鋼管混凝土拱橋安裝中測量技術的應用探析

王 斌

（中國水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 408527）

鋼管混凝土拱橋因其結構穩定性和經濟效益受到廣泛關注與應用。然而，在其安裝過程中，由于結構的復雜性和施工的精確性要求，常常面臨諸多挑戰。如何確保拱橋在安裝過程中的精度和穩定性，避免由安裝誤差帶來的結構安全問題，是工程實施中的關鍵問題。測量技術在這一過程中發揮著不可或缺的作用，準確的測量與計算能夠保障拱橋部件的精準定位，也是確保整體結構安全穩定的重要環節。本文選擇白馬烏江大橋為案例，通過深入分析其纜索吊裝施工方案和相關設計計算，探討測量技術在鋼管混凝土拱橋安裝中的關鍵應用，旨在為工程實踐提供理論支撐和實踐指導。

1 鋼管混凝泥土拱橋安裝問題分析

在傳統的拱橋安裝過程中，鋼管混凝土拱橋由于其獨特的結構特性和材料屬性，經常面臨多種安裝問題。在實際施工中，由于拱橋的大跨度和復雜的受力情況，拱肋的安裝精度對整個結構的安全性和穩定性起著至關重要的作用。拱肋的微小偏差可能導致整個拱橋結構不穩定，從而增加工程風險。此外，由于拱橋的自重較大，如何在保證安全的前提下進行有效的提升和定位，也是一個技術難題。傳統的安裝方法可能無法滿足大跨度鋼管混凝土拱橋的安裝精度要求，因此，研究和探討新的安裝技術和方法顯得尤為重要。纜索吊裝技術因其獨特的優點逐漸成為鋼管混凝土拱橋安裝的重要選擇。這種技術能夠實現大跨度、大重量部件的精確吊裝，有效保證了拱橋拱肋在安裝過程中的位置精度和安全性。然而，纜索吊裝技術在實際操作中也存在一定的問題和挑戰。例如，如何確保纜索系統的穩定性和可靠性，以及如何根據實際的受力情況合理設計纜索系統，成為這一技術在實際應用中需要克服的難題。特別是在復雜的地形和極端的氣象條件下，纜索系統的設計和運行安全性將面臨更大的挑戰。因此，如何通過科學的計算和精確的測量，制定出合理的纜索吊裝方案，并在實際施工中確保方案的順利實施，成為鋼管混凝土拱橋安裝過程中需要解決的關鍵問題。[1]

2 測量技術在拱橋安裝中的應用

在拱橋的安裝過程中，各類測量技術發揮著至關重要的作用，確保拱橋各部件的精確安裝，進而保證整體結構的穩定性和安全性。從拱橋的定位、形狀控制到質量檢測，測量技術的合理應用為解決安裝過程中的問題提供了有效途徑。

拱橋安裝中的測量技術精確度直接關系到整個結構的穩定性和安全性，特別是在拱橋的定位、形狀控制以及質量檢測等關鍵環節。

2.1 拱橋部件的三維定位

在拱橋建設的多個階段中，部件的三維定位環節尤為關鍵，因為它直接關系到整座橋梁的結構安全和使用功能。全站儀、高精度水平儀和GNSS 測量工具在這一環節中扮演著不可或缺的角色，它們能夠通過高精度的測量和定位，把拱橋部件準確地安裝在預定的位置。全站儀能夠提供精確的角度和距離測量，高精度水平儀則能確保拱橋部件的精密高程，GNSS 技術則為拱橋部件在復雜的地形和環境中提供了精確的三維坐標定位。這些測量工具和技術聯合應用，確保了拱橋部件在三個空間維度上的精確定位，嚴格符合設計預定的精確位置和方向。這不僅最大限度地減小了定位誤差帶來的結構偏差，而且為后續的拱橋安裝和施工打下了堅實的基礎。在這一過程中，測量數據的實時傳輸和處理也極為關鍵，能夠及時發現并糾正定位過程中的偏差，保證拱橋各個部分精準對接，進而保障整個拱橋結構的穩定性和安全性。[2]

2.2 形狀控制的實時監測

拱橋構建的形狀控制中，實時監測顯得尤為重要，因為這不僅關乎整體結構的精確度，還直接影響到橋梁的負載能力和使用壽命。特別是在拱肋的安裝過程中，其形狀和曲率的精確控制是關鍵。使用測量技術，比如激光掃描、全站儀和其他相關傳感技術，工程師能夠實現對拱橋各部分，特別是拱肋的實時監測和控制。例如，在拱肋的安裝過程中，通過實時的激光掃描，工程師能夠獲得拱肋的三維形狀信息，并與設計圖紙上的數據進行對比。一旦發現偏差，即可立即進行調整，確保拱肋的曲率和形狀嚴格符合設計要求。這樣的實時監測和控制不僅提高了工程的精度，還有效預防了形狀偏差導致的結構問題。這種嚴密的形狀控制策略保證了整體結構在后續的工程施工中能夠精確配合，進而確保整座拱橋的安全穩固和長期使用功能。[3]

