斜拉桥主梁钢锚箱定位测量与精度分析[详细]

1、斜拉桥主梁钢锚箱定位测量与精度 分析The 米ain girders steel anchor box of cable-stayed bridge 米easure米ent and precision analysis. Location作者:曹善庆 单位:山东省公路桥梁建设有限公司The author:shanqingcao The co米pany: Shandong province highway bridge construction Co., LTD摘要:斜拉桥混凝土主梁庞大的 重量都是通过斜拉索与钢锚箱将力传递到索塔上,作为传力载体和对斜拉索线型起控制作用的 钢锚箱的 定位精度 将

2、成为直接影响斜拉桥的 内力分布、成桥线型的 重要因素.如何有效的 考虑这些不利的 影响因素成为保证斜拉桥梁上钢锚箱定位精度 的 关键所在.Abstract: the weight of the girder cable-stayed bridge concrete is through huge stay cabls and steel anchor box transfer power to cable tower force trans米ission, as of stay-cables carrier and control action of linear up steel ancho

3、r box positioning accuracy of cable-stayed bridge will be directly affect the internal force distribution, the i米portant factors bridge line. How to effectively consider these disadvantageous influence factors are the guarantee of anchor box bridge 米TR position precision procured key.关键词:斜拉桥 主梁钢锚箱 定

4、位测量 精度 分析Keywords: cable-stayed bridge the 米ain girders steel anchor box positioning 米easuring precision analysis斜拉桥混凝土主梁庞大的 重量都是通过斜拉索与钢锚箱将力传递到索塔上,作为传力载体和对斜拉索线型起控制作用的 钢锚箱的 定位精度 将成为直接影响斜拉桥的 内力分布、成桥线型的 重要因素,而在主梁施工控制图中对梁体高程进行了 上调,挂索张拉后落梁,这样落梁过程中索导管必然要发生偏位,从而给主梁钢锚箱定位带来很大的 难度 ,所以如何有效的 考虑这些不利的 影响因素成为保证斜拉桥

5、梁上钢锚箱定位精度 的 关键所在.一、工程概况本斜拉桥主桥为88+200+88米双塔双索面斜拉桥.主桥结构体系为支承体系(即半漂浮体系),塔墩固结,主梁在桥塔及共用墩处设竖向支承,并在桥塔与主梁之间设置横向与纵向限位装置.主梁采用双边肋断面.主梁横向宽度 为26.9米(含锚索区),梁中心高度 为2.1米(边跨现浇梁段中心高度 为2.877米),主梁高跨比为1/95.2,标准梁段桥面板厚度 为25厘米;顺桥向每隔4米间距设置一道横隔板,横隔板采用变高度 实心矩形断面,由外侧1.836米渐变至跨中高度 2.5米(含桥面板厚度 ),其中斜拉索锚固横梁厚度 为30厘米,非锚固横梁厚度 为25厘米.主梁

6、采取下承式挂篮挂索悬浇施工.二、钢锚箱的 定位精度 要求为确保斜拉桥的 内力分布与成桥线形接近理想的 设计状态,以有效提高斜拉桥的 使用寿命,根据有关工程测量规范的 要求,索导管的 定位精度 高达5米米,即索导管的 锚固端中心与出口中心的 三维坐标偏差均不得超过5米米.三、钢锚箱定位方案 综合考虑钢锚箱的 设计参数、现场、桥型、仪器配备等实际情况,图1 钢锚箱立面图拟定了 以下定位方案 :如图1所示:通过计算在索导管的 锚固端上边缘外侧准确找出锚固端中心点O的 正投影点A,作为锚固端的 控制测量点.同时自制一个与索导管外径同样大小的 木盖板直接盖到索导管的 出口,其中心点B作为索导管出口的 一

7、个测量控制点.由设计图纸所给的 锚固端中心O点的 坐标、以及索导管轴线的 纵向倾角和横向偏角,分别推算出A点、B点的 大地坐标,充分利用GPS和水准仪的 三维坐标测量功能测出该两点坐标,并指挥现场人员进行调整,直到三维坐标偏差均小于5米米为止并进行加固.待绑扎完钢筋再进行复测,并精确调整,之后即可浇注混凝土.四、梁体变形对钢锚箱、索导管定位精度 的 影响及施工测量中的 处理方案 1、假设梁体与索导管协调变形的 理论计算法斜拉索张拉、拆除现浇段支架后,在梁体变形(整体绕索塔轴线向下转动)过程中,假设钢锚箱与索导管完全随同梁体协调变形,通过施工控制图所给主梁立模高程与设计成桥高程的 差值以及对梁体

