專利名稱：斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斜拉橋，尤其涉及一種斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法。
背景技術(shù)：
斜拉橋又稱斜張橋，是將主梁用許多拉索直接拉在塔柱上的一種橋梁，是由承壓的塔柱，受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。其可看作是拉索代替支墩的多跨彈性支承連續(xù)梁。其可使梁體內(nèi)彎矩減小，降低建筑高度，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了材料。 斜拉橋由塔柱、主梁、斜拉索組成。在順橋向塔身兩側(cè)與主梁上都裝有索道管，斜拉索穿過索道管后采用錨固裝置固定在塔身和主梁的錨定板上。斜拉橋是一種自錨式體系，斜拉索穿過索道管，通過兩端分別在塔柱、主梁錨固區(qū)錨固后，將索塔和主梁連成整體。斜拉橋施工受工期、條件等因素的制約，需采用塔梁同步施工的方法，塔梁同步施工不同于常規(guī)采用的先施工塔柱，后施工主梁，相互分離的施工方法，它是在塔柱施工沒有完成以前，就開始主梁節(jié)段的懸臂施工，塔梁施工相互交融，在此過程中同時進行斜拉索的掛索及張拉。塔梁施工優(yōu)點是明顯縮短了工期，節(jié)約了成本，方案經(jīng)濟，但是塔梁同步施工也存在著許多難點，關(guān)鍵就是如何解決在不均勻水平力作用下塔柱線形控制和索道管安裝的問題。對塔柱施工的控制是塔梁同步施工控制的重點和難點，所采取的控制措施基本上都是針對塔柱的。因此，從某種意義上講，塔柱施工控制的成敗決定塔梁同步施工控制的成敗。采取塔梁同步施工技術(shù)時，由于塔柱兩側(cè)主梁重量不完全相等、橋面臨時荷載偏載、張拉斜拉索控制索力的油壓表以及張拉系統(tǒng)的誤差等因素，導(dǎo)致塔柱受不均勻水平力， 塔柱很可能出現(xiàn)較大的偏位，對于后續(xù)塔柱節(jié)段的施工造成很大的困難，很難保證塔柱的順直，因此，針對塔梁同步施工這種新的施工技術(shù)，也應(yīng)采用相應(yīng)的測量控制方法，使得后續(xù)塔柱順直的施工。如圖1所示，已施工的塔柱節(jié)段出現(xiàn)偏位時(主要是縱向偏位)，待澆節(jié)段也隨之偏離塔柱設(shè)計里程，立模設(shè)計數(shù)據(jù)及索道管數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，必須進行修正才能保證塔柱得以順直延續(xù)。也就是說只要獲得了待澆節(jié)段定位的修正數(shù)據(jù)，就可以解決塔梁同步施工技術(shù)中的塔柱順直施工的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種在塔梁同步施工階段方便的對塔柱及索道管進行準確定位的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法。為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，將高精度全站儀架設(shè)在塔柱沿橋向兩側(cè)的強制對中觀測臺上，對埋設(shè)在已施工塔柱節(jié)段側(cè)壁上的監(jiān)測點進行實時觀測，得到監(jiān)測點的變形量，依監(jiān)測點的變形量得出已施工節(jié)段偏位的數(shù)學模型，再依已施工節(jié)段偏位的數(shù)學模型推算出待澆節(jié)段定位的修正數(shù)據(jù)。
