系杆拱桥施工方案比较与选择

1、系杆拱桥施工方案比较与选择摘要：笔者在下文对先梁后拱式系杆拱桥的三种设计、施工方案的技术可行性、经济性、工期及安全进行了比较，供同行参考。关键词：系杆拱桥；施工方案；比较；选择一、 工程概况主桥采用刚性系杆刚性拱肋的钢管砼系杆拱结构，系杆跨径为77.7m，计算跨径为70m矢高为14.801m，矢跨比D1/5，采用二次抛物线线型，拱轴线方程为Y=(4fx/L2)(L-x)，其中L74.006m，f=14.801m。系杆采用高1.8m，宽1.4m矩形空箱断面，拱肋采用单根1100钢管，钢管采用Q345C，壁厚16。风撑为中间一字撑、两侧各一K撑，其中一字撑及K撑横管为1100钢管，钢管采用Q345

2、C，壁厚16。K撑撑脚钢管为400钢管，钢管采用Q345C，壁厚12。吊杆采用OVMLZM737I型成品吊杆，吊杆间距4m，全桥计2×17根吊杆。对应吊杆处设置内横梁，在横梁之间安装桥面板。系杆拱桥跨高水河，规划III级航道，标准通航净空为60×7m。设计最高通航水位8.33，河道在南水北调调水期常水位为7.0左右。系杆底高程为15.80。二、 系杆拱桥设计施工顺序（系杆现浇、完成系杆层后安装拱肋）1）工厂加工钢管，现场预制中横梁，达到强度后，张拉中横梁第一批预应力钢束；2）搭支架现场分三段浇注系杆及拱肋预埋段、端横梁；3）浇注系杆两道湿接缝；4）待系杆和端横梁达到强度后，

3、张拉端横梁预应力钢束，张拉系杆第一批预应力钢束；5）安装中横梁，张拉横梁第二批预应力钢束；6）安装行车道板；7）桥面搭设支架，安装拱肋钢管、风撑钢管；8）灌注拱肋内混凝土；9）安装吊杆，拆除拱肋安装支架，张拉吊杆；10）拆除桥下临时支架;11)张拉系杆中第二批预应力钢束；12）施工桥面二期恒载；13）安装伸缩缝，完成全桥施工。三、原设计方案现浇支架计算(一)、荷载1、行车道板重130×25/（74×2）=22KN/m2、中横梁重0.76×8.5×25×17/（69×2）=20KN/m3、系杆重（4×1.4×1.83

4、.2×1.2×0.83.2×2×0.1×0.1）×25/4=44.2KN/m4、施工荷载 10KN/m 5、贝雷自重（一节长）（1）贝雷片 5×2.7=13.5KN（2）加强弦杆 5×2×0.8=8KN（3）贝雷销 5×4×0.03=0.6KN（4）支撑架 2×0.212×0.4=1.2KN（5）弦杆螺栓 10×2×0.0074=0.15KN（6）支撑架螺栓 24×0.0069=0.17KN小计23.62KN 合7.87KN/m吊杆张拉

5、前的支架计算荷载组合（12345）合计104KN/m，取安全系数K=1.2q= 125KN/m（二）、受力分析1、受力简图 2、内力图（三）强度校核最大弯矩 7650KNm1687.5×5×0.8=6750 KNm5片贝雷抗弯强度不满足，需6片贝雷才能满足抗弯强度要求。最大剪力 1875KN245.2×5×0.8=980.8KN 不满足考虑贝雷片自重，需采用6排双层贝雷才能满足抗剪要求。搭设双层贝雷支架后，通航孔净空高度只有不到4米，不能满足通航要求。四、建议方案(少支架预制安装)由于高水河桥在施工区域的特殊性，北侧40米就是老的进闸桥，老桥通航孔与新桥

6、通航孔并不重合，故采用现浇支架法施工，通航高度、宽度及通航安全很难保证，采取无支架整片吊装的条件又不具备、且线型很难控制。项目部建议采用少支架预制安装施工方案。系杆、横梁及行车道板全部采取预制安装。 施工顺序如下：1）工厂加工钢管，现场预制中横梁、系梁中间三大段及拱脚段及端横梁，达到强度后，张拉横梁第一批预应力钢束；2）搭支安装拱脚段、端横梁、系杆中间三段及1#、2#、5#、6#、12#、13#、16#、17#中横梁；3）浇注系杆、端横梁及第一批中横梁湿头；4）待系杆和横梁湿接头混凝土达到强度后，张拉端横梁、第一批中横梁第二批预应力钢束，张拉系杆第一批预应力钢束；5）桥面搭设支架，安装拱肋钢管

