全站儀在系桿拱橋拱架拼裝時的應用

毛學路 張 鵬

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇 鎮江 212016）

系桿拱橋的拱架分為拱肋、系桿、勁性骨架、拱架、拱腳，拱腳一般在主墩墩臺施工后先行澆筑，也有整個拱架整體拼裝吊裝的，本文探討的是拱腳先行施工，拱架分段施工的情況。

全站儀，即全站型電子測距儀（Electronic Total Station），是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于一體的測繪儀器系統。與光學經緯儀比較電子經緯儀將光學度盤換為光電掃描度盤，將人工光學測微讀數代之以自動記錄和顯示讀數，使測角操作簡單化，且可避免讀數誤差的產生。全站儀的應用極大地降低了測量作業的難度，提高了測量的精度［1］。

1 工程概況

洛社大橋主橋采用112m下承式鋼管混凝土系桿拱，主橋上部結構采用計算跨徑109.2m的下承式鋼管混凝土系桿拱，矢跨比為1/4.55，矢高24.0m，拱軸線為二次拋物線，主橋全寬22.8m，拱肋橫向間距17.4m，兩側人行道挑在系桿外側；混凝土系桿采用箱形截面，系桿高2.4m，寬1.4m，拱腳處局部加高、加寬，拱肋采用啞鈴型鋼管混凝土，截面高2.8m，每個鋼管外徑1.2m，鋼管及腹板壁厚18mm，內充C40微膨混凝土；每片拱肋設間距5.35m的吊桿19根，吊桿采用OVM.GJ15-22鋼絞線整束擠壓成品索。洛社大橋主橋結構示意圖如圖1-1、圖1-2所示。

圖1-1 洛社大橋主橋結構示意圖

圖1-2 洛社大橋橫斷面圖（單位：cm）

2 施工步驟

洛社大橋的拱架分為4個吊裝節段，兩個拱腳、水上拼裝節段、岸上拼裝階段。在完成兩岸的拱腳施工后，開始進行岸上階段拼裝工作。水上拼裝階段長約59m，最高處29m高，無法直接從工場運輸到橋梁現場，我們把它分成3個小節段，依次用汽車運輸到現場再組裝。圖1-3為系桿拱分段吊裝示意圖。

節段拼裝的準確性關系著最終合攏的精度，因需要封鎖航道，根據業主要求合攏吊裝必須在4個小時內完成，吊裝作業需提前一個月通知，所以吊裝過程不得出現任何影響吊裝作業的因素。拼裝預留的焊接寬度不得大于3cm，以免增加焊接時間。在施工時，我們采用全站儀三維坐標法測設相應點的坐標和標高來保證安裝的控制精度［2］。

圖1-3 節段示意圖

3 全站儀測設三維坐標

我們在橋位西側空置的場地上利用鋼管樁和工字鋼搭設了拱架拼裝平臺。為方便計算和全站儀放樣，在平臺搭設時采用與拱架對應位置相同的里程和坐標［3］。圖1-4為系桿拱岸上拼裝節段示意圖。

各個支點的位置用全站儀直接測出坐標，然后利用坐標反算出里程和距中樁的距離：

上式中（X0,Y0）為已知點里程L0的中樁坐標；L為所求點的里程樁號；D為該點距中樁的距離。

利用里程和相應的中樁距離可以推算出支點的標高，然后利用全站儀直接測出支點的標高。在標高計算時要加上圖紙中的預拱度。

圖1-4 岸上拼裝段示意圖

在岸上拼裝拱架拼裝后，同樣利用上述方法確定拼裝接口處的里程和標高，并預留3cm的焊接寬度。拼裝前在不同時間段利用全站儀測出各個接頭位置的坐標和標高，綜合考慮在預計合攏時間內的實際焊接寬度。

4 結論

采用全站儀測量測量三維坐標，可快速準確的定位空間的任何一點。在系鋼拱橋架設時，高空作業非常多，用傳統的水準儀進行測量標高，精度差、效率低，現有的全站儀精度完全可以替代解決這個問題。

在洛社大橋主橋拱架拼裝施工中采用上述計算方法結合全站儀的應用，極大地提高率工程施工效率和施工精度，橋梁順利合攏，各項誤差均在規定范圍內。

［1］JTJ/TF50-2011.公路橋梁施工技術規范［S］.

［2］JGJ F80/1-2004.公路工程質量檢驗評定標準［S］.

［3］GB 50026-2007.工程測量規范［S］.