高精度全站儀為智能型全站儀TS30。監(jiān)測點為監(jiān)測棱鏡；在一節(jié)塔柱的施工周期內(nèi)，對監(jiān)測棱鏡分四種工況分別進行檢測斜拉索掛索張拉前；斜拉索張拉后；索道管檢查定位；塔柱模板檢查定位。當塔柱受不均勻水平力的作用時，產(chǎn)生水平變形，變形曲線為拋物線，頂點在塔柱根部，變形截止點是水平力施加點；水平力施加點以上部分，在不考慮自重前提下，沿該點拋物線切線方向延伸；已施工節(jié)段偏位的數(shù)學模型為拋物線d = ah2，其中d為塔柱偏離值， h為高程，a為由多組(d，h)值得出的常數(shù)。待澆節(jié)段定位的修正數(shù)據(jù)由Zz1 =L/^￥ + h0, dx =紅/VTTF+d。得出，其中Ovdtl)為受不均勻水平力的點，Ovd1)為拋物線切線上距離Ov d0)為L的待求點，k為切線的斜率，是個常數(shù)。方法包括對修正數(shù)據(jù)的復(fù)核步驟。復(fù)核步驟為在待澆節(jié)段底部固定兩套棱鏡組， 直接觀測最后一次斜拉索掛索并初張拉前后兩次工況，與推算值進行比較。監(jiān)測棱鏡從中塔柱開始由下至上分層布置，其中中塔柱相隔若干節(jié)段、上塔柱每節(jié)段頂部塔柱側(cè)壁上埋設(shè)一層監(jiān)測棱鏡。在進行測量定位工作前，對主梁部分梁段采取臨時性壓重措施。這種方法可以消除不平衡荷載對塔柱的偏位造成的影響，同時為了避免在測量實施過程中塔柱無規(guī)律的擺動，在包括監(jiān)測點觀測、索道管定位、塔柱模板檢查過程，橋面荷載不得發(fā)生變化，塔吊也停止吊重作業(yè)。對塔柱監(jiān)測點的觀測和對塔柱節(jié)段模板檢查、索道管定位測量選擇在凌晨零點至五點，風力小于三級的時段進行。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.只需要用高精度全站儀對監(jiān)測點進行觀測，并做好觀測記錄，將實時觀測的結(jié)果即時用事先編制的計算程序模擬出已施工節(jié)段偏位的數(shù)學模型，依據(jù)此數(shù)學模型推算出待澆節(jié)段定位的修正數(shù)據(jù)，在原設(shè)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行數(shù)學計算，推出經(jīng)修正后的塔柱模板及索道管檢查定位數(shù)據(jù)，據(jù)此數(shù)據(jù)作為塔柱模板及索道管檢查定位依據(jù)指導(dǎo)施工，使得后續(xù)塔柱得以順直的延續(xù)，從而完成針對塔梁同步施工階段對塔柱及索道管定位的測量控制。過程簡單，操作方便。2.考慮到塔梁同步施工時需頻繁的對監(jiān)測點進行觀測，對變形監(jiān)測點的觀測采用最先進的智能型全站儀TS30，其標稱精度為0.5"，士(lmm+lXKfD)。它可以實現(xiàn)自動尋找和精確照準目標，自動測定測站點至目標點的距離、水平方向值和天頂距，計算出三維坐標并記錄在內(nèi)置模塊或計算機內(nèi)。由于它不需要人工照準、讀數(shù)、計算，有利于消除人為誤差的影響、減少記錄計算出錯的幾率，特別是在夜間也不需要給標志照明。該儀器每次觀測記錄一個目標點不超過7s，每點觀測4回也僅30s。一周期觀測9個點不超過5min。其觀測速度之快是人工無法比擬的。3.本發(fā)明包括對修正數(shù)據(jù)的復(fù)核步驟，可以避免由模擬數(shù)學模型推算出的待澆節(jié)段定位數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯，驗證由模擬數(shù)學模型推算出的待澆節(jié)段定位數(shù)據(jù)的可靠性。4.本發(fā)明的方法前提是塔柱偏位不能超過一定的限制，否則塔柱偏位線性更加復(fù)
雜，塔柱偏位越大，由此推算出的待澆節(jié)段定位數(shù)據(jù)精度越低。因此對于塔梁同步施工，嚴
格控制不平衡荷載將顯得尤其重要。建議在施工控制時必須對塔柱兩側(cè)的斜拉索索力弓I起
