系桿拱橋施工方案比較與選擇

1、系桿拱橋施工方案比較與選擇摘要：筆者在下文對先梁后拱式系桿拱橋的三種設(shè)計、施工方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性、工期及安全進(jìn)行了比較，供同行參考。關(guān)鍵詞：系桿拱橋；施工方案；比較；選擇一、 工程概況主橋采用剛性系桿剛性拱肋的鋼管砼系桿拱結(jié)構(gòu)，系桿跨徑為77.7m，計算跨徑為70m矢高為14.801m，矢跨比D1/5，采用二次拋物線線型，拱軸線方程為Y=(4fx/L2)(L-x)，其中L74.006m，f=14.801m。系桿采用高1.8m，寬1.4m矩形空箱斷面，拱肋采用單根1100鋼管，鋼管采用Q345C，壁厚16。風(fēng)撐為中間一字撐、兩側(cè)各一K撐，其中一字撐及K撐橫管為1100鋼管，鋼管采用Q345

2、C，壁厚16。K撐撐腳鋼管為400鋼管，鋼管采用Q345C，壁厚12。吊桿采用OVMLZM737I型成品吊桿，吊桿間距4m，全橋計2×17根吊桿。對應(yīng)吊桿處設(shè)置內(nèi)橫梁，在橫梁之間安裝橋面板。系桿拱橋跨高水河，規(guī)劃III級航道，標(biāo)準(zhǔn)通航凈空為60×7m。設(shè)計最高通航水位8.33，河道在南水北調(diào)調(diào)水期常水位為7.0左右。系桿底高程為15.80。二、 系桿拱橋設(shè)計施工順序（系桿現(xiàn)澆、完成系桿層后安裝拱肋）1）工廠加工鋼管，現(xiàn)場預(yù)制中橫梁，達(dá)到強(qiáng)度后，張拉中橫梁第一批預(yù)應(yīng)力鋼束；2）搭支架現(xiàn)場分三段澆注系桿及拱肋預(yù)埋段、端橫梁；3）澆注系桿兩道濕接縫；4）待系桿和端橫梁達(dá)到強(qiáng)度后，

3、張拉端橫梁預(yù)應(yīng)力鋼束，張拉系桿第一批預(yù)應(yīng)力鋼束；5）安裝中橫梁，張拉橫梁第二批預(yù)應(yīng)力鋼束；6）安裝行車道板；7）橋面搭設(shè)支架，安裝拱肋鋼管、風(fēng)撐鋼管；8）灌注拱肋內(nèi)混凝土；9）安裝吊桿，拆除拱肋安裝支架，張拉吊桿；10）拆除橋下臨時支架;11)張拉系桿中第二批預(yù)應(yīng)力鋼束；12）施工橋面二期恒載；13）安裝伸縮縫，完成全橋施工。三、原設(shè)計方案現(xiàn)澆支架計算(一)、荷載1、行車道板重130×25/（74×2）=22KN/m2、中橫梁重0.76×8.5×25×17/（69×2）=20KN/m3、系桿重（4×1.4×1.83

4、.2×1.2×0.83.2×2×0.1×0.1）×25/4=44.2KN/m4、施工荷載 10KN/m 5、貝雷自重（一節(jié)長）（1）貝雷片 5×2.7=13.5KN（2）加強(qiáng)弦桿 5×2×0.8=8KN（3）貝雷銷 5×4×0.03=0.6KN（4）支撐架 2×0.212×0.4=1.2KN（5）弦桿螺栓 10×2×0.0074=0.15KN（6）支撐架螺栓 24×0.0069=0.17KN小計23.62KN 合7.87KN/m吊桿張拉