7、、风撑钢管，灌注拱肋内混凝土； 6）拆除桥面支架，按顺序对吊杆进行第一次张拉；7）拆除桥下临时支架;8）张拉系杆中第二批预应力钢束；9）安装剩余中横梁，浇筑湿接头，张拉第二批中横梁第二批预应力；10）安装行车道板;11)现浇调平层；12）现浇护栏和水泥混凝土面层；13）吊杆第二次张拉，成桥。五、两种方案比较1、工况条件的要求第一种方案：（1）要求两岸都有交通条件，可以提供混凝土；（2）整个施工期间要求断航，时间大约为一年。第二种方案：（1）一侧有交通条件，可以提供混凝土；（2）任何可以进行浮吊船操作的河道，不需要整个施工期断航，只需要在浮吊船操作过程中断航，间歇性断航时间约为每天8小时，计15

8、天。2、工期考虑预制构件在做基础灌注桩及下部构造时完成。第一种方案：支架搭设2个月，支架预压1个月，分三段浇筑系杆、拱脚段及端横梁3个月，浇筑系杆二道湿接头、等强及张拉端横梁半个月，安装中横梁、浇筑中横梁湿接头、等强及张拉中横梁第二批预应力钢束半个月，安装行车道板半个月，在桥面搭设支架、安装拱肋风撑及灌注拱肋内混凝土半个月，安装吊杆、拆除桥面支架及张拉吊杆半月，拆除桥下支架2月（占用桥梁施工工期1天，忽略），张拉系杆中第二批预应力钢束、施工桥面二期恒载、安装伸缩缝等1月，至支架完全拆除共需10个半月，成桥需要9个半月。第二种方案：支架搭设1个月，安装拱脚段、端横梁、系杆中间三段及1#、2#、5

9、#、6#、12#、13#、16#、17#中横梁、浇注系杆、端横梁及第一批中横梁湿头及，张拉端横梁、第一批中横梁第二批预应力钢束，张拉系杆第一批预应力钢束1个月；桥面搭设支架，安装拱肋钢管、风撑钢管，灌注拱肋内混凝土半个月；安装吊杆、拆除桥面支架，按顺序对吊杆进行第一次张拉半个月；拆除桥下临时支架1个月（占用桥梁施工工期1天，忽略），张拉系杆中第二批预应力钢束、安装剩余中横梁，浇筑湿接头，张拉第二批中横梁第二批预应力半个月，安装行车道板10天，现浇调平层5天，现浇护栏和水泥混凝土面层10天，吊杆第二次张拉5天。成桥需要4个半月，支架使用4个月。3、质量第一种方案：（1）因采取支架现浇，存在支架下

10、沉影响线型的问题；（2）因场地条件所限，混凝土只能由高水河东侧接200米泵管输送到仓面，存在堵管等问题，可能导致混凝土浇筑停顿甚至中止等情况发生，会形成施工冷缝等质量问题。第二种方案：（1）因构件安装时采用砂筒配合千斤顶等工具，可以精确调节构件的轴线及高程，不会影响桥梁的线型；现场只浇筑少量的湿接头混凝土，不存在堵管等隐患，混凝土浇筑质量能够得到保证；4、安全水上平台施工，施工周期越长，安全越不能得到保证。故第二种方案更安全。5、通航保证第一种方案不能满足5级航道通航净高5米的要求，施工期间需完全断航，断航时间10个半月。第二种方案只需间歇性断航，时间约为每天8小时，计15天。6、经济不考虑水

11、上施工的施工难度的影响，钢筋混凝土的人工费等按两种方案相同计，只对支架及安装浮吊使用费进行比较。第一种方案：因该方案没有考虑施工期间利用拱肋及吊杆承载部分系杆层的荷载，所有系杆层（包括系杆、中横梁、行车道板）、拱肋安装支架及拱肋、风撑的所有重量全部由系杆现浇支架来承受，故需要支架管桩120根约120T，贝雷800片，型钢60T。施工期材料租金为：管桩：120T×200元/T月×10.5月=25.2万元；贝雷：考虑加强弦杆等配件租金，按每片75元/月计800片×75元/片月×10.5月=63万元；型钢：60T×200元/T月×10.5月