格外的關(guān)注，盡量控制使兩側(cè)索力基本一致，在進行測量放樣、定位工作前，同時對主梁部分梁段進行臨時性壓重等糾偏手段來消除不平衡荷載對塔柱的偏位造成的影響，使施工期間的整個過程中，塔柱的穩(wěn)定性得以保證，且使塔柱始終處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。5.對監(jiān)測點的觀測精度直接影響著由模擬數(shù)學模型推算出的待澆節(jié)段定位數(shù)據(jù)的精度。由于日照和溫度場的變化對斜拉橋塔柱施工的影響較大，考慮到因為塔梁同步節(jié)段有限，施工期間不會太長，季節(jié)性溫差在塔梁同步施工中的影響很小，但塔柱砼受到日照、塔柱砼內(nèi)部溫度不均、風力等因素影響，上塔柱位置會發(fā)生隨機的變化，因此建議對塔柱監(jiān)測點的觀測和對塔柱節(jié)段模板檢查、索道管定位測量的時間段應(yīng)選擇在沒有日照、沒有3級以上大風、并且空氣溫度及塔柱溫度變化不大的時段里進行。一般情況下宜選擇在凌晨的零點到五點進行測量定位作業(yè)，以減弱塔柱變形對測量控制精度的影響。


圖1是塔柱偏位示意圖。本發(fā)明塔柱兩側(cè)受不均勻水平力時，已施工的塔柱節(jié)段出現(xiàn)偏位時(主要是縱向偏位)，待澆節(jié)段也隨之偏離塔柱設(shè)計里程。圖2是當塔柱受不均勻水平力的作用時，產(chǎn)生水平變形，塔柱高程h和塔柱偏離值 d之間的關(guān)系圖。
具體實施例方式本實施例是一座三塔斜拉橋，兩個主跨均為616米，主橋式布置為 (90+160+616+616+160+90)m。其中3#、4#、5#墩為主塔墩，以5#墩為例進行塔梁同步施工， 5#墩中心里程為K12+458. 323m,塔柱高度為206m，塔底標高+13. 5m,塔頂標高+219. 5m。整個塔分為下塔柱、橫梁、中塔柱和上塔柱四個部分；下塔柱高3 、中塔柱高110. 5m、上塔柱高61. 5m。受工期制約，5#塔柱墩頂節(jié)(約十個節(jié)段)施工時擬采用塔梁同步施工的施工技術(shù)。1.測量儀器設(shè)備及標稱精度由于塔柱的平面位置、傾斜度、高程及索道管的定位要求精度高，同時現(xiàn)場施工作業(yè)難度大，因此對測量儀器的要求也很高。為滿足施工精度的要求，塔柱施工測量作業(yè)采用 TC2003或同等級精度的測量儀器，其標稱精度為測角0. 5〃，測距為Imm+lppmXD。TC2003 經(jīng)鑒定一測回水平方向標準偏差為0.5"；—測回豎直角測角標準偏差為0.48"；測距綜合標準差0. 19mm+0. 36ppm ；滿足標稱精度?？紤]到塔梁同步施工時需頻繁的對監(jiān)測點進行觀測，對變形監(jiān)測點的觀測采用最先進的智能型全站儀TS30，其標稱精度為0.5"“， 士(0.6mm+lX10_6D)。本工程所使用的測量儀器均經(jīng)過國家授權(quán)的計量單位檢驗合格。所有儀器在施工測量作業(yè)過程中每隔一段時間做一次自檢，檢查儀器的雙軸補償縱橫向指標差、垂直編碼度盤指標差、水平視準差、水平軸傾斜誤差等項目，始終保證主要儀器處于良好的工作狀態(tài)。2.控制基準的建立在全橋控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，為滿足塔梁同步施工測量控制的要求，使控制點在觀測監(jiān)測點時更方便、快捷，觀測精度達到要求，我們按照常規(guī)的方法，采用GPS對原控制網(wǎng)進行了等精度加密。在5#墩南岸布設(shè)了 T1、T2、T3三個穩(wěn)定的強制對中控制觀測墩，Tl在橋軸線上游111米處，Τ2在橋軸線下游243米處，Τ3在橋軸線下游960米處，在4#墩下塔柱上、下游兩側(cè)分別設(shè)置強制對中觀測墩T4、T5，T4位于橋軸線上游104米，Τ5位于橋軸線下游268米。這5個強制對中控制觀測墩與全橋控制網(wǎng)的DQ17，DQ20，DQ16，DQ19、DQ22-1進行等精度聯(lián)測后，經(jīng)精密平差賦予其三維坐標值，作為塔梁同步施工的控制基準，為后續(xù)的塔柱及索道管測量定位提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.監(jiān)測點的埋設(shè)監(jiān)測點是指由棱鏡和覘牌組成的一套固接在已澆筑節(jié)段外側(cè)壁的觀測棱鏡裝置。 