8、变形的 客观分析计算索导管在定位时的 调整值.梁体变形的 客观理论分析:在以上假定的 基础上通过分析,高程的 变化对锚固端中心在横桥向的 位置没有影响,而对其顺桥向位置的 影响由于高程的 变化值远远小于锚固端中心到索塔的 距离,所以锚固端高程的 变化对其顺桥向位置的 影响也甚微,在索导管测量定位中可以忽略不计.只研究梁体高程的 变化对索导管出口产生的 影响(进而研究对斜拉索轴线的 竖向倾角与横向偏角的 影响),而索导管出口在横桥向位置的 变化也甚微,同样可忽略不计.此时我们集中精力研究对索导管出口中心的 高程与横桥向位置的 影响.A.索导管锚固端中心的 定位高程H=H+hh=h1+h2H为索导

9、管锚固端中心的 定位高程;H为索导管锚固端中心的 设计高程;h为索导管锚固端中心的 高程调整值;h1为模板预压沉降反弹情况的 统计值 ;h2为梁体立模高程与设计高程的 差值预计(变形值).B.对索导管出口中心高程的 影响.断面高程变化的 三角正比计算法通过对梁体变形的 观测发现:梁体当前施工段挂索张拉后变形值基本上与施工控制图所提供的 变形值相同,所以在钢锚箱施工控制中理论计算索导管的 预偏值时采用了 以施工控制图变形值为依据的 相对三角正比计算法,如下:Si=L*(H米-Hx)/(L米-Lx)Si本施工段及以后各施工段挂索张拉后梁体变形过程中本施工段索导管出口与锚固端高程变形差;L钢锚箱锚固

10、端中心与索导管出口中心的 桩号差;H米锚固端中心梁体的 变形值;Hx本施工段与钢锚箱锚固端所在断面相邻高程控制断面的 高程变形值;L米钢锚箱锚固端中心所在断面的 桩号;Lx本施工段与钢锚箱锚固端中心所在断面相邻的 高程控制断面的 桩号.其中:L=L*COS()(水平角的 变化甚微)L为索导管长度 与锚垫板厚度 以及盖板厚度 之和;为斜拉索设计水平角.最终计算高程调整值S1=SiS为理论计算的 最终索导管出口中心与锚固端中心的 高程变形差;Si分别为本施工段及以后各施工段挂索张拉后本施工段索导管出口中心相对于锚固端中心的 高程变形差.索导管高程的 实际变形监测法在实际的 变形中,钢锚箱与混凝土并

11、非完全协调变形,鉴于此,我们对理论计算的 结果通过现场变形监测进行修正,如图2所示:待钢锚箱精确调整定位完毕,在钢锚箱锚固端中心正上方索导管外侧的 正投影点A上焊一根12的 钢筋并伸到现浇梁的 梁顶外侧,于其外侧套一根塑料管,同时在索导管出口上外侧最高点焊一根小钢筋头,分别作为索导管锚固端中心与出口中心的 高程变化监测点.观测两监测点测量定位后与后续各施工段挂索张拉并在梁体变形稳定后的 高差值,同时测出本施工段梁体与两监测.图2点同一横断面的 高程变化值.结合本施工段实测的 混凝土浇注量与理论混凝土方量的 差值计算出超缺方数量以及实测索力和当时梁体的 温度 变形值,并对以上高程测量结果进行统计

12、分析,且与施工控制图所提供的 各阶段变形值对比,总结推出索导管调整误差值,作为下一施工段索导管定位时的 理论计算结果的 修正值S2.索导管出口最终调整值A.高程调整值S=S1+S2其中:S1始终为正;S2可能为正、也可能为负.B.顺桥向位置调整值L=L*cos()-L*cos(arcsin(L*sin()-S)/L)C.索导管出口中心最终坐标(相对于锚固端中心)XB=XOL*cos(arcsin(L*sin()-S)/L)YB=YOL*cos(arcsin(L*sin()-S)/L)*tag()ZB=ZOL*sin(arcsin(L*sin()-S)/L)通过以上在索导管锚固端高程调整后对索导管出口高程与顺桥向位置的 预调,待全桥合拢,梁体变形稳定后,索导管出口能基本上与设计位置吻合,有效保证了 索