2.3 質量檢測的精確測量

質量檢測在拱橋安裝中占據著至關重要的地位，它關乎整個橋梁結構的安全性、穩定性以及使用壽命。測量技術在此環節發揮著重要作用，尤其是在檢測拱橋的幾何參數、垂直度、平整度等關鍵質量指標時。精確測量不僅是對拱橋各部分幾何尺寸的精確獲取，也包括對整體結構的精確評估。例如，通過使用高精度的測量儀器，例如全站儀和激光掃描儀，工程師能夠精確地獲得拱橋各部分的精確尺寸、位置和形狀。當對測量數據與設計數據進行比對時，任何的偏差都會被及時發現。在發現潛在的問題后，工程團隊可以立即采取糾正措施，以避免結構安全性和功能性的損害。這種實時和精確的質量檢測方式不僅保障了拱橋的使用安全，也確保了其性能穩定，延長了其使用壽命。這樣的精確測量和質量控制方法為整個拱橋安裝工程提供了堅實的質量保障，保證其在長期使用過程中的安全性和穩定性。[4]

2.4 實際操作步驟的嚴格執行

實際操作步驟的嚴格執行在拱橋安裝的測量過程中尤為關鍵，因為任何輕微的誤差都可能對整體結構的穩定性和安全性造成巨大的影響。在每一個實際的測量操作步驟中，專業的測量團隊必須嚴格遵循預先制定的測量方案和程序，確保每一個數據的準確性和可靠性。這不僅包括對各種測量工具如全站儀、水平儀等的準確操作和正確讀數，還需要考慮到環境因素，如溫度、濕度等，以防其對測量精度產生潛在影響。每個測量點的數據必須經過嚴格的核對和驗證，以確保其精確無誤。而在數據采集過程中，保護測量工具免受潛在風險的影響，例如防震、溫度、氣壓等，也至關重要。而數據的實時性和準確性能夠確保在后續的施工過程中能夠基于真實、可靠的數據進行，從而最大程度上減小數據誤差引發的風險。這樣的操作不僅保障了項目質量，也為避免潛在的安全風險打下了堅實的基礎。[5]

3 案例分析與實證研究

3.1 纜索吊裝技術在白馬烏江大橋拱橋安裝中的應用

在白馬烏江大橋工程中，纜索吊裝技術的應用對確保拱橋安裝的精度和安全至關重要。工程團隊在制定施工方案時，針對拱橋吊裝的各個環節，特別是精度控制、安全穩定性和作業效率等方面進行了深入的研究和探討。目的是為了確保在工程實施過程中能夠針對性地解決可能出現的問題，保障工程的順利進行。纜索吊裝技術在拱橋的安裝工作中扮演了重要的角色。通過科學嚴密的計算和精準的設備布局，纜索吊裝系統能夠實現對拱橋部件在吊裝過程中的精確控制和穩定傳輸。例如，經過精準計算，確定了單個扣點拉力T1=986.766KN，這個數據為后續的吊裝工作提供了重要的參考。同時，施工團隊還充分考慮了安裝過程中的溫度變化對測量和控制的影響。通過實時監控溫度變化和調整吊裝參數，保證了吊裝過程的安全和順利。為了確保拱橋部件的安全和有效吊裝，工程團隊在吊裝系統的設計與施工過程中，通過精準的測量和計算，配合合理的材料和設備選擇，充分確保了吊裝系統的穩定性和可靠性。每一個細節的精心設計和計算，都體現了工程團隊對拱橋吊裝技術應用的深刻理解和嚴謹態度。此外，工程團隊還圍繞拱橋的實際結構和吊裝要求，對施工流程進行了詳細的設計。每一步都是在充分研究和計算的基礎上實施的，確保各項工序的精準、高效和安全。通過實施纜索吊裝技術，白馬烏江大橋拱橋的安裝工作得以順利完成，不僅在實際工程中驗證了施工方案的科學性和可行性，也為工程團隊積累了寶貴的實踐經驗。這些經驗將為未來類似的橋梁施工項目提供重要的參考，促進我國橋梁施工技術的進一步發展。