5#墩塔柱從承臺以上至塔頂共分三十五節(jié)澆筑，塔柱監(jiān)測點從中塔柱開始隨著塔柱施工由下至上分十三層布置，其中中塔柱分別布設(shè)在第6節(jié)、16節(jié)、和25節(jié)節(jié)段頂部塔柱側(cè)壁上， 上塔柱在每節(jié)段頂部塔柱側(cè)壁上均埋設(shè)一層監(jiān)測點，每層埋設(shè)4套監(jiān)測點，便于在塔柱南北兩側(cè)均能監(jiān)測到塔柱的變形情況。監(jiān)測點埋設(shè)力求穩(wěn)固、不易被破壞，且通視條件良好。4.建立模擬數(shù)學模型理想狀況下，塔柱處于鉛垂狀態(tài)，當塔柱受不均勻水平力的作用時，其產(chǎn)生水平變形，變形曲線為拋物線，頂點在塔根部，變形截止點是水平力施加點。水平力施加點以上部分，在不考慮自重前提下，是沿該點拋物線切線方向延伸。其方程一般形式是d = a h2其中a為常數(shù)，h為高程，d為塔柱偏離值Δ。在實際施工過程中，在塔柱兩側(cè)不同部位埋設(shè)固定監(jiān)測點，當塔柱受不均勻水平力作用時，觀測多組數(shù)據(jù)(hi; Cl1), (h2，d2)……(hn，dn)，根據(jù)前面建立的數(shù)學模型，可以計算出常數(shù) 、 ……an，建立矩陣VT = [ai、a2…… ]，根據(jù)最小二乘原理，VTV=最小，可以解算出常數(shù)a的最或是值。由于所有的觀測值均使用同一臺儀器，且由同一人觀測，所以一般認為所獲取的數(shù)據(jù)是同精度觀測，且服從正態(tài)分布，因此，在實際計算過程中，可以?。ァ?a2……％的平均值作為常數(shù)a的最或是值，即a = (a^ a2......an)/n以上過程根據(jù)建立的數(shù)學模型和實際觀測值，確定了塔柱受不均勻水平力所產(chǎn)生的變形的曲線方程。為確定待澆節(jié)段的實際施工位置，還須求得切線方程，根據(jù)數(shù)學模型d = a h2，通過數(shù)學方法可以得出通過拋物線上的點Ovdtl)的切線方程為d = 2 a h。h_d0用數(shù)學方法同樣可以得出，在切線上距點Qv d0)距離為L的待求點Qi1, (I1)的計算公式/ =L/^l + k2 +h0d, =kL/^l + k2 +d0其中k為所求出的常數(shù)。以上所求坐標Qvd1)即是塔柱在受不均勻水平力作用在點Ovdtl)時，距作用點距離為L的待求點的坐標(h為高程，d為塔柱偏離值Δ)。5.對監(jiān)測點進行觀測塔柱變形觀測采用當代最先進的智能型全站儀TS30，其標稱精度為0. 5"，測距精度為士(0.6mm+l Xl(T6D)15在一節(jié)塔柱的施工周期內(nèi)，對監(jiān)測點的分四種工況下進行觀測①斜拉索掛索張拉前；②斜拉索張拉后；③索道管檢查定位；④塔柱模板檢查。對塔柱監(jiān)測點的觀測要根據(jù)每一工況的實際需要，有選擇性地對塔柱監(jiān)測點進行觀測。每次觀測要認真做好觀測記錄。6.推算待澆段修正數(shù)據(jù)將實時觀測的監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入到模擬數(shù)學模型中，利用編寫的程序即可瞬時計算出最后一次斜拉索掛索并初張拉后塔柱受力點(最后掛索的斜拉索錨固點處)的偏離值，據(jù)此偏離值歸納出該點二次拋物線切線方程，由切線方程即可推算出待澆節(jié)段定位的修正數(shù)據(jù)。7.對修正數(shù)據(jù)的復(fù)核 為了避免由模擬數(shù)學模型推算出的待澆節(jié)段定位數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯，我們在待澆節(jié)段底部(最后一節(jié)已澆筑節(jié)段頂部)固定兩套棱鏡組作為復(fù)核點，采取最直接的觀測方法，對最后一次斜拉索掛索并初張拉前后兩次工況進行觀測，得出復(fù)核點兩組數(shù)據(jù)Ml、M2 ；另外我們用實時觀測監(jiān)測點數(shù)學模型模擬推算的辦法，推算出對最后一次斜拉索掛索并初張拉前后兩次工況下復(fù)核點兩組數(shù)據(jù)m、N2，比較實測數(shù)據(jù)M1、M2，和推算數(shù)據(jù)N1、N2的差值是否吻合來判斷由模擬數(shù)學模型推算出的待澆節(jié)段定位數(shù)據(jù)的可靠性。