12、=12.6万元；支架搭设：打拔钢管桩： 120根×1600元/根=19.2万元；贝雷搭拆 ： 800 片×200元/片=16万元；支架预压系杆层、拱肋及施工荷载约2000T，预压材料费、人工费、机械费按100元/T计，需20万元；安装浮吊使用费 15万元；计171万元。第二种方案因该方案考虑到施工期间利用拱肋及吊杆承载部分系杆层的荷载，故只需要支架管桩80根约80T，贝雷400片，型钢30T。施工期材料租金为：管桩：80×200元/T月×4月=6.4万元。贝雷：考虑加强弦杆等配件租金，按每片75元/月计400片×75元/片月×4月=1

13、2万元型钢：30T×200元/T月×4月=2.4万元支架搭设：打拔钢管桩： 80根×1600元/根=12.8万元贝雷搭拆 ： 400 片×200元/片=8万元安装浮吊使用费 27万元计68.6万元。两种方案对比表序号对比项目第一种方案（系杆现浇）第二种方案（少支架预制安装）1工况条件要求高：要两侧有交通条件并能提供混凝土、要完全断航要求低：要一侧有交通条件并能提供混凝土、间歇断航2工期成桥9个半月成桥4个半月3质量有较大的质量隐患质量有保证4安全施工期长，安全隐患大施工期短，安全隐患小5通航保证不能通航可以通航，只需间歇性断航6经济施工成本高，支架及吊装

14、浮吊需171万元施工成本低，支架及吊装浮吊需68.6万元六、结束语 邵伯三线船闸进闸桥梁工程第二联系杆拱桥采用少支架预制安装的设计及施工方案，于2010年4月份开始搭设支架，至2010年8月份完成系杆拱桥的施工。在质量、进度、安全、经济效益及通航保证等各个方面都取得了比较好的结果。对于工期要求紧的城区系杆拱桥而言，少支架预制安装的方案应是系杆拱桥施工的首选。测量学模拟试卷一、 单项选择题（每小题1 分，共20 分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。得分评卷人复查人1经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差（A ）。A 18

15、0° B 0° C 90° D 270° 2. 1：5000地形图的比例尺精度是（ D ）。A 5 m B 0.1 mm C 5 cm D 50 cm  3. 以下不属于基本测量工作范畴的一项是（ C）。A 高差测量 B 距离测量 C 导线测量 D 角度测量 4. 已知某直线的坐标方位角为220°，则其象限角为（D ）。A 220° B 40° C 南西50° D 南西40°5. 由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为（A ）。A 坐标正算 B 坐标反算

16、C 导线计算 D 水准计算6. 闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差（ A ）。A为一不等于0的常数 B 与导线形状有关 C总为0 D 由路线中两点确定7. 在地形图中，表示测量控制点的符号属于（D ）。A 比例符号 B 半依比例符号 C 地貌符号 D 非比例符号8. 在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为（A ）。A 后方交会 B 前方交会 C 侧方交会 D 无法确定9. 两井定向中不需要进行的一项工作是（C ）。A 投点 B 地面连接 C 测量井筒中钢丝长度 D 井下连接10. 绝对高程是地面点到（ C ）的铅垂距离。A 坐标原点 B任意水准面 C 大地水准面 D 赤道面11下列关于

17、等高线的叙述是错误的是：（A ）A 高程相等的点在同一等高线上B 等高线必定是闭合曲线，即使本幅图没闭合，则在相邻的图幅闭合C 等高线不能分叉、相交或合并D 等高线经过山脊与山脊线正交12下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是（B ）A几何图形符号，定位点在符号图形中心B符号图形中有一个点，则该点即为定位点C宽底符号，符号定位点在符号底部中心D底部为直角形符号，其符号定位点位于最右边顶点处13下面关于控制网的叙述错误的是（D ）A 国家控制网从高级到低级布设B 国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等C 国家控制网分为平面控制网和高程控制网D 直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制

18、网14下图为某地形图的一部分，各等高线高程如图所视，A点位于线段MN上，点A到点M和点N的图上水平距离为MA=3mm，NA=2mm，则A点高程为（A ）ANM373635A 36.4m B 36.6m C 37.4m D 37.6m100°30130°30100°30DCBA15如图所示支导线，AB边的坐标方位角为，转折角如图，则CD边的坐标方位角为（ B ）A B C D16三角高程测量要求对向观测垂直角，计算往返高差，主要目的是（D ）A 有效地抵偿或消除球差和气差的影响B 有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响C 有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响D