3.2 白馬烏江大橋纜索吊裝系統的設計計算分析

白馬烏江大橋的纜索吊裝設計計算書是整個吊裝工程的重要技術文檔，它體現了工程團隊對于整個吊裝工程的深度理解和精確分析，為施工過程提供了堅實的理論基礎和技術支撐。設計計算書中的每一個參數和計算，都是基于嚴格的科學依據和實際工程需求，確保了纜索吊裝系統的可靠性和安全性。在設計計算書中，計算的依據和參數的選定得到了充分考慮和明確，包括拱橋的結構特性、所用材料的屬性，以及拱橋在吊裝過程中的實際受力情況。例如，在對扣點耳板和扣點連接盒的驗算中，通過精準計算確保了各組件能夠承受實際施工中可能出現的最大拉力和剪力。經過計算，確定了單個扣點拉力T1=986.766KN，這為確保纜索吊裝系統的穩定和安全運行提供了重要的數據支持。這些精確的計算不僅體現了吊裝過程中的科學管理和精確控制，也為整個項目的安全施工提供了堅實保障。每一個計算和分析，都是為了確保纜索吊裝系統能夠準確、安全、高效地完成拱橋的安裝任務。除了對各組件的驗算外，設計計算書中還深入分析了主索、工作索和起重索的張力、作用力、應力等關鍵參數，并綜合考慮了吊裝系統在操作過程中的穩定運行的多個關鍵要素。這些細致的計算和分析，確保了吊裝的平穩進行，為整個纜索吊裝系統的設計提供了強有力的理論支持和技術保障。通過對主索、工作索和起重索的綜合計算和分析，以及對其他相關參數的精確測定，工程團隊確保了纜索吊裝系統在整個拱橋安裝過程中的穩定運行。在白馬烏江大橋的吊裝工程中，每一步計算的精確性和每一項工序的科學性都是保證整體工程安全、高效進行的基礎，纜索吊裝設計計算書起到了不可或缺的作用，為整個工程流程提供了精確的數據支持和科學的理論依據，進一步確保了施工過程中的安全和效率。

3.3 白馬烏江大橋纜索吊裝施工方案的實施與效果評估

白馬烏江大橋的施工旅程無疑是充滿了挑戰和困難，每一個施工環節都考驗著工程團隊的技術能力和實務經驗。在纜索吊裝施工方案的實施過程中，科學的組織、精密的計劃和精確的實施成為確保施工順利進行的重要基石。通過對施工方案和設計計算書的嚴格執行，不僅驗證了其科學性和實用性，而且為工程團隊積累了寶貴的實踐經驗，這些經驗將對未來類似工程的施工具有指導意義。在實施專項的吊裝施工方案過程中，白馬烏江大橋項目在實際工程中成功驗證了施工方案的科學性和可行性。與此同時，工程團隊通過實證研究，深入理解了溫度變化對測量和控制的重要影響，并在實際施工中應用了相關知識，實現了施工過程中的精確控制和高效執行。例如，通過對安裝過程中溫度變化的監控和分析，及時調整了吊裝參數，確保了吊裝過程的安全和準確，顯著提高了施工效率和質量。不僅如此，通過對施工方案的持續優化和完善，以及對計算方法的深入研究和改進，工程團隊不斷提高了施工方案和計算方法在未來工程中的適用性和準確性。每一個改進和優化，都是基于實際施工中遇到的問題和困難，充分反映了工程團隊對于實際工程問題的解決能力和技術創新能力。經驗和教訓的總結，不僅是對已完成工程的反思和總結，也是對未來工程實施的有力指導和深刻啟示。通過本案例的深入分析和研究，希望為中國橋梁施工技術的發展和進步做出積極的貢獻。白馬烏江大橋的成功實施，無疑為中國橋梁施工技術的發展和進步提供了寶貴的經驗和參考，也為未來類似的橋梁施工項目提供了重要的參考和借鑒。

4 結論

鋼管混凝土拱橋的安裝是一項充滿挑戰的工程任務，其蘊含著多個領域的專業知識和技能。本文深入探討了鋼管混凝土拱橋的安裝問題及測量技術在其中的關鍵應用，并以白馬烏江大橋纜索吊裝施工為案例，詳細分析了纜索吊裝施工方案和設計計算書的實際應用和效果。通過這一案例的研究，揭示了測量技術在保證拱橋安裝精度和安全性中的重要作用，也展現了纜索吊裝技術在解決大跨度拱橋安裝問題中的獨特優勢。同時，本文也指出了在施工過程中遇到的問題和挑戰，以及在實際應用中取得的效果和經驗教訓。希望通過這些分析和總結，為未來類似的拱橋安裝工程提供有價值的參考和借鑒，進一步推動我國橋梁施工技術的發展和進步。針對未來的研究，將進一步探討更為先進、準確的測量技術和吊裝方法，以滿足更為復雜、多樣的工程需求，為橋梁建設事業的繁榮發展貢獻力量。