8.主梁架設(shè)線形測量控制塔梁同步施工對主梁的影響遠小于對塔柱的影響。在斜拉橋主梁架設(shè)的實際施工過程中，由于各種結(jié)構(gòu)參數(shù)不可避免與設(shè)計值存在差異，導(dǎo)致施工產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變位結(jié)果與設(shè)計預(yù)期值存在偏差，這類偏差如不進行控制和調(diào)整，則不僅影響到成橋后橋梁運營的效果，并且危及到施工中的結(jié)構(gòu)安全。主梁架設(shè)線形測量控制的實質(zhì)就是一個主梁梁段施工周期內(nèi)，測量部門獲取準確的主梁架設(shè)過程中的各工況的線形數(shù)據(jù)反饋給監(jiān)控部門， 由監(jiān)控部門對測量的線形數(shù)據(jù)進行分析判斷，并對偏差提出控制方法，對施工的實施狀態(tài)進行控制調(diào)整，達到對施工誤差進行控制的目的。主梁架設(shè)線性測量的內(nèi)容主要包括整節(jié)段的標高、整節(jié)段的軸線、塔柱偏位、拱度等內(nèi)容。由于主梁在架設(shè)過程中主梁標高及軸線對溫度變化非常敏感，為了消除日照溫差的影響，關(guān)鍵控制施工工序只能在夜晚進行，尤其是線形測量工作選擇在溫度相對恒定的凌晨0:00 5:30)進行，在這個時間段內(nèi)梁體相對較穩(wěn)定，觀測前清除影響主梁線型的多余荷載。主梁的標高線型測量通常按幾何水準測量方法，從一個水準點開始，最后閉合到另一個水準點。隨著主梁的延伸，觀測量增大，必要時可采用兩臺水準儀同時觀測，整個觀測過程力求在最短時間內(nèi)完成。塔梁同步施工階段測量控制可行性分析1精度分析在塔梁同步施工過程中，索道管安裝綜合誤差由兩部分組成，一是索道管安裝時的定位誤差，另一部分就是對塔柱身上的監(jiān)測點進行觀測以確定塔柱的變化量時所產(chǎn)生的誤差積累(簡稱監(jiān)測點誤差)。1. 1對監(jiān)測點觀測的精度分析塔梁同步施工需對固定監(jiān)測點先進行測量，主要測量高程H和里程X兩個參數(shù)，其中里程X主要用于確定塔柱偏移量。高程和里程的計算公式為
Hp = H0+SXsinZ+i-rxp = x0+s xcoszcosaHp為測點絕對高程，H0為控制點絕對高程，Xp為測點坐標，X0為控制點坐標，S為斜距，Z為豎直角，A為方位角，i為測站儀器高，r為測點棱鏡高。對兩式進行微分得dH = sinZX dS+SX cosZ (dZ/ P ) +di+drdX = cosZcosAXdS-SXsinZcosA(dZ/ P )-S XcosZsinA (dA/ P )根據(jù)誤差傳播定律，測點高程H中誤差及里程X中誤差為Mh = ±7sin2 ZxMs2 +S2 x(Mz/pxcosZf +M12 +Mr2
Mx =±^/cos2 Zcos2 JxW/ +^2 Xsin2Zcos2 A(MZ / p)2 +S2 χ cos2 Z sin2 A(M A / p)2Mh、Mx——測點高程及里程中誤差；Ms, Mz, Mi, Mr, Ma——分別為距離、豎直角、儀器高、棱鏡高、方位角測量誤差；ρ——常數(shù)，P = 206洸5。在實際施工過程中，儀器采用徠卡TS30，標稱精度為0.5"，測距精度為士(0. 6mm+l X 10_6D)，由于采用強制對中和固定安裝棱鏡，并每次所測的儀器高和棱鏡高都一樣，因此它們產(chǎn)生的誤差可以忽略不計，Mi = Mr = O ；方位角最不利取45度；S取最遠距離600米，豎直角取最大值18度。角度觀測誤差(豎直角Mz、水平角Ma)來源主要有儀器誤差Mft= 士0. 5〃 ；照準誤差(全站儀自動搜索)Mm=0"；讀數(shù)誤差(電子讀數(shù))Mli= O"，測站誤差(強制對中) Mffi= O"，則
