大跨径钢索塔斜拉桥钢箱梁施工测量技术

第 35 卷 第 2 期 2012 年 2 月
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY
Vol． 35，No． 2 Feb． ，2012
大跨径钢索塔斜Βιβλιοθήκη 桥钢箱梁施工测量技术孙景领，赵显富，王新志
（ 南京信息工程大学 遥感学院，江苏 南京 210044）
摘 要：南京长江三桥是我国首座主塔采用钢结构形式的特大型斜拉桥，主梁为正交异性板流线型扁平式钢箱
梁。文章介绍了钢箱梁安装的精度要求，以及分步骤建立施工控制网的方法，并详细阐述了不同梁段施工测量
的技术和方法，结果表明成桥后的钢箱梁线型符合设计要求。
关键词：南京长江三桥； 钢箱梁； 施工测量； 控制网
中图分类号：P258
另外，由于钢 索 塔 刚 度 偏 小，在 高 程 线 形 控 制 中，索 力、标高和塔偏三者的关系比较复杂，国内又无先例可以 借鉴，因此在钢箱梁定位测量的同时，必须对钢索塔的塔 偏量进行测量，以 确 保 钢 索 塔 的 线 形 成 桥 后 符 合 设 计 要 求。钢索塔偏位 测 量 是 在 南、北 两 塔 上、下 游 方 向 顶 部， 各预先安装了角反射棱镜，并检定了棱镜常数，分别于南 岸 JM 05、北岸 NT 04 控制点以高精度全站仪 TCA 2003 极 坐标法观测，获得索塔位移、扭转等形变特性参数。
0引言
南京长江三桥是上海至成都国道主干线的重要组成 部分，位于南京长江大桥上游约 19 km 处的大胜关。主桥 为钢索塔钢箱梁双索面 5 跨连续斜拉桥，主跨 648 m，全 长 1 288 m。主塔为国内首次采用“人”字形钢结构索塔， 高 215 m，设 4 道横梁，其中下塔柱及下横梁为钢筋混凝 土结构，下横 梁 以 上 部 分 全 为 钢 结 构。 钢 箱 梁 为 正 交 异 性板流线型扁平式，全桥钢箱梁划分为 10 种类型 89 个梁 段，塔梁交接段为 0 号块，向岸侧依次为 A1 ～ A21，B1 梁 段，向江测依次为 J1 ～ J21，JH1 梁段。标准段钢箱梁长 15 m，宽 37． 2 m，高 3． 2 m，重量 258 t。墩顶段钢箱梁长 13 m，合拢段钢箱梁长 6 m。最大纵向坡度 ± 2． 9% ，最大 横向坡度 ± 2% 。斜拉索为高强度平行钢丝外挤包高密 度聚乙烯形式，全桥共 4 × 21 对，主桥整体布置如图 1 所 示［1］。根据安装工艺需要，0 号块、临时墩及边跨密索区 梁段采用搭设支架，利用浮吊安装，其余钢箱梁采用桥面 吊机悬拼安装［2］。
Fig． 1
图 1 南京长江三桥主桥整体布置图 General arrangement drawings of the main part
of Nanjing Third Yangtze River Bridge
南京长江三桥主梁施工采用较为常规的悬臂拼装方 法［3］。与国内已经建成的钢箱梁斜拉桥不同的是： 南京 长江三桥主桥 的 钢 索 塔 采 用 节 段 拼 装 施 工 方 法，其 节 段 间连接大部分 依 靠 节 段 间 接 触，因 此 其 线 形 控 制 的 难 度 本身就是很 大 的，应 予 以 高 度 重 视。 因 此 钢 箱 梁 的 安 装 施工必须采取科学、合理的测量技术和方法，以确保竣工 后的桥梁应力 状 态、索 力 状 态 与 外 形 曲 线 与 设 计 尽 量 相 符。本 文 以 南 京 长 江 三 桥 钢 箱 梁 安 装 实 践 为 例 ，对 钢
3． 3 悬臂拼装区段钢箱梁施工测量
悬臂段钢箱梁施工分两个工况控制： 一是精匹配，二 是斜拉索第二次张拉［7］。以 N 01，S 01 梁段的顶板上加密 点为测站点，北引桥 24 #、南引桥 10 # 墩混凝土箱梁顶面 上点为后视点，使用 TCA 2003 全站仪（ 测角： 0． 5″，测距： 1 mm + 1 ppm） ，以极坐标法直接测定轴线上测点坐标，对 梁段平面位 置 进 行 控 制。 轴 线 上 的 测 点 位 置，在 紧 靠 梁 段前端面的中 轴 线 上，钢 箱 梁 生 产 厂 家 打 洋 冲 眼 标 出 测 点标志，供立反射镜用。在梁段顶板的锚定板边上，距梁
3 钢箱梁施工测量技术
根据钢箱梁 安 装 施 工 计 划 安 排，施 工 从 边 跨 区 段 开 始，到索塔处 0 号块区段，再到悬臂拼装区段，最后在中跨 合龙。为避免日照、温度场对钢箱梁的影响，钢箱梁的施 工测量要在日落后 4 h 的夜间进行［6］。
3． 1 边跨区段钢箱梁施工测量
为了保证吊 装 施 工 过 程 中 支 架 受 力 的 合 理 性，采 用 南北对称吊装，因此安装梁段从位于辅助墩顶上的 A17# 梁开始，采取 浮 吊 上 下 游 方 向 停 放，梁 段 直 接 吊 装 就 位。 在钢索塔 T 2 接缝处加密点上设站观测测点坐标，对边跨 梁段的中线进行控制。因辅助墩距过渡墩 63 m，水准观 测视线长度不大，所以，就以过渡墩上加密水准点的高程 为依据，用几 何 水 准 测 量 的 方 法 测 量 边 跨 区 各 梁 段 上 的 测点高程。具 体 实 施 方 法 就 是 由 粗 定 位 到 精 定 位，即 每 吊装一块区段，通过水准观测，先粗略调整梁段的高低和 倾斜度，待区段上全部梁段吊装完成后，再用精密水准仪 观测，逐段地精确调整梁段到位，使各梁段的测点高程和 上下游对称测点的高差满足如表 1 所示的精度要求。