5、前的支架計算荷載組合（12345）合計104KN/m，取安全系數(shù)K=1.2q= 125KN/m（二）、受力分析1、受力簡圖 2、內(nèi)力圖（三）強(qiáng)度校核最大彎矩 7650KNm1687.5×5×0.8=6750 KNm5片貝雷抗彎強(qiáng)度不滿足，需6片貝雷才能滿足抗彎強(qiáng)度要求。最大剪力 1875KN245.2×5×0.8=980.8KN 不滿足考慮貝雷片自重，需采用6排雙層貝雷才能滿足抗剪要求。搭設(shè)雙層貝雷支架后，通航孔凈空高度只有不到4米，不能滿足通航要求。四、建議方案(少支架預(yù)制安裝)由于高水河橋在施工區(qū)域的特殊性，北側(cè)40米就是老的進(jìn)閘橋，老橋通航孔與新橋

6、通航孔并不重合，故采用現(xiàn)澆支架法施工，通航高度、寬度及通航安全很難保證，采取無支架整片吊裝的條件又不具備、且線型很難控制。項目部建議采用少支架預(yù)制安裝施工方案。系桿、橫梁及行車道板全部采取預(yù)制安裝。 施工順序如下：1）工廠加工鋼管，現(xiàn)場預(yù)制中橫梁、系梁中間三大段及拱腳段及端橫梁，達(dá)到強(qiáng)度后，張拉橫梁第一批預(yù)應(yīng)力鋼束；2）搭支安裝拱腳段、端橫梁、系桿中間三段及1#、2#、5#、6#、12#、13#、16#、17#中橫梁；3）澆注系桿、端橫梁及第一批中橫梁濕頭；4）待系桿和橫梁濕接頭混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，張拉端橫梁、第一批中橫梁第二批預(yù)應(yīng)力鋼束，張拉系桿第一批預(yù)應(yīng)力鋼束；5）橋面搭設(shè)支架，安裝拱肋鋼管

7、、風(fēng)撐鋼管，灌注拱肋內(nèi)混凝土； 6）拆除橋面支架，按順序?qū)Φ鯒U進(jìn)行第一次張拉；7）拆除橋下臨時支架;8）張拉系桿中第二批預(yù)應(yīng)力鋼束；9）安裝剩余中橫梁，澆筑濕接頭，張拉第二批中橫梁第二批預(yù)應(yīng)力；10）安裝行車道板;11)現(xiàn)澆調(diào)平層；12）現(xiàn)澆護(hù)欄和水泥混凝土面層；13）吊桿第二次張拉，成橋。五、兩種方案比較1、工況條件的要求第一種方案：（1）要求兩岸都有交通條件，可以提供混凝土；（2）整個施工期間要求斷航，時間大約為一年。第二種方案：（1）一側(cè)有交通條件，可以提供混凝土；（2）任何可以進(jìn)行浮吊船操作的河道，不需要整個施工期斷航，只需要在浮吊船操作過程中斷航，間歇性斷航時間約為每天8小時，計15

8、天。2、工期考慮預(yù)制構(gòu)件在做基礎(chǔ)灌注樁及下部構(gòu)造時完成。第一種方案：支架搭設(shè)2個月，支架預(yù)壓1個月，分三段澆筑系桿、拱腳段及端橫梁3個月，澆筑系桿二道濕接頭、等強(qiáng)及張拉端橫梁半個月，安裝中橫梁、澆筑中橫梁濕接頭、等強(qiáng)及張拉中橫梁第二批預(yù)應(yīng)力鋼束半個月，安裝行車道板半個月，在橋面搭設(shè)支架、安裝拱肋風(fēng)撐及灌注拱肋內(nèi)混凝土半個月，安裝吊桿、拆除橋面支架及張拉吊桿半月，拆除橋下支架2月（占用橋梁施工工期1天，忽略），張拉系桿中第二批預(yù)應(yīng)力鋼束、施工橋面二期恒載、安裝伸縮縫等1月，至支架完全拆除共需10個半月，成橋需要9個半月。第二種方案：支架搭設(shè)1個月，安裝拱腳段、端橫梁、系桿中間三段及1#、2#、5