Mz = Ma=儀 2 + M照2 + M 讀2 + M對2 =±0.5"則在最不利情況下測點高程及里程中誤差分別為Mh= 士 2. 8mmMx= 士 2. 4mm從前面的推導(dǎo)中，得知待澆段的坐標為H1 =L/^Jl + k2 +h0d, =kL/4l + k2 +d0式中&即是精度推導(dǎo)中的Hp，而Cltl則是由實測里程X與該點的起始里程之差，通過簡單的數(shù)學推導(dǎo)，很容易得出待澆段推斷數(shù)據(jù)的高程及里程中誤差分別為Mhl = Mh = 士 2. 8mmMdl = Mx = 士 2. 4mm1. 2索道管安裝定位精度分析根據(jù)擬合的曲線，計算出待安裝的索道管定位處理論的偏差。再對索道管進行定位，此時索道管測量誤差分析如下索道管坐標計算公式
Xp = X0+ScosZcosAYp = Y0+ScosZsinAHp = H0+SsinZ+i-r其中)(P、YP、HP為待測點ρ的三維坐標，S為實測斜距，Z為所測豎直角，A為所測方位角，i為測站儀器高，r為測點棱鏡高，X0> Y0^H0為測站點已知三維坐標。對上式求導(dǎo)，則有
dx = cosZcosAX ds-SX sinZcosA(dZ/ P ) -S X cosZsinA (dA/ P )
dy = cosZsinAXds-SXsinZsinA(dZ/ P )+SXcosZcosA(dA/ P )
dh = sinZX ds+SX cosZ (dZ/ P ) +di+dr
根據(jù)誤差傳播定律，可知
Mx = 士、Icos2 Z XCOS2 AxMs2 +S2 χ (Mz /pxsinZxcosJ)2 + S:! χ (cosZ χ ηΑχΜAIpf
My = ±ΛJcos2 Zxsm2 AxMs2 +S2 χ (sinZ χ sin AxMz / ρ)2 +S2χ (cosZ χ cosA χΜΑIp)2
Mh = 士^/sin2 ZxM/ +S2x{Mz! px cosZ)2 +M；2+Mr2
根據(jù)前面論述，可知角度觀測誤差Mz = Ma= 士1"，Ms = 士 1· 9mm, Mi =Mr =士 1mm，方位角最不利取45度；S取最遠距離600米，角度取最大值18度，則有索道·f安裝定位三維坐標X、Y、Z三個分量上的坐標中誤差分別為
Mx = 士 2. 4mm
My = 士 2. 4mm
Mh = 士 2. 8mm1. 3索道管安裝綜合精度分析索道管安裝綜合精度由觀測固定監(jiān)測點的進行數(shù)據(jù)推斷的高程及里程中誤差精度和索道管安裝定位精度共同決定，誤差傳播有
Mm = ±^Mx2 +Mdl2 = 士V2.42 +2.42 = ±3.4 所所My 綜=My = 士 2. 4mm
Mm = ±」Mh2 +Mhl2 = ±λ/2.82 +2.82 = ±4.0 所所2對索道管定位數(shù)據(jù)的可靠性分析由歸納出的數(shù)學模型d = a h2，進一步推算出塔柱在點Ovdtl)受不均勻水平力作用時，距作用點距離為L的待求點的坐標Qll, Cl1), (h為高程，d為塔柱偏離值)，由固定測點精度分析可知待求點的坐標Oi1, (I1)的推算精度為Mhl = Mh= 士 2. 8_Mdl = Mx= 士 2. 4_
結(jié)合索道管安裝定位精度分析最后推算出索道管安裝綜合精度為Mxs =士 3.4mm
My綜=±2.4mm
%綜=士 4.Omm 由以上精度分析可以看出，對索道管定位的精度完全滿足士5mm的施工設(shè)計要求。
權(quán)利要求
1.一種斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于將高精度全站儀架設(shè)在塔柱沿橋向兩側(cè)的強制對中觀測臺上，對埋設(shè)在已施工塔柱節(jié)段側(cè)壁上的監(jiān)測點進行實時觀測，得到監(jiān)測點的變形量，依監(jiān)測點的變形量得出已施工節(jié)段偏位的數(shù)學模型，再依已施工節(jié)段偏位的數(shù)學模型推算出待澆節(jié)段定位的修正數(shù)據(jù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于所述高精度全站儀為智能型全站儀TS30。
