斜拉桥主塔的拼装测量

栗亮

(中铁大桥局第七工程有限公司测绘公司，湖北武汉 430000)

斜拉桥主塔的拼装测量

栗亮

(中铁大桥局第七工程有限公司测绘公司，湖北武汉 430000)

结合太原摄乐桥工程实例，从预拼场内测量与吊装测量两方面，介绍了该桥主塔的拼装测量方案，并探讨了平面精度的统计方法，在确保主塔安装精度的基础上，使主塔在规定工期内顺利完工。

桥梁，主塔，拼装场，吊装测量，平面精度

1 工程简介

太原摄乐桥是太原市城北地区沟通城市东西区域的重要桥梁，为太原市第18座跨汾河大桥，其中主塔由三部分组成，其中下塔柱为钢筋混凝土结构，高20.5 m;中塔柱和上塔柱为钢结构，分别高59.32 m，33.18 m，中塔柱和上塔柱共有35个节段。索塔横桥向为“A”形，无横梁，总高113 m。该工程于2016年4月下旬开始施工，预计2016年12月20日通车，主塔的安装成为了重点和节点工程。

大桥效果图见图1。

2 施工方案的制定

钢塔单个节段的生产制造在钢结构生产厂家完成，两个节段或三个节段组装和焊接是在工程施工场地内进行。测量人员在拼装之后的钢塔节段截面要制作测量特征点，钢塔截面特征点布置见图2。

图1 大桥效果图

图2 特征点布置图

测量仪器采集原始数据，利用电脑在AutoCAD成图，经过平移和旋转处理，与设计图进行尺寸比对，并用于之后的钢塔吊装时对位置的控制。

3 方案的实施

3.1 预拼场内的测量

1)测量特征点的制作。在钢塔截面上用冲钉制作特征点，制作的特征点要用喷漆做好记号，以便吊装时寻找和测量，现场制作的测量特征点见图3。

再在钢塔截面外侧便于看到的位置制作1个～2个测量标志，以便对D5200吊机松钩前后的钢塔节段变化情况进行测量分析。

2)拼装场内测量。测量仪器采用莱卡公司的TS30测量机器人，在场地内位置地势较高处架设全站仪，便于看见测量特征点，采用自由设站的方法采集特征点的三维坐标。

3)数据处理。利用AutoCAD成图软件，将特征点数据展到图上，通过展点、移动、旋转等功能绘制出需要的图形(见图4)，用LIST命令列举出特征点坐标(见表1)，再与监控单位给出的数据进行核对，并用于吊装测量的原始数据。

图3 现场制作图

图4 AutoCAD处理图

3.2 吊装测量

钢塔通过特别运输车辆拉到主塔底部，通过D5200大型吊机吊到指定位置，测量在强制对中墩上架设好仪器，通过已知后视点设站，用莱卡TS30的参考线功能，以直线段中心点和圆弧段中心点建立参考线。测量人员持小棱镜，对讲机等设备到吊装的主塔节段上，依次立在直线段中线点和圆弧段中心点，将横向偏距和纵向偏距调到满足技术要求，再看圆弧段和直线段其他特征点，参照拼装场内数据进行调整，直到满足精度。

表1 测量特征点平面坐标

4 平面精度统计

4.1 平面放样精度计算

主塔各节段平面放样误差包括平行桥向放样误差和垂直桥向放样误差。

主塔各节段平行桥向放样误差有设站的误差，钢塔节段截面小冲眼的标志对中误差、全站仪测角误差，可按下式计算钢塔节段测量特征点平行桥向误差:

取m设站=±3 mm，m标=±1 mm，仪器的测角误差m角=mα×S/ρ =0.7 mm(仪器采用莱卡TS30全站仪，mα为全站仪测角中误差，数值为0.5″;ρ=206 265″;S取现场最长距离300 m)。

钢塔各节段垂直桥向放样误差主要受设站的误差，钢塔节段上小冲眼的标志误差，全站仪测距误差的影响。取 m设站= ±3 mm，m标=±1 mm，仪器的测距误差为m距=ma+b×S，ma为测距固定误差，数值为 0.6 mm;b为测距比例误差，取±1 ppm; S为测距长度，取极限值300 m，则m距=0.6 mm+0.3 mm=0.9 mm。故主塔各节段垂直桥向定位的最低精度为:m垂直=

平面的放样中误差为4.6 mm，而技术方案要求平面放样误差为5 mm，所以满足要求。

4.2 高程放样精度分析

高程测量方法采用全站仪三角测量。有三角高程公式HB= HA+Dtanα+i－1，所以高程的放样误差包括设站的高程误差、高差中误差、棱棱高误差。根据误差传播定律，可推导出垂直角和水平距离观测误差对高差的影响，取 mα=0.5″，m距=±(0.6+ 1 ppm)mm，对不同距离D和不同垂直角α，按上式计算高差中误差，结果见表2。

表2 不同距离和垂直角影响下的高差中误差表

实地测量距离在300 m以内，垂直角在15°以内，高差中误差为3.28 mm，设站高程误差取±3 mm，棱镜高误差取±1 mm，所以高程精度为满足5 mm的技术要求。

由上面分析可知，主塔各节段放样精度在平面中误差和高程中误差能满足要求。

5 结语

太原摄乐桥主塔高度为113 m，钢塔的拼装精度尤为重要，特别是平面位置精度。文章从钢塔在拼装场内测量，再到钢塔的实际拼装;从节段测量特征点的制作，再到测量方案的实施都做了具体的应用;从平面位置精度再到高程放样精度都进行了详细介绍。但是实际钢塔拼装中还有其他的方法，在此就不一一论述，希望我的经验能够为类似斜拉桥的主塔施工提供一些参考，并在此类工程实施中提供一点帮助。

［1］鄢生全.乌石北江大桥主塔测量控制技术［J］.山西建筑，2014，40(20):247-248.

［2］武汉大学测绘学院测量平差学科组.误差理论与测量平差基础［M］.武汉:武汉大学出版社，2013.

［3］周显平.全站仪三角高程测量及精度［J］.辽宁工程技术大学学报(自然科学版)，2011(15):177-180.

On assembly measurement of main tower of cable-stayed bridges

Li Liang
(No.7 Engineering Co.，Ltd，China Railway Major Bridge Engineering Group Co.，Ltd，Wuhan 430000，China)

Combining with the example of Shele Bridge project in Taiyuan，the paper introduces the assembly measurement scheme of the main tower at the bridge from the pre-assembly in-site measurement and hoisting measurement and explores the statistic methods of the plane accuracy，so as to ensure the smoothness in the construction period based on the guarantee of the installation accuracy of the main tower.

bridge，main tower，assembly site，hoisting measurement，plane accuracy

TU198

:A

1009-6825(2016)36-0209-02

2016-10-17

栗 亮(1987-)，男，助理工程师