19、有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响17下面测量读数的做法正确的是（ C ）A 用经纬仪测水平角，用横丝照准目标读数B 用水准仪测高差，用竖丝切准水准尺读数C 水准测量时，每次读数前都要使水准管气泡居中D 经纬仪测竖直角时，尽量照准目标的底部18水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是（ D ）。A 对中-整平-瞄准-读数 A 整平-瞄准-读数-精平C 粗平-精平-瞄准-读数 D粗平-瞄准-精平-读数19矿井平面联系测量的主要任务是（ D ）A 实现井上下平面坐标系统的统一 B 实现井上下高程的统一C 作为井下基本平面控制 D 提高井下导线测量的精度20 井口水准基点一般位于（ A ）。A

20、 地面工业广场井筒附近 B 井下井筒附近C 地面任意位置的水准点 D 井下任意位置的水准点二、 填空题（每空2分，共20分）得分评卷人复查人21水准测量中，为了进行测站检核，在一个测站要测量两个高差值进行比较，通常采用的测量检核方法是双面尺法和 。22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_磁北方向_和坐标纵线方向。23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_和不依比例符号。24 井下巷道掘进过程中，为了保证巷道的方向和坡度，通常要进行中线和_的标定工作。25 测量误差按其对测量结果的影响性质，可分为系统误差和_偶然误差_。26 地物注记的形式有文字注记、 _ 和符号注记三种。27 象限角

21、的取值范围是： 0-90 。28 经纬仪安置通常包括整平和 对中 。29 为了便于计算和分析，对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示，这个数学曲面称为 参考托球面 。30 光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和 差分 。三、 名词解释（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人31竖盘指标差竖盘分划误差32水准测量利用水准仪测定两点间的高差33系统误差由客观原因造成的具有统计规律性的误差34视准轴仪器望远镜物镜和目镜中心的连线四、 简答题（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人35简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。对中，整平，定向，测角。观测角度值减去定向角

22、度值36什么叫比例尺精度？它在实际测量工作中有何意义？图上0.1毫米在实地的距离。可以影响地物取舍37简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。38高斯投影具有哪些基本规律。五、 计算题（每小题10分，共20分）得分评卷人复查人39在1：2000图幅坐标方格网上，量测出ab = 2.0cm, ac = 1.6cm, ad = 3.9cm, ae = 5.2cm。试计算AB长度DAB及其坐标方位角AB。abdceBA120014001600180040从图上量得点M的坐标XM=14.22m, YM=86.71m；点A的坐标为XA=42.34m, YA=85.00m。试计算M

23、、A两点的水平距离和坐标方位角。测量学 标准答案与评分说明一、 一、  单项选择题（每题1分）1 A； 2 D； 3 C； 4 D； 5 A； 6 C； 7 D； 8 A； 9 C； 10 C；11 A；12 D；13 B；14 A； 15 B；16 A；17 C；18 D； 19 A；20 A 二、 二、  填空题 （每空2分，共20分）21 变更仪器高法22 磁北方向23 半依比例符号（或线状符号）24腰线25偶然误差26数字注记27 大于等于0度且小于等于90度（或0°, 90°）28 对中29 旋转椭球体面30 脉冲式测距仪 

24、三、 三、  名词解释（每题5分，共20分）31竖盘指标差：在垂直角测量中，当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向其正确位置90度或270度，而是与正确位置相差一个小角度x, x即为竖盘指标差。32 水准测量：利用一条水平视线并借助于水准尺，测量地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。33 系统误差：在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。34视准轴：望远镜物镜光心与十字丝中心（或交叉点）的连线。 四、 四、  简答题（每题5分，共20分）35（1）在测站点O上安置经纬仪，对中，整平（1分）（2）盘左瞄准A点，读数LA，顺时针旋转照准部到B点，读数LB，计算上半测回角度O1=LB-LA； （2分）（3）旋转望远镜和照准部，变为盘右方向，瞄准B点读数RB，逆时针旋转到A点，读数RA，计算下半测回角度O2=RB-RA； （3分）（4）比较O1和O2的差，若超过限差则不符合要求，需要重新测量，若小于限差，则取平均值为最终测量结果 O = （O1+O2）/2 （5分） 36 图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。（3分）其作用主要在于：一