李渡长江大桥主塔斜拉索套管测量定位技术

2 2 控制网布设
从表 1 及平面定位精度可以看出, 当加密控制 点与主塔的距离控制在 310m 内时, 可以同时满足 平面定位和高程定位的要求。
平面控制网的外业测量以三等网要求观测, 内 业处理则采用清华山维平差软件计算。由于桥面的 高程约为 222m, 平面控制网的平面坐标如果归算 到海平面, 会 对两主 塔的距 离 ( 398m ) 有 约 s hm/ R= 398 222/ 6378000 = 1 4cm 的差值, 设计 院给出的桥轴线控制点均在 214m 和 218m 的高程 上, 控制网坐标 概算时 可以 归算到 220m 的高 程 上, 以减弱高程的差异对距离的影响。
表 1 南北岸控制点在不同位置引起的高程误差
与主塔距离 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310
/m
南岸中误差 3 71 3 76 3 83 3 9 3 98 4 06 4 15 4 24 4 33 4 43 4 53 4 63 4 74 4 85 4 96
/mm
北岸中误差 3 59 3 66 3 74 3 83 3 91 4 01 4 1 4 2 4 3 4 41 4 51 4 62 4 73 4 84 4 96
/mm
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2007 年 3 月 第一期 总第 105 期
%华南港工&
South China Harbour Engineering
M ar 2007 T otal 105, N o 1
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在施工坐标系中索套管的斜率跟里程 ( x ) 和 高程 ( h) 有关, 和 y 无关, 可以利用计算器编写 一个线性小程序, 在现场根据实测的 x ( 或 h) 计 算出对应的 h ( 或 x ) , 再根据实测差值在现场进行 调整。
图 1 各特征点坐标示意
图 2 索套管及对中杆相对位置
M C16 图纸参数 施工坐标及标高
轴线 顶点 底点
2 034 x1
1352 994 1353 084 1352 904
表 2 M C16 索套管定位数据 实际锚固端
∃ 11 85
295 739
y1
h1
∃ 11 85
295 739
∃ 11 85
295 884
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South China Harbour Engineering
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李渡长江大桥主塔斜拉索套管测量定位技术
吴伟锋, 梁雄宇
( 中交四航局第一工程有限公司, 广东 广州 510500)
摘 要: 介绍重庆李渡长江大桥主塔斜拉索的套管定位测量技术及施工过程中减少测量误差的措施等 。 关键词: 斜拉桥; 斜拉索套管; 定位 ; 重庆李渡长江大桥
h= s cosz+ ( s sinz) 2 ( 1- k) / 2R+ i- v ( 2)
式中: s 为测边斜距; z 为天顶 距; k 为大气 折光 系数; R 为测区地球平均曲率半径; i 为仪器高; v 为觇标高。
同向小差距单觇法三角高程其实是同一测站对 两点的作传统三角高程的特例, 把两点相对测站的 高差相减即可得到目标两点的高差, 由于是同一测 站, 所以仪器高 ia= ib; 大气折光系数 k 无法精确 测定, 但由于采用同向、小差距的三角高程, k 值
M控 为 控制点 误差, 根据控 制网资 料定 为 2mm;
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M 对 为测站对中误差, 取 1mm; M前 为前站对中误 差, 取 1mm。
( 8)
式中: x, y 为施 工坐标; X, Y 为当地 坐标; U, V 为施工坐标系原点在 X- Y 坐标系中的坐标; Z
为施工坐标系 x 轴正向在 X- Y 坐标 系中的方位
角。
3 测量数据计算
建立了施工坐标系, 就可以根据设计图纸提供 的斜拉索坐标系中的锚固系统参数简单地计算出索 套管轴线在施工坐标系中的坐标。为便于现场施工 测量, 还需要利用索套管的外径、斜率、管长、索 套管切削角等数据计算出索套管各特征点的坐标。 各特征点坐标示意如图 1 所示、索套管及对中杆相 对位置如图 2 所示、M C16 索套管定位数据如表 2 所示。
从中误差计算公式可以看出, 采用同向小差距 单觇法三角高程可以进一步减弱大气折光系数对高 差的影响, 对于本工程较短的测量距离来说其影响 可以忽略, 中误差计算式可简化为:
mh= ∃
百度文库
( cos2 za+ cos2zb ) m s2+
mz2( da2 +
db2) /
2+
2m
2 v
( 5)
式中: ms 为测边中误差取 2 6mm; mz 为天顶距观 测中误差 2 ; mv 为觇标高量取中误差 1m m; 其他 符号含义与上面相同。
2 1 测量方法的确定
设计要求索套管中轴线的测设精度为 ! 5mm, 由于索道管为中空构造, 不便直接对其轴线进行测 设, 需索套管的中轴线测设转换为对其轴线平行线 的测设, 根据两点定线原理再转换为对两个三维空 间点的测设, 对点的三维测量定位可分解为 ∀ 平面 控制+ 高程控制#。 2 1 1 平面控制
采用全站仪直接测量, 其平面定位精度为:
Mp= ∃
M距2+
M角2+
M 控2+
M 对2+
M
2 标
( 1)
式中: M距 为 仪 器 测 距引 起 的 误 差, M距 = 2 +
2ppm D, 取 D 为 310m, 则 M 距 = 2 6mm; M角
为仪器测角引起的误差 M 角= 2 D/ = 2 9mm;
vb+ va
( 3)
根据误差传播定律, 其中误差计算公式为:
2 2 2 22 22 22 2 2 2 mh= ∃ (cos za+ cos zb) ms + mz ( da + db ) / + mk ( da - db ) / 4R + 2mv
