.1 支架預壓監控

支架的穩定性，關系到鋼箱梁吊裝后的安全質量和整體受力，因此鋼箱梁吊裝前支架預壓是必不可少的施工環節，也為鋼箱梁吊裝做好基礎技術和安全保障。本次以首次支架預壓進行數據分析。

6.1.1監控點位布設

1)鋼管支架預壓位移觀測點采用在支架頂端粘貼徠卡反射片形式，如圖3所示。

2)鋼箱梁支架基礎預埋鋼板布設沉降觀測點,見圖4。

6.1.2觀測數據

觀測數據見表3，表4。

表3 卸載前變形觀測數據

表4 卸載前基礎沉降觀測數據

6.1.3數據分析

本次選用地基承載力較為薄弱地帶進行單幅支架預壓，總重量為210 t，荷載系數為1.4倍。根據觀測數據，連續三次觀測差值小于3 mm，與上次變形觀測最大差值為2 mm，沉降差值為1 mm；與預壓前變形觀測最大差值為4 mm，沉降差值為6 mm；支架預壓中趨于穩定，可以進行鋼箱梁吊裝及后期施工。

6.2 溫度變形觀測

溫度變化可分為溫度均勻變化和日照產生的溫度不均勻變化，主要對鋼箱梁縱橋(X軸)方向產生影響，從而影響鋼箱梁定位精度，因此鋼箱梁安裝測量必須考慮溫度的影響。

6.2.1監控點布設

監控點采用焊接小棱鏡形式。第一次監控點布設在縱橋方向33 m處，主要掌握梁體溫度變形規律，為鋼箱梁的施工尋找有利放樣時間，實現全天候準確測量的目標；第二次監控點布設在縱橋方向89 m處，除掌握梁體溫度變形規律外，為其他段安裝施工時提供基準依據；第三次監控點布設在縱橋方向137.66 m處，除掌握梁體溫度變形規律外，分析梁體穩定性，為斜拉索安裝、張拉做好數據基礎準備。本次以第二次監控數據進行分析和總結。

6.2.2觀測數據

鋼箱梁吊裝縱橋向(X軸)溫度伸縮變形數據見圖5。

6.2.3數據分析

本次觀測數據中，橫橋向(Y軸)和垂直高度(Z軸)變形值較小，最大值分別為5 mm和3 mm；縱橋向(X軸)在溫度20 ℃～25 ℃ 情況下變形值較小，隨著溫度降低收縮變形越大。經過整體數據計算和分析得出，鋼箱梁縱橋向(X軸)每100 m溫度降低1 ℃，收縮變形值為2 mm。

6.3 風力影響

大同市氣候屬溫帶大陸性氣候，全年干燥多風沙。8月～9月平均風力5級，為保證鋼箱梁正常吊裝和精確定位，應在5級以下風力進行。

7 結語

鋼箱梁在主橋中應用越發廣泛，本次通過對鋼箱梁定位技術、定位精度及影響因素進行分析和總結，掌握其吊裝過程中控制重點及變形規律，大大提高了鋼箱梁定位速度和精度。