9、#、6#、12#、13#、16#、17#中橫梁、澆注系桿、端橫梁及第一批中橫梁濕頭及，張拉端橫梁、第一批中橫梁第二批預(yù)應(yīng)力鋼束，張拉系桿第一批預(yù)應(yīng)力鋼束1個月；橋面搭設(shè)支架，安裝拱肋鋼管、風(fēng)撐鋼管，灌注拱肋內(nèi)混凝土半個月；安裝吊桿、拆除橋面支架，按順序?qū)Φ鯒U進(jìn)行第一次張拉半個月；拆除橋下臨時支架1個月（占用橋梁施工工期1天，忽略），張拉系桿中第二批預(yù)應(yīng)力鋼束、安裝剩余中橫梁，澆筑濕接頭，張拉第二批中橫梁第二批預(yù)應(yīng)力半個月，安裝行車道板10天，現(xiàn)澆調(diào)平層5天，現(xiàn)澆護(hù)欄和水泥混凝土面層10天，吊桿第二次張拉5天。成橋需要4個半月，支架使用4個月。3、質(zhì)量第一種方案：（1）因采取支架現(xiàn)澆，存在支架下

10、沉影響線型的問題；（2）因場地條件所限，混凝土只能由高水河?xùn)|側(cè)接200米泵管輸送到倉面，存在堵管等問題，可能導(dǎo)致混凝土澆筑停頓甚至中止等情況發(fā)生，會形成施工冷縫等質(zhì)量問題。第二種方案：（1）因構(gòu)件安裝時采用砂筒配合千斤頂?shù)裙ぞ?，可以精確調(diào)節(jié)構(gòu)件的軸線及高程，不會影響橋梁的線型；現(xiàn)場只澆筑少量的濕接頭混凝土，不存在堵管等隱患，混凝土澆筑質(zhì)量能夠得到保證；4、安全水上平臺施工，施工周期越長，安全越不能得到保證。故第二種方案更安全。5、通航保證第一種方案不能滿足5級航道通航凈高5米的要求，施工期間需完全斷航，斷航時間10個半月。第二種方案只需間歇性斷航，時間約為每天8小時，計15天。6、經(jīng)濟(jì)不考慮水

11、上施工的施工難度的影響，鋼筋混凝土的人工費等按兩種方案相同計，只對支架及安裝浮吊使用費進(jìn)行比較。第一種方案：因該方案沒有考慮施工期間利用拱肋及吊桿承載部分系桿層的荷載，所有系桿層（包括系桿、中橫梁、行車道板）、拱肋安裝支架及拱肋、風(fēng)撐的所有重量全部由系桿現(xiàn)澆支架來承受，故需要支架管樁120根約120T，貝雷800片，型鋼60T。施工期材料租金為：管樁：120T×200元/T月×10.5月=25.2萬元；貝雷：考慮加強(qiáng)弦桿等配件租金，按每片75元/月計800片×75元/片月×10.5月=63萬元；型鋼：60T×200元/T月×10.5月

12、=12.6萬元；支架搭設(shè)：打拔鋼管樁： 120根×1600元/根=19.2萬元；貝雷搭拆 ： 800 片×200元/片=16萬元；支架預(yù)壓系桿層、拱肋及施工荷載約2000T，預(yù)壓材料費、人工費、機(jī)械費按100元/T計，需20萬元；安裝浮吊使用費 15萬元；計171萬元。第二種方案因該方案考慮到施工期間利用拱肋及吊桿承載部分系桿層的荷載，故只需要支架管樁80根約80T，貝雷400片，型鋼30T。施工期材料租金為：管樁：80×200元/T月×4月=6.4萬元。貝雷：考慮加強(qiáng)弦桿等配件租金，按每片75元/月計400片×75元/片月×4月=1