3.按照權(quán)利要求2所述的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于所述監(jiān)測點為監(jiān)測棱鏡；在一節(jié)塔柱的施工周期內(nèi)，對監(jiān)測棱鏡分四種工況分別進行檢測斜拉索掛索張拉前；斜拉索張拉后；索道管檢查定位；塔柱模板檢查定位。
4.按照權(quán)利要求1所述的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于當塔柱受不均勻水平力的作用時，產(chǎn)生水平變形，變形曲線為拋物線，頂點在塔柱根部，變形截止點是水平力施加點；水平力施加點以上部分，在不考慮自重前提下，沿該點拋物線切線方向延伸；已施工節(jié)段偏位的數(shù)學模型為拋物線d = ah2，其中d為塔柱偏離值，h為高程，a為由多組(d，h)值得出的常數(shù)。
5.按照權(quán)利要求4所述的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于所述待澆節(jié)段定位的修正數(shù)據(jù)由/ =L/^l + k2 +h0，d =kL/^l + k2 +式得出，其中Qv d0)為受不均勻水平力的點，Oi1, (I1)為拋物線切線上距離Ov d0)為L的待求點，k為切線的斜率，是個常數(shù)。
6.按照權(quán)利要求1所述的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于所述方法包括對修正數(shù)據(jù)的復(fù)核步驟。
7.按照權(quán)利要求6所述的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于所述復(fù)核步驟為在待澆節(jié)段底部固定兩套棱鏡組，直接觀測最后一次斜拉索掛索并初張拉前后兩次工況，得出的結(jié)果與推算值進行比較。
8.按照權(quán)利要求3所述的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于所述監(jiān)測棱鏡從中塔柱開始由下至上分層布置，其中中塔柱相隔若干節(jié)段、上塔柱每節(jié)段頂部塔柱側(cè)壁上埋設(shè)一層監(jiān)測棱鏡。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項所述的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于在進行測量定位工作前，對主梁部分梁段采取臨時性壓重措施。
10.按照權(quán)利要求1至8中任一項所述的斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，其特征在于對塔柱監(jiān)測點的觀測和對塔柱節(jié)段模板檢查、索道管定位測量選擇在凌晨零點至五點， 風力小于三級的時段進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種斜拉橋塔梁同步施工測量控制方法，將高精度全站儀架設(shè)在塔柱沿橋向兩側(cè)的強制對中觀測臺上，對埋設(shè)在已施工塔柱節(jié)段側(cè)壁上的監(jiān)測點進行實時觀測，得到監(jiān)測點的變形量，依監(jiān)測點的變形量得出已施工節(jié)段偏位的數(shù)學模型，再依已施工節(jié)段偏位的數(shù)學模型推算出待澆節(jié)段定位的修正數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有方便的對塔柱及索道管進行準確定位的優(yōu)點，應(yīng)用于斜拉橋領(lǐng)域。
文檔編號E01D11/04GK102251478SQ20111010738
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者伍文雄, 倪勇, 盧鵬, 張健其, 朱龍, 楊學軍, 楊杰, 林世發(fā), 鄧剛, 黎科 申請人:中鐵港航局集團第二工程有限公司