( 4) 式中: mh 为 三角 高程的 中误差; ms 为 测边 中误 差; mz 为天顶距观测中误差; mk 为大气折光系数 测定中误差; mv 为觇标高量取中误差; z 为天顶距 的观测值; d 为水平距离, d= s cosz; R 为测区 地球平均曲率半径; 为取 206265 。
Abstract: T his paper presents the positioning techno logy of guiding pipe of pulling cable for main towers of Cho ngqing L idu Yangtze Riv er Bridge It also presents the measures adopted to reduce the surv ey dev iation during construction pro cess Key words: cable stayed bridge; cable guiding pipe for main tower; positioning ; Chong qing Lidu Y angtze River Bridge
则 M p = ∃ M 距2+ M角2+ M控2+ M对 2+ M标 2 = 4 6mm。 2 1 2 高程控制
采用同向小差距 ( 差距小于 5m) 单觇法三角 高程测量, 亦即进行三角高程测量时前后视方向相 同, 视距大致相等, 该方法与传统三角高程测量方 法相比有以下优点:
( 1) 同向小差距可以减弱大气折光的影响; ( 2) 不用量取仪器高, 消除量取仪器高引起的 误差; ( 3) 单觇可以避免不同对中杆读数与实际高度 有差异而引起的误差。 具体步骤是: ( 1) 把高程控制点作往返水准测量, 加密高程 控制点到主塔塔脚; ( 2) 再采用同向小差距单觇法三角高程测量把 高程控制点从塔脚引测到塔间横梁; ( 3) 根据塔间横梁上的高程控制点采用同向等 距单觇法三角高程对索套管进行高程控制。 传统三角高程的高差计算式为:
1 工程概况
重庆市涪陵李渡长江大桥位于涪陵市区上游李 渡镇, 距下游已建涪陵长江大桥约 6 5km。主桥为 ( 170+ 398+ 170) m 双塔双索面混凝土斜拉桥, 南 引桥为 2 42m 混凝土连续箱梁。
主桥的主塔采用组合式桥塔, 下部是整体箱形 塔墩, 上部为花瓶状钢筋混凝土塔架。北、南主塔 全高分别为 173m、172 5m。每塔设置 100 根斜拉 索, 全桥共 200 根。对于由塔、梁、索作为主要受 力结构的斜拉桥来说, 斜拉索的施工质量是影响工 程成败的关键环节之一, 而其中的索套管定位精度 控制又是保证斜拉索施工质量的前提和施工难点之 一。本工 程采用徕 卡 T C905 ( 2 、2mm + 2ppm ) 、 徕卡 T C702 ( 2 、2mm + 2ppm ) 全站仪各一 台和 徕卡 N3、NA2 水准仪 各一台 进行测 量控 制及 放 样。
Positioning Technology of Guiding Pipe of Pulling Cable for Main Towers of Lidu Yangtze River Bridge
WU WEI- feng, L IANG Xiong- yu
( T he First Construction Company of T he Fourt h Harbor Eng ineering Bureau of China Communicatio ns Group, Guang zhou 510500, China)
根据图纸所示, 所有索套管的轴线对称分布在 平行于桥轴线的两个铅垂面上, 可以建立施工坐标 系, 把北京坐标转换为施工坐标, 以利于索套管数 据的计算和现场放样。转换公式如下:
x = ( X- U) cosZ+ ( Y- V) sinZ
( 7)
y= - ( X- U ) sinZ+ ( Y- V) cosZ
∃ 11 85
295 594
单位: m
3 623 x2
1354 583 1354 581 1354 585
拉索出塔端 ∃ 11 85 y2 ∃ 11 85 ∃ 11 85 ∃ 11 85
294 754 H2
294 754 294 956 294 552
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的差异只受距地面高度及观测时间不同的影响, 可 以认为 ka= kb= k, 所以目标两点的高差计算式为:
hab= sbcoszb - sacosza+ ( sbsinzb ) 2( 1- kb) / 2R -
( sasinza) 2( 1- ka) / 2R + ib- ia- vb+ va
= sbcoszb- sacosza+ ( db2- da2) ( 1- k) / 2R -
高程控制点中误差 m控 为 2mm, 则目标点的 高程定位中误差为:
mh目= ∃ mh2+ m控 2
( 6)
根据式 ( 6) 和两 岸的坡度 ( 南岸约为 22% , 北岸在 170m 到 300m 的位置大致是 高程为 220m 的平地) , 可计算出两岸的控制点在距离主塔不同 距离所引起的高程中误差 ( 见表 1) 。
4 现场测量定位
4 1 测站操作 测站仪器要把双轴补偿设置为打开, 以确保每
个天顶距观测值均是相对于铅垂线, 而不是相对于 仪器的竖轴, 同时有利于减弱仪器轴系误差引起的 影响; 在每次作业前要输入温度气压改正, 现场测 量定位中, 要注意天气的影响, 当地鲜见阳光, 对 于测量工作来说可以消除诸多不利影响, 如果遇有 晴朗天气, 要加大后视频率甚至改天再进行定位。
收稿日期: 2007- 01- 14 作者简介: 吴伟锋 ( 1975- ) , 男, 工程 师, 从事 路桥、隧道 施工
技术管理工作。
2 测量方法的选择及控制网布设
设计院提供的控制网布设有 8 个控制点, 由于 地形地物限制和观测距离的影响, 有些点实用情况 不太理想, 为保证整个工程的进展, 需要加密原有 控制网, 在加密之前, 需先确定测量方法, 再根据 测量方法的需要和精度要求来布设加密点。