变宽曲线箱型钢构匝道桥七步放样法

西南公路
2019年第2期
1　概　述
箱型钢结构桥梁在市政交通建设中的应用越来
越广泛，因为它具有制造工期短、对城市交通的影
响小、维修方便、环保等优点，近来特别是在曲线
匝道桥上采用的更加广泛。

目前在制造过程中，此
类桥型的工艺放样还没有一个成熟的软件可解决，
只能靠人工通过PC（Personal Computer）三维几何
作图放样完成。

本文将把人工通过PC三维几何作图
放样的方法进行梳理。

对变宽曲线箱型钢构匝道桥
的放样要点及步骤进行归纳，使放样过程思路清
晰，更注条理。

2　放样条件
放样前应有设计院给出的桥型平面布置图、桥
型立面布置图及参数表，预拱值。

钢箱梁构造图。

工艺设计的分段划分排板图。

3　七步放样法
因设计施工图一般只给出钢箱梁构造的立面展
开图、平面图及横隔板构造图，且图中还未考虑预
拱度及有关工艺参数，此时还无法进行面、底、腹
板的下料，只有借助PC（Personal Computer）三维
几何作图放样，将面、底、腹板平面展开后完成下
料图样的绘制。

3.1　编制面板里程中心线坐标表
（1）在AutoCAD中，建立平面坐标系：一般
以里程中心线与首尾墩横向中心交点的连线为X
轴，以多数横隔板位置线落在X轴整数点上选取坐
标原点，Z轴向上，在竖曲线中加于预拱度值，将
里程中心线延X OZ平面展开（如图1所示）。

建立
三维坐标系：同样以里程中心线与首尾墩横向中心
交点的连线为X轴，以其中一个交点为原点，Z轴向
上，Y轴由右手定则确定，平曲线为里程中心线的水
变宽曲线箱型钢构匝道桥七步放样法
周 汉 平
（武船重型工程股份有限公司　湖北武汉　430000）
【摘　要】本文对用PC三维几何作图对变宽曲线箱型钢构匝道桥放样的方法进行梳理。

对变宽曲线箱型钢构匝道桥的放样要点及步骤进行归纳，使放样过程思路清晰，更注条理。

对提高制图效率，放样精度，
减少放样及制图误差有一定的帮助。

【关键词】变宽；曲线；箱型钢构；匝道桥；放样
【中图分类号】U445.34 【文献标识码】A
【收稿日期】2019-04-25
【作者简介】周汉平（1960-），男，湖北人，大学本科，高级工程师、主要从事钢结构制造工艺设计。

1986年毕业于武汉水运工程学院船舶机械专业，拥有《大节间距钢管拱拱肋分布成形工艺》（ZL2009 1 0308674.7）《一种钢拱桥拱铰的制造方法》（CN 201510505925.6）
等发明专利。

图1　平面坐标系
图2　三维坐标系
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西南公路
（2）在AutoCAD 中将加入预拱值的面板竖曲线置于上述平面坐标系中，按钢箱梁构造图绘出隔板位置线，用“查询”中“定位点”命令查出隔板位置线与面板竖曲线的各交点坐标即“Zn ”坐标（如图1所示），将文本窗口中的坐标点值导入Excel 中，在Excel 中用“分列”命令选取Z 列。

（3）在AutoCAD 中，将平曲线置于上述三维坐标系中，水平基面XOY 上的平曲线（里程中心线在水平基面XOY 上的投影）按对应平面坐标系中的隔板间距分割曲线线长（如图2所示），用“查询”中“定位点”命令查出各分割点坐标（Xn ，Yn ），将文本窗口中的坐标点值导入Excel 中，在Excel 中用“分列”命令选取X 列、Y 列。