13、2萬元型鋼：30T×200元/T月×4月=2.4萬元支架搭設(shè)：打拔鋼管樁： 80根×1600元/根=12.8萬元貝雷搭拆 ： 400 片×200元/片=8萬元安裝浮吊使用費 27萬元計68.6萬元。兩種方案對比表序號對比項目第一種方案（系桿現(xiàn)澆）第二種方案（少支架預(yù)制安裝）1工況條件要求高：要兩側(cè)有交通條件并能提供混凝土、要完全斷航要求低：要一側(cè)有交通條件并能提供混凝土、間歇斷航2工期成橋9個半月成橋4個半月3質(zhì)量有較大的質(zhì)量隱患質(zhì)量有保證4安全施工期長，安全隱患大施工期短，安全隱患小5通航保證不能通航可以通航，只需間歇性斷航6經(jīng)濟(jì)施工成本高，支架及吊裝

14、浮吊需171萬元施工成本低，支架及吊裝浮吊需68.6萬元六、結(jié)束語 邵伯三線船閘進(jìn)閘橋梁工程第二聯(lián)系桿拱橋采用少支架預(yù)制安裝的設(shè)計及施工方案，于2010年4月份開始搭設(shè)支架，至2010年8月份完成系桿拱橋的施工。在質(zhì)量、進(jìn)度、安全、經(jīng)濟(jì)效益及通航保證等各個方面都取得了比較好的結(jié)果。對于工期要求緊的城區(qū)系桿拱橋而言，少支架預(yù)制安裝的方案應(yīng)是系桿拱橋施工的首選。測量學(xué)模擬試卷一、 單項選擇題（每小題1 分，共20 分）在下列每小題的四個備選答案中選出一個正確的答案，并將其字母標(biāo)號填入題干的括號內(nèi)。得分評卷人復(fù)查人1經(jīng)緯儀測量水平角時，正倒鏡瞄準(zhǔn)同一方向所讀的水平方向值理論上應(yīng)相差（A ）。A 18

15、0° B 0° C 90° D 270° 2. 1：5000地形圖的比例尺精度是（ D ）。A 5 m B 0.1 mm C 5 cm D 50 cm  3. 以下不屬于基本測量工作范疇的一項是（ C）。A 高差測量 B 距離測量 C 導(dǎo)線測量 D 角度測量 4. 已知某直線的坐標(biāo)方位角為220°，則其象限角為（D ）。A 220° B 40° C 南西50° D 南西40°5. 由一條線段的邊長、方位角和一點坐標(biāo)計算另一點坐標(biāo)的計算稱為（A ）。A 坐標(biāo)正算 B 坐標(biāo)反算

16、C 導(dǎo)線計算 D 水準(zhǔn)計算6. 閉合導(dǎo)線在X軸上的坐標(biāo)增量閉合差（ A ）。A為一不等于0的常數(shù) B 與導(dǎo)線形狀有關(guān) C總為0 D 由路線中兩點確定7. 在地形圖中，表示測量控制點的符號屬于（D ）。A 比例符號 B 半依比例符號 C 地貌符號 D 非比例符號8. 在未知點上設(shè)站對三個已知點進(jìn)行測角交會的方法稱為（A ）。A 后方交會 B 前方交會 C 側(cè)方交會 D 無法確定9. 兩井定向中不需要進(jìn)行的一項工作是（C ）。A 投點 B 地面連接 C 測量井筒中鋼絲長度 D 井下連接10. 絕對高程是地面點到（ C ）的鉛垂距離。A 坐標(biāo)原點 B任意水準(zhǔn)面 C 大地水準(zhǔn)面 D 赤道面11下列關(guān)于

