胡东武,李霞
(中交二航局第六工程公司,湖北武汉 430014)
果子沟斜拉桥两侧主塔编号分别为Z1#和Z2#,其形状为阶梯形,钢筋混凝土结构。其中,Z2#塔高213.5 m,共分三个节段:上横梁以上为上塔柱,高度为43.5 m;中二横梁以上为中二塔柱,高度为52 m;中二横梁与下横梁之间为中塔柱,高度均为38 m;下横梁以下为下塔柱,高度为:42 m。塔身采用液压爬模工艺施工,采用全站仪三维坐标法进行施工放样。
在果子沟斜拉桥主塔的施工过程中,采用塔梁异步施工的方法,即当塔柱施工至横梁处时,只在塔柱上埋设横梁预埋件;此后,塔柱继续施工,当爬模行至高出横梁顶一段距离后,方进行横梁作业。这样,当横梁的砼浇筑完成并准备进行张拉时,仍在施工的塔柱可能已高出横梁顶4个~5个节段。这时,对横梁进行张拉必将影响塔柱垂直度和中二横梁(钢桁梁0#块安装处)的平面尺寸。因此,在这种塔柱,横梁异步施工的情况下,如何减弱横梁张拉的影响,便成为主塔施工测量控制的重点。
为满足现场施工控制及监测需要,避免留下观测盲区,除建立施工控制网外还需在控制网基础上加密监测点,以便对塔柱变形进行监测,其监测数据作为上部施工控制参考数据。
图2中GE43、GE43-A和JM04为设计提供的控制点。JM02和Z2-1两点为根据已知控制点精确放样出的桥轴线点。(根据已知的桥轴线上的两点反算出施工坐标原点:K0+000)。BTA与JM06为监测点。
图1 主塔立面图
图2 施工控制网示意图
控制网用南方平差软件按国家四等网标准进行平差计算。
图3 塔柱施工控制点
为便于进行施工测量,应采用以桥轴线为X坐标轴的现场施工坐标系。将原测量坐标系的坐标Xqi,Yqi化为施工坐标Xi,Yi的公式为:
X0,Y0为施工坐标系起算点的坐标,X0、Y0为施工坐标系起算点的54坐标,a为桥轴线(Z2#至Z1#)的坐标方位角。
塔柱轴线的放样允许误差:±10 mm,断面尺寸的放样允许误差:±20 mm。
控制点的高程,采用三角高程测量确定。
由于塔柱模板为定型模板,因此只要精确定位出模板位置就能保证塔柱平面位置满足设计要求。一般定位方法如下:
液压爬模爬升到位后,先将顺桥轴向的两块侧模精确定位,并在角点处做出标记后固定,然后将剩余的两块模板按角点标记进行拼合,最后复核各角点坐标和断面尺寸可做适量微调使满足设计精度要求。
中塔柱设计为斜塔结构,塔肢断面尺寸不变,但随高程上升,其平面位置将会向轴侧方向位移,故在计算平面坐标时要加入模板高程的坐标增量,计算式为:
Xq、Yq为起算点施工坐标,H为实测高程,Hq为起算点高程,i为坡度。
在现场施工定位时应先调模板顶面高程,使模板顶面高程相对差值控制在2 cm以内。取高程平均值代入计算式中进行坐标计算,以求得的数据按一般定位方法定位。最后复测各角点高程,要求各角点高程与计算高程取值的差值在2 cm以内。
由于设计已给出 i=1∶15.294=0.0654
那么0.02 m×0.0654=0.0013 m
因此将高程相对差值控制在2 cm以内,对轴线和断面误差的影响为1 mm,可忽略不计。
为保证施工进度,本桥采用塔梁异步施工工艺,因此要消除横梁张拉对中塔柱带来的横向位移影响,就必须做好下、中横梁张拉的塔肢变形监测工作。变形监测点的埋设与观测方法应满足《建筑变形测量规范》[1]6.1 和《工程测量规范》[2]10.1 之要求。
图4 变形监测点埋设示意图
如图4所示,在塔肢的下横梁处预埋监测棱镜,在下横梁施工前测得原始数据备存。待下横梁施工完毕并进行张拉后再次观测该组棱镜。对比两组数据,得到位移值。在塔肢的中一横梁处预埋监测棱镜,在中一横梁施工前测得该处及下横梁处原始数据备存。待中一横梁施工完毕并进行张拉后观测上述棱镜,对比三组数据,得到累计位移值。对累计位移值进行分析,求得中二横梁处塔肢张拉位移理论值以便对其进行有效预控。
横梁张拉位移数据记录表 表1
由表1数据可以看出,所测每道横梁的张拉,对其所在节点的平面位置有较大的内收位移,而对下位横梁节点处的影响并不大,因此在中二横梁处塔肢的施工过程总以中一横梁及下横梁的张拉位移平均值加上中一横梁张拉后下横梁的位移值作为参考来进行预控,以抵消本身张拉和上横梁张拉对它的影响。所以在中二塔肢施工时,应按一定坡度留出预控值,现计算如下:
算出i值后,即可将其代入算式(1),求出为减弱横梁张拉影响而预留的补偿值,然后再进行施工放样。
在施工过程中只有不断对塔肢进行变形监测,并及时分析监测数据,才能为下一步施工提供有效的数据支持。为了验证上述方法的正确性,当果子沟大桥主塔封顶后,即对中二横梁宽度进行复测;其复测结果完全满足设计要求〔l=LS-L=27.801-27.800=0.001 m〕(LS:实测宽度,L:设计宽度)。由此可见,在主塔的施工过程中,通过对横梁张拉前后的位移值进行有效监测和分析,不仅能为钢桁梁的正确拼装提供测量保障,也为全塔柱的顺利施工打下坚实的基础。
[1]JGJ8-2007.建筑变形测量规范[S].
[2]GB50026-2007.工程测量规范[S].
[3]李宝桂,吴栋材.大型斜拉桥高塔墩施工中的变形观测[J].工程勘察,1996(1)
[4]张平,付强,徐泽荣.中间法三角高程测量在大桥主墩沉降监测中的应用[J].城市勘测,2008(5)
[5]赵国忱.工程测量[M].北京:测绘出版社 ,2011
[6]董雪亮.浅谈工程测量中不同坐标系之间的相互关系[J].科技情报开发与经济,2007(23)