（4）将上术3.1.2、3.1.3坐标对应组合成里程中心线各点（Xn ，Yn ，Zn ）三维坐标表。

3.2　绘三维里程中心线
在Excel 中，将里程中心线各点（Xn ，Yn ，Zn ）三维坐标表用“公式”/“文本”/“Concatenate （文本字符串合并）”命令得到一列三维点，再将这列三维点导入AutoCAD 中“多段线”命令下，绘
3.3　编制面板边线坐标表
（1）在AutoCAD 的三维坐标系中，按钢箱梁构造图绘面板边线在水平基面XOY 上的投影线，过里程中心线在水平基面XOY 上的投影线上的分割点绘隔板投影线并交于两边线。

（设定所有隔板为铅垂布置。

即使设定隔板与顶底板垂直也不会给制造带来方便，因为考虑到竖曲线和预拱度后各隔板就不是平行的了，如此时胎架水平布置隔板也不会垂直于胎架）
（2）在AutoCAD 中，用“查询”中“定位点”命令分别查出外弧边线与隔板各交点坐标
（XW 、YW ）及内弧边线与隔板各交点坐标
（XN 、YN ），将文本窗口中的坐标点值导入Excel 中，在Excel 中用“分列”命令选取X 列、Y
（4）用Excel 计算面板边线与隔板交点的“Z ”坐标值。

其中横坡在缓和曲线段是个变值，设计一般在桥型图中有一个参数表，表中会给出超高渐变图，这个渐变图一般为线性直线函数。

可由截面所处位置计算出来。

同理求出面板内弧边线与隔板交点的“Z ”坐标值，加于上术3.3（2）中的坐标（X 、Y ）组合成面板边线内弧各点（Xn ，Yn ，Zn ）及外弧各点（Xw ，Yw ，Zw ）三维坐标表。

3.4　绘面板三维边线及面板上的隔板线
在Excel 中，将面板边线三维坐标表用“公式”/“文本”/“Concatenate （文本字符串合并）”命
令得到一列三维点，再将这列三维点导入AutoCAD 中“多段线”命令下，绘出面板三维边线。

在AutoCAD 三维坐标系中，面板上的里程中心线和边线同为多段线。

分别连接这些线上一一对应的同名
3.5　绘横截面图
图3　三维里程中心线绘制
图4　面板边线坐标
图5　面板三维边线及隔板顶线的三维线
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周汉平：变宽曲线箱型钢构匝道桥七步放样法
在AutoCAD 中绘横截面图，横截面图上要反映各面、底、腹板焊缝位置，并以道路中心线分为两个“块”，用“修改”/“三维操作”/“对齐”命令将若干个隔板块与面板的各三维隔板线及铅垂线三维对齐，选用此命令时将一个横截面图作为一个对齐图
3.6　绘面、底、腹三维图
3.7　面、底、腹平面展开
对于面、底板如平、竖曲线都较缓，可直接采用平面投影放样代替，当精度要求较高时可以与腹
4　应注意的问题
放样过程中应注意高度坐标与平面坐标的一一对应，防止错位。

曲线应采用多段线且多段线不要打断也不应在多段线上出现浮点。

图6
　截面图三维线
图7
　面、底、腹三维图
图8　高亮显示的腹板
预应力损失造成的，预应力损失包括：
（1）管道摩擦；（2）锚固损失；（3）温度损失；（4）钢丝松弛；（5）徐变损失。

为了减小以上误差，一方面保证设备读数的准确性，尽量采用电子张拉设备；（下转第15页）（上接第5页）另一方面通过减小管道摩擦、锚固损失、钢丝松弛等方法来控制预应力损失。

5　结　语
施工监测是桥梁施工中必不可少的环节，是一项系统的技术工程。

施工监测的实施方案需和项目的施工组织设计一起编制，在深度分析设计参数的基础上，科学合理地编制监测实施细则，收集重要的相关数据，按照预估监测的方法有效地指导施工。

参 考 文 献
[1] 顾安邦,常英,乐云祥.大跨径预应力连续刚构桥施工控制的理论和方法
[C].中国公路学会学术讨论会,1999.
[2] 高程东.合肥肥西派河三桥施工方案设计与控制[D].合肥工业大学,
2007.
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