17、等高線的敘述是錯誤的是：（A ）A 高程相等的點在同一等高線上B 等高線必定是閉合曲線，即使本幅圖沒閉合，則在相鄰的圖幅閉合C 等高線不能分叉、相交或合并D 等高線經(jīng)過山脊與山脊線正交12下面關(guān)于非比例符號中定位點位置的敘述錯誤的是（B ）A幾何圖形符號，定位點在符號圖形中心B符號圖形中有一個點，則該點即為定位點C寬底符號，符號定位點在符號底部中心D底部為直角形符號，其符號定位點位于最右邊頂點處13下面關(guān)于控制網(wǎng)的敘述錯誤的是（D ）A 國家控制網(wǎng)從高級到低級布設(shè)B 國家控制網(wǎng)按精度可分為A、B、C、D、E五等C 國家控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)D 直接為測圖目的建立的控制網(wǎng)，稱為圖根控制

18、網(wǎng)14下圖為某地形圖的一部分，各等高線高程如圖所視，A點位于線段MN上，點A到點M和點N的圖上水平距離為MA=3mm，NA=2mm，則A點高程為（A ）ANM373635A 36.4m B 36.6m C 37.4m D 37.6m100°30130°30100°30DCBA15如圖所示支導(dǎo)線，AB邊的坐標(biāo)方位角為，轉(zhuǎn)折角如圖，則CD邊的坐標(biāo)方位角為（ B ）A B C D16三角高程測量要求對向觀測垂直角，計算往返高差，主要目的是（D ）A 有效地抵償或消除球差和氣差的影響B(tài) 有效地抵償或消除儀器高和覘標(biāo)高測量誤差的影響C 有效地抵償或消除垂直角讀數(shù)誤差的影響D

19、有效地抵償或消除讀盤分劃誤差的影響17下面測量讀數(shù)的做法正確的是（ C ）A 用經(jīng)緯儀測水平角，用橫絲照準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù)B 用水準(zhǔn)儀測高差，用豎絲切準(zhǔn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)C 水準(zhǔn)測量時，每次讀數(shù)前都要使水準(zhǔn)管氣泡居中D 經(jīng)緯儀測豎直角時，盡量照準(zhǔn)目標(biāo)的底部18水準(zhǔn)測量時對一端水準(zhǔn)尺進(jìn)行測量的正確操作步驟是（ D ）。A 對中-整平-瞄準(zhǔn)-讀數(shù) A 整平-瞄準(zhǔn)-讀數(shù)-精平C 粗平-精平-瞄準(zhǔn)-讀數(shù) D粗平-瞄準(zhǔn)-精平-讀數(shù)19礦井平面聯(lián)系測量的主要任務(wù)是（ D ）A 實現(xiàn)井上下平面坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一 B 實現(xiàn)井上下高程的統(tǒng)一C 作為井下基本平面控制 D 提高井下導(dǎo)線測量的精度20 井口水準(zhǔn)基點一般位于（ A ）。A

20、 地面工業(yè)廣場井筒附近 B 井下井筒附近C 地面任意位置的水準(zhǔn)點 D 井下任意位置的水準(zhǔn)點二、 填空題（每空2分，共20分）得分評卷人復(fù)查人21水準(zhǔn)測量中，為了進(jìn)行測站檢核，在一個測站要測量兩個高差值進(jìn)行比較，通常采用的測量檢核方法是雙面尺法和 。22直線定向常用的標(biāo)準(zhǔn)方向有真子午線方向、_磁北方向_和坐標(biāo)縱線方向。23地形圖符號一般分為比例符號、_半依比例符號_和不依比例符號。24 井下巷道掘進(jìn)過程中，為了保證巷道的方向和坡度，通常要進(jìn)行中線和_的標(biāo)定工作。25 測量誤差按其對測量結(jié)果的影響性質(zhì)，可分為系統(tǒng)誤差和_偶然誤差_。26 地物注記的形式有文字注記、 _ 和符號注記三種。27 象限角

