空间三维变截面a形钢箱主塔安装测量定位技术(修改)

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1、空间三维变截面A形钢箱索塔安装测量定位技术陶立勇(中铁上海局第一工程有限公司芜湖241000)【摘要】：本文介绍了柳州双拥大桥空间三维变截面A形钢箱索塔安装定位技术，索塔定位使用三维坐标法测量,最大限度的通过坐标修正设置预偏量和误差反量来解决节段定位中遇到的较大偏差、变形，通过精度验算确定方法的可行性。该法投入少，实施容易，可操作性强。【关键词】：三维变截面、索塔安装、测量定位51.引言柳州双拥大桥是国内第一座单主揽悬索桥。主桥桥跨430m，设计双向六车道。南北桥塔采用A形钢箱索塔结构,塔柱在纵、横桥向均为变宽，截面为三角形。南北桥塔塔顶高104.811m,A形塔柱

2、内夹角18.0442°，设两道横梁，桥塔沿高度方向划分15个节段如图1所示，塔柱节段长度3.5~6.5m；桥塔顶端设置索鞍。2.索塔定位策略南北两岸索塔均是预制钢箱节段，使用支架吊装作业，考虑到索塔的定位条件，将造成立体交叉作业，给施工中的测量控制带来一定困难，我们采用三维坐标法施工测量，多设工作基点，可有效解决基准点受支架遮挡和交叉作业带来的干扰。图1主塔示意图在高层钢结构分段安装过程中，随着建筑层数的增高，建筑物的变形越来越大，以往我们把这些偏差当作施工误差来处理，构筑物的实时监测结果也是分开分析。双拥大桥的索塔安装过程中，我们建立动态的实时监测体系，把实时变形

3、变成坐标修正量，通过后节段的变形来消化偏差，并把最后节段作为标高调整节，从而保证主塔线形最近似设计值。具体操作步骤如下：1)以主桥顺桥向为x轴，横桥向为y轴，建立本桥独立的施工坐标系。根据设计图纸计算各塔柱节段的理论放样坐标，如图2;理论坐标的计算不考虑任何内外界因素影响；2)监测索塔在安装过程中因受力不均、焊接、定位误差产生的非均匀变形，采集变形数据，并验证上节段的预偏量是否合理，若产生预测以外的小变形可分析原因再次修改预偏量，若产生较大变形需改变施工方案；3）根据动态安装过程中的监测数据，确立预偏量；4)验收索塔节段实物，根据实际尺寸标记测量点。3.建筑限差与测

4、量误差分析5设计对索塔提出了高标准，其中高程、倾斜度为H/3000(H为塔高)，其它尺寸＜1/2000。工程建筑物的建筑限差是指建筑物竣工后实际位置相对与设计位置的极限偏差，设其为，并认为他是建筑物放样点偏离其设计位置的容许误差的两倍（这样理解偏于安全），一般容许误差为两倍点位中误差，即（1）本桥理论最大极限偏差为25mm,由此得=6.3mm。图2索塔节段三维图根据三维坐标法原理，由误差传播定律则可推导放样点平面点位精度,放样点高程点位精度的公式：（2）（3）式中是观测边长，是平距，a、b是测距标称精度的固定误差与比例误差。与是仪器高和觇标高的量测误差。是施工控制点

5、点位中误差，是代表对中误差，代表点位标定误差。保证仪器垂直角，，=1+1.5*S,=±1mm，=±1mm，=180m,=±1mm。根据上式可得=±0.96mm，=±1.86mm，=±1.78mm。根据以上结果可得出三维坐标法可满足施工要求，放样点距控制点愈远，、愈大，垂直角愈大、放样点点位中误差也随之增大。4.确定测量定位方案大桥控制网分两级布设，首级控制网使用GPS两岸联测，满足C级GPS测量作业的基本技术要求；次级网使用全站仪加密，建立局部施工控制网如图3，该网一方面是施工测量的依据；另一方面还可以作为索塔在施工过程中受外界环境因素(如风、温度、荷载等)作用下的

6、扭转变形、沉降形变监测的基准网。由于受地形限制局部控制网网形较弱，我们采用符合导线形式严密平差。建立条件方程组进行平差：5（4）得出的局域网平差结果如下：平面控制网等级：城市一级，验前单位权中误差：5.00(s)已知坐标点个数：4未知坐标点个数：5未知边数：6最大点位误差[JM4]=0.0013(m)最小点位误差[JM1]=0.0007(m)平均点位误差=0.0010(m)最大点间误差=0.0016(m)图3局部控制网示意图最大边长比例误差=236592平面网验后单位权中误差=1.32(s)平差结果证实网形合理，测量误差小，结果可用。现场定位前，根据修正参数计算节段

7、的理论坐标，定位时在基准点架设仪器观测定位点，把实测坐标与理论坐标对比算出偏移量，指导现场施工人员调节节段至设计位置上，定位完成后用钢尺和测倾仪测量节段的倾斜度，以保证定位点准确无误。5.安装误差与变形监测节段在安装过程中无法做到零对接，必然产生安装误差。在下一节段吊装前，必须监测上一节段，得出节段偏差。首节段无需设坐标修正量。塔柱节段安装完成后偏差主要有，定位误差、焊接变形，重力变形。重力变形在预偏量中已加入改正，这里的变形主要是前两者。变形监测的方法有很多这里不再一一叙述，只简要概述本桥的数据处理方法的选定，本桥由于处在施工阶段，承台尚在围堰中，无河水冲刷。