斜拉橋主塔索道管精密定位工法

1、1 前言隨著橋梁建設(shè)的發(fā)展,斜拉橋以其良好的結(jié)構(gòu)性能和跨越能力以及優(yōu)美的建筑造型在現(xiàn)代橋梁中占據(jù)著重要地位.而斜拉橋主塔索導(dǎo)管的定位則是其施工過(guò)程中一項(xiàng)精度要求最高、工作難度最大，對(duì)成橋質(zhì)量影響顯著的測(cè)量工作。本工法可應(yīng)用于建設(shè)條件相類似的項(xiàng)目，其成果將為斜拉橋索導(dǎo)管定位測(cè)量工作帶來(lái)積極的推動(dòng)作用.2 工法特點(diǎn)目前,主塔索導(dǎo)管的定位方法較多,主要有間接測(cè)量定位法、場(chǎng)地定位安裝后直接吊裝法等。由于其定位的精度很大程度上受管件或其他構(gòu)件的加工誤差影響，很難滿足其定位精度要求。另外受其工法影響，其定位需要多次轉(zhuǎn)換，工序繁瑣，不直觀。而本工法采用三維直接定位法，配以高精度精密全站儀對(duì)索導(dǎo)管的中軸線進(jìn)行

2、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)安裝定位，從而達(dá)到索導(dǎo)管真正意義要求上的精度以及測(cè)量位置的直觀性。在索導(dǎo)管定位時(shí)，采用可編程計(jì)算器，提前將索導(dǎo)管空間線型模型進(jìn)行編程，測(cè)量時(shí)可進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量計(jì)算，從而提高測(cè)量效率。此工法通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新以及成功應(yīng)用，突破了常規(guī)的索導(dǎo)管定位施工方法，為國(guó)內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)工法填補(bǔ)了空白。3 適用范圍本工法適用于斜拉橋索導(dǎo)管定位、懸索橋索導(dǎo)管定位以及類似索導(dǎo)管之類的管道施工定位。4 工藝原理索道管的定位精度包括兩個(gè)方面：一是錨固點(diǎn)空間位置的三維允許偏差5mm；二是索道管軸線與斜拉索軸線的允許角度偏差300m），按拋物線計(jì)算會(huì)帶來(lái)一定的誤差，因而采用更精確的懸鏈線方程求解。5.3.4投影面的改正在三維極坐

3、標(biāo)法對(duì)索導(dǎo)管進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，索導(dǎo)管分布在上塔柱，其所在位置與兩岸側(cè)的測(cè)站點(diǎn)之間高差較大，所以在索導(dǎo)管定位時(shí)必須考慮高程投影面的改正。距離投影改正公式為：，式中H為測(cè)線平均高程，H0為投影面高程，S為平距，R為地球曲率半徑。通過(guò)改正全站儀里棱鏡常數(shù)設(shè)置的辦法進(jìn)行修正測(cè)量距離。5.3.5球氣差改正受氣象條件影響改正公式為：式中P為大氣壓，t為大氣溫度；受球氣差影響改正公式為：式中，K為大氣折光系數(shù)，R為地球曲率半徑。此項(xiàng)改正可以利用修改全站儀內(nèi)部程序設(shè)置里的氣象條件來(lái)完成改正。5.3.6三角高程誤差的消除對(duì)于高塔柱的高程測(cè)量，全站儀測(cè)距三角高程具有方法簡(jiǎn)便靈活、作業(yè)速度快、效率高、受地形條件限制較少等

4、特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于幾何水準(zhǔn)測(cè)量。目前影響全站儀三角高程精度的主要因素仍然是大氣折光的影響。由于大氣折光系數(shù)與氣候、地區(qū)以及地形等復(fù)雜因素相關(guān)，即使同一邊的兩端也不盡相同，因此，用對(duì)向觀測(cè)或水準(zhǔn)測(cè)量反算的大氣折光系數(shù)K值或平均K值，對(duì)一個(gè)地區(qū)的三角高程進(jìn)行改正，并不能真正減弱大氣折光的影響。而對(duì)于大跨度的斜拉橋進(jìn)行索導(dǎo)管測(cè)量時(shí)，對(duì)向觀測(cè)非常困難，大氣折光影響比較嚴(yán)重。為減少這種誤差，在主塔橫梁大小里程側(cè)各埋設(shè)一個(gè)高精度的高程控制點(diǎn) ，在進(jìn)行索導(dǎo)管三維測(cè)量時(shí)，后視橫梁上的高程控制點(diǎn)，實(shí)時(shí)計(jì)算： 用計(jì)算所得的值對(duì)全站儀設(shè)置的K值進(jìn)行修正。由于視線所通過(guò)的環(huán)境與后視大致相同，可以基本消除大氣折光對(duì)高程