21、的取值范圍是： 0-90 。28 經(jīng)緯儀安置通常包括整平和 對中 。29 為了便于計算和分析，對大地水準(zhǔn)面采用一個規(guī)則的數(shù)學(xué)曲面進(jìn)行表示，這個數(shù)學(xué)曲面稱為 參考托球面 。30 光電測距儀按照測量時間的方式可以分為相位式測距儀和 差分 。三、 名詞解釋（每小題5分，共20分）得分評卷人復(fù)查人31豎盤指標(biāo)差豎盤分劃誤差32水準(zhǔn)測量利用水準(zhǔn)儀測定兩點間的高差33系統(tǒng)誤差由客觀原因造成的具有統(tǒng)計規(guī)律性的誤差34視準(zhǔn)軸儀器望遠(yuǎn)鏡物鏡和目鏡中心的連線四、 簡答題（每小題5分，共20分）得分評卷人復(fù)查人35簡述測回法測量水平角時一個測站上的工作步驟和角度計算方法。對中，整平，定向，測角。觀測角度值減去定向角

22、度值36什么叫比例尺精度？它在實際測量工作中有何意義？圖上0.1毫米在實地的距離?？梢杂绊懙匚锶∩?7簡述用極坐標(biāo)法在實地測設(shè)圖紙上某點平面位置的要素計算和測設(shè)過程。38高斯投影具有哪些基本規(guī)律。五、 計算題（每小題10分，共20分）得分評卷人復(fù)查人39在1：2000圖幅坐標(biāo)方格網(wǎng)上，量測出ab = 2.0cm, ac = 1.6cm, ad = 3.9cm, ae = 5.2cm。試計算AB長度DAB及其坐標(biāo)方位角AB。abdceBA120014001600180040從圖上量得點M的坐標(biāo)XM=14.22m, YM=86.71m；點A的坐標(biāo)為XA=42.34m, YA=85.00m。試計算M

23、、A兩點的水平距離和坐標(biāo)方位角。測量學(xué) 標(biāo)準(zhǔn)答案與評分說明一、 一、  單項選擇題（每題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、  填空題 （每空2分，共20分）21 變更儀器高法22 磁北方向23 半依比例符號（或線狀符號）24腰線25偶然誤差26數(shù)字注記27 大于等于0度且小于等于90度（或0°, 90°）28 對中29 旋轉(zhuǎn)橢球體面30 脈沖式測距儀 

24、三、 三、  名詞解釋（每題5分，共20分）31豎盤指標(biāo)差：在垂直角測量中，當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時，指標(biāo)并不恰好指向其正確位置90度或270度，而是與正確位置相差一個小角度x, x即為豎盤指標(biāo)差。32 水準(zhǔn)測量：利用一條水平視線并借助于水準(zhǔn)尺，測量地面兩點間的高差，進(jìn)而由已知點的高程推算出未知點的高程的測量工作。33 系統(tǒng)誤差：在相同的觀測條件下，對某量進(jìn)行了n次觀測，如果誤差出現(xiàn)的大小和符號均相同或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。34視準(zhǔn)軸：望遠(yuǎn)鏡物鏡光心與十字絲中心（或交叉點）的連線。 四、 四、  簡答題（每題5分，共20分）35（1）在測站點O上安置經(jīng)緯儀，對中，整平（1分）（2）盤左瞄準(zhǔn)A點，讀數(shù)LA，順時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部到B點，讀數(shù)LB，計算上半測回角度O1=LB-LA； （2分）（3）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡和照準(zhǔn)部，變?yōu)楸P右方向，瞄準(zhǔn)B點讀數(shù)RB，逆時針旋轉(zhuǎn)到A點，讀數(shù)RA，計算下半測回角度O2=RB-RA； （3分）（4）比較O1和O2的差，若超過限差則不符合要求，需要重新測量，若小于限差，則取平均值為最終測量結(jié)果 O = （O1+O2）/2 （5分） 36 圖上0.1mm對應(yīng)的實地距離叫做比例尺精度。（3分）其作用主要在于：一