全站仪在系杆拱桥拱架拼装时的应用

毛学路 张 鹏

（江苏省交通工程集团有限公司，江苏 镇江 212016）

系杆拱桥的拱架分为拱肋、系杆、劲性骨架、拱架、拱脚，拱脚一般在主墩墩台施工后先行浇筑，也有整个拱架整体拼装吊装的，本文探讨的是拱脚先行施工，拱架分段施工的情况。

全站仪，即全站型电子测距仪（Electronic Total Station），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。全站仪的应用极大地降低了测量作业的难度，提高了测量的精度［1］。

1 工程概况

洛社大桥主桥采用112m下承式钢管混凝土系杆拱，主桥上部结构采用计算跨径109.2m的下承式钢管混凝土系杆拱，矢跨比为1/4.55，矢高24.0m，拱轴线为二次抛物线，主桥全宽22.8m，拱肋横向间距17.4m，两侧人行道挑在系杆外侧；混凝土系杆采用箱形截面，系杆高2.4m，宽1.4m，拱脚处局部加高、加宽，拱肋采用哑铃型钢管混凝土，截面高2.8m，每个钢管外径1.2m，钢管及腹板壁厚18mm，内充C40微膨混凝土；每片拱肋设间距5.35m的吊杆19根，吊杆采用OVM.GJ15-22钢绞线整束挤压成品索。洛社大桥主桥结构示意图如图1-1、图1-2所示。

图1-1 洛社大桥主桥结构示意图

图1-2 洛社大桥横断面图（单位：cm）

2 施工步骤

洛社大桥的拱架分为4个吊装节段，两个拱脚、水上拼装节段、岸上拼装阶段。在完成两岸的拱脚施工后，开始进行岸上阶段拼装工作。水上拼装阶段长约59m，最高处29m高，无法直接从工场运输到桥梁现场，我们把它分成3个小节段，依次用汽车运输到现场再组装。图1-3为系杆拱分段吊装示意图。

节段拼装的准确性关系着最终合拢的精度，因需要封锁航道，根据业主要求合拢吊装必须在4个小时内完成，吊装作业需提前一个月通知，所以吊装过程不得出现任何影响吊装作业的因素。拼装预留的焊接宽度不得大于3cm，以免增加焊接时间。在施工时，我们采用全站仪三维坐标法测设相应点的坐标和标高来保证安装的控制精度［2］。

图1-3 节段示意图

3 全站仪测设三维坐标

我们在桥位西侧空置的场地上利用钢管桩和工字钢搭设了拱架拼装平台。为方便计算和全站仪放样，在平台搭设时采用与拱架对应位置相同的里程和坐标［3］。图1-4为系杆拱岸上拼装节段示意图。

各个支点的位置用全站仪直接测出坐标，然后利用坐标反算出里程和距中桩的距离：

上式中（X0,Y0）为已知点里程L0的中桩坐标；L为所求点的里程桩号；D为该点距中桩的距离。

利用里程和相应的中桩距离可以推算出支点的标高，然后利用全站仪直接测出支点的标高。在标高计算时要加上图纸中的预拱度。

图1-4 岸上拼装段示意图

在岸上拼装拱架拼装后，同样利用上述方法确定拼装接口处的里程和标高，并预留3cm的焊接宽度。拼装前在不同时间段利用全站仪测出各个接头位置的坐标和标高，综合考虑在预计合拢时间内的实际焊接宽度。

4 结论

采用全站仪测量测量三维坐标，可快速准确的定位空间的任何一点。在系钢拱桥架设时，高空作业非常多，用传统的水准仪进行测量标高，精度差、效率低，现有的全站仪精度完全可以替代解决这个问题。

在洛社大桥主桥拱架拼装施工中采用上述计算方法结合全站仪的应用，极大地提高率工程施工效率和施工精度，桥梁顺利合拢，各项误差均在规定范围内。

［1］JTJ/TF50-2011.公路桥梁施工技术规范［S］.

［2］JGJ F80/1-2004.公路工程质量检验评定标准［S］.

［3］GB 50026-2007.工程测量规范［S］.