5、測(cè)量的影響。5.3.7定位時(shí)間段的選擇在進(jìn)行索導(dǎo)管定位時(shí)，由于塔柱受日照、風(fēng)力、以及塔柱內(nèi)外溫度不均等因素影響，塔柱位置會(huì)發(fā)生隨機(jī)的變化。在進(jìn)行索導(dǎo)管高精度定位時(shí)，要選擇合適的測(cè)量時(shí)間段。在沒(méi)有日照、沒(méi)有3級(jí)以上大風(fēng)，且空氣濕度及塔柱溫度變化不大的時(shí)間段里進(jìn)行索導(dǎo)管定位。一般情況下，宜選擇在夜間8點(diǎn)到第二天早上5點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量定位作業(yè)，以減少塔柱變形對(duì)索導(dǎo)管定位精度的影響。6 主要測(cè)量?jī)x器設(shè)備主要測(cè)量?jī)x器設(shè)備序號(hào)名稱數(shù)量備注1全站儀1臺(tái)標(biāo)稱精度（測(cè)角1，測(cè)距1+1ppm）2計(jì)算器2部可編程3棱鏡2套棱鏡桿為可伸長(zhǎng)的45cm棱鏡桿4對(duì)講機(jī)4部7 投入人員情況表主要投入人員序號(hào)技術(shù)人數(shù)備注1高級(jí)工程師

6、12工程師23技術(shù)員24測(cè)量員28 質(zhì)量與安全控制8.1嚴(yán)格按照控制網(wǎng)測(cè)設(shè)規(guī)范要求進(jìn)行控制網(wǎng)測(cè)設(shè)；8.2對(duì)加工后的定位板進(jìn)行尺寸檢查，其加工誤差不得大于0.5mm；8.3儀器精度滿足要求，每次測(cè)量前對(duì)儀器進(jìn)行檢查、校準(zhǔn)；8.4定期或不定期對(duì)棱鏡桿進(jìn)行檢查校準(zhǔn)；8.5各測(cè)量人員要各盡其職。9 安全措施索導(dǎo)管施工屬于高空作業(yè)，應(yīng)在保證安全的前提下進(jìn)行測(cè)量工作。9.1各操作人員必須佩戴安全帽方能進(jìn)入施工場(chǎng)地;9.2高空操作人員必須系安全帶，穿防滑鞋;9.3索導(dǎo)管定位處設(shè)置定位平臺(tái)，確保人員安全。10 效益分析10.1 經(jīng)濟(jì)效益此工法的成功應(yīng)用,精度上滿足了設(shè)計(jì)要求,施工方面大大提高了定位效率,為塔柱的如期竣工節(jié)省了時(shí)間.同時(shí),高精度的定位工法使得索導(dǎo)管免去了由于定位精度不夠而采取的一系列措施費(fèi)用,為公司節(jié)省了一定的成本費(fèi)用.10.2 社會(huì)效益索導(dǎo)管精密定位工法的成功研究應(yīng)用,使得我公司在業(yè)主單位和監(jiān)理單位獲得了良好的聲譽(yù)，同時(shí)為我公司樹(shù)立了良好的社會(huì)形象，并為我公司承接下一工程奠定了基礎(chǔ)。11 工程實(shí)例索導(dǎo)管精密定位工法在江順橋的使用看來(lái)，其定位技術(shù)是科學(xué)合理的。索導(dǎo)管的快速準(zhǔn)確定位滿足了設(shè)計(jì)要求，為后續(xù)掛索工作提供了保障。同時(shí)定位技術(shù)實(shí)踐證