Abstract： Nanjing Third Yangzi River Bridge with its orthotropic plate streamlined flat steel girder box is the first supergiant cable － stayed bridge in china whose main tower is of steel structure． This paper introduces the accuracy requirement of the steel box girder installation and the way to establish construction control network step by step． It also elaborates on the methods and techniques adopted in the construction and measurement of different sections of the girders． The result shows that the line type of steel box girder accords with the requirement of design． Key words： Nanjing Third Yangzi River Bridge； steel box girders； construction surveying； control network
南京长江三 桥 钢 箱 梁 在 施 工 时，根 据 不 同 类 型 梁 段
采用的安装方法和现场环境条件，其精度要求也不同，具 体内容见表 1。
表 1 南京长江三桥不同梁段钢箱梁施工的精度要求 Tab． 1 Accuracy requirements of the construction of different sections of steel box girders
高程控制网是在首级控制网的基础上加密 4 个水准 点，分别位于南、北 钢 索 塔 下 部 的 北 侧 面 和 南、北 过 渡 墩 上，其中位于 钢 索 塔 下 部 的 两 个 加 密 点 的 高 程 是 以 钢 套 箱上的首级水 准 点 为 基 准，采 用 悬 挂 钢 尺 配 合 精 密 水 准 观测的方法测 定 的，北 过 渡 墩 上 的 水 准 点 采 用 精 密 三 角 高程跨河水准测量的方法获得高程［4］，另外，通过悬挂钢 尺法把高程从 NT 01 处引测到南过渡墩上，观测成果已加 入各种相应的改正数［5］。
文献标识码：B
文章编号：1672 － 5867（2012）02 － 0196 － 03
Surveying Technique in Steel Box Girders Construction of Long － span Steel Pylon Cable － stayed Bridge
SUN Jing － ling，ZHAO Xian － fu，WANG Xin － zhi （ School of Remote Sensing，Nanjing University of Information Science ＆ Technology，Nanjing 210044，China）
3． 2 0 号块钢箱梁施工测量
0 号块钢箱梁采取顺桥向吊装，将 0 号块直接吊装到 下横梁顶上的 临 时 支 墩 上，采 取 同 样 的 方 法 吊 装 两 侧 的 A1，J1 梁段至 0 号块支架上。0 号块是整个桥钢箱梁的起 始基准段，其 轴 线 上 的 误 差 会 随 着 梁 段 安 装 的 前 伸 逐 步 放大，因此它的定位非常关键。在钢索塔 T 2 接缝处加密 点上设站观测测点坐标，对无索状态下 0 号块，A1，J1 梁 段的中线进行 控 制，使 桥 位 纵 向 桥 轴 线 与 墩 中 线 定 位 符 合设计要求。 标 高 控 制 是 以 设 置 在 南、北 钢 索 塔 下 部 北 侧面的水准点 为 基 准，用 精 密 水 准 仪 把 钢 箱 梁 顶 面 的 标 高调整到位，然 后 实 行 钢 箱 梁 和 临 时 支 座 垫 石 的 预 应 力 固定。
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测绘与空间地理信息
2012 年
段前端面 750 mm 处，厂家焊上高 20 mm 的测量柱，其突 出的顶点，就作为高程测量的测点。梁段标高控制测量， 使用 S1 型水准管式水准仪和 3 m 铟瓦合金水准标尺，进 行精密水准观测，测定各测点的高程。在一般情况下，施 测标高和轴线偏差的梁段是当前安装梁段以及相邻的 4 ～ 5 个梁段，并定期对已安装完成的梁段进行通测，以使 安装好的梁段线形顺畅。