双棱镜法施工波形钢腹板定位技术

2018-12-11郭勇

山西建筑 2018年32期

关键词：棱镜腹板波形

郭勇

(山西路桥集团运宝黄河大桥建设管理有限公司，山西太原 030006)

1 概述

1.1 工程概况

运宝黄河大桥是沟通晋西南和豫西北的重要公路桥梁。在《山西省高速公路网规划调整方案》中“西纵”右玉杀虎口—芮城刘堡的最南端，在芮城县陌南镇柳湾村附近，跨越黄河进入河南，接三门峡至淅川高速公路晋豫省界至灵宝段起点。

该桥全长1 690 m，由引桥、主桥、副桥三部分组成，其中副桥桥面左右分幅，均为单箱单室断面，共布置4道波形钢腹板，主桥主梁采用单箱5室的波形钢腹板PC组合梁(见图1)。

1.2 波形钢腹板优势

运宝黄河大桥副桥采用单箱单室的波形钢腹板PC组合梁，它比传统的PC箱梁有更好的力学性能和优点，其优势主要体现在以下几个方面：1)自重降低，抗震性能好。2)由于波形钢腹板的折皱效应，提高了预应力效率，改善了结构性能。3)节约建筑材料，改善经济指标，降低了工程总造价。4)结构形式新颖，造型美观。

1.3 波形钢腹板定位难直分析

现阶段较为有效的波形钢腹板定位方法(见表1)。

1)使用徕卡棱镜在梁端作为前视点进行测量，作业人员直接站立在空间狭窄的波形钢腹板上扶棱镜杆，操作不方便，还需集中精力对中气泡，安全风险高；每次测完后，获得波形钢腹板空间姿态，调整波形钢腹板位置，然后再重新把棱镜立在梁端进行测量，反复测量、调整，直至波形钢腹板调整到设计位置，定位效率低。

2)使用徕卡小棱镜在梁端作为前视点进行测量，这种方法不必作业人员直接站立在钢腹板上扶杆，减小了工作的危险性，但是这种方法还需要人站在波形钢腹板旁边搭设的平台上扶小棱镜，小棱镜照准觇牌较小且手扶时气泡居中不稳定，影响测量精度，并且在高温天气下超过100 m的距离，就会出现无法精确瞄准或无法反射电磁波的问题。

3)使用自由设站法进行定位测量，仍受通视条件影响无法复核，有精度偏差隐患。

表1 现阶段波形钢腹板定位方法工效对比表

根据方法工效对比表分析主要影响因素如下：

1)大量高空作业，波形钢腹板周围悬空，安全风险高。

2)板材对温度敏感，容易受日照等气候条件影响，易变形，定位时间不宜过长。

3)高空风速大，测量人员操作面较小，在波形钢腹板上站立困难，测量控制难度高。

4)受栈桥分割，左右控制点不能通视，频繁搬站对精度影响大。

根据以上分析：目前最有效的波形钢腹板定位方法为自由设站配合徕卡小棱镜法。但此方法仍无法全部满足测量精度及工效要求。

2 波形钢腹板双棱镜定位方法

2.1 双棱镜速测装置

根据对波形钢腹板定位难点分析结果，发明了一种不需要人员扶棱镜的定位装置，用来克服现有测量定位技术的不足，它既能精确定位波形钢腹板的空间位置，又能快捷、高效地完成施工测量任务，同时又能保障梁上测量人员的安全。

波形钢腹板速测定位装置(如图2所示)包括40 mm×40 mm×4 mm(L=550 mm)角钢所制的主板，在主板上使用连接杆将棱镜杆连接到主板上，两棱镜中心至速测装置中轴线的间距均为250 mm，且主板表面保证精平，两连接杆与主板面相垂直。

2.2 双棱镜波腹板定位方法

步骤一：在校核波形核钢腹板时，测量人员先将全站仪架在可通视的梁上强制对中平台的控制点上，指挥梁上工作人员将速测装置安装在待校核的波形钢腹板端头，并将两个棱镜对准全站仪。

步骤二：测量两棱镜的空间位置，取两棱镜读数平均值作为波形钢腹板上口中心的偏距。因为速测定位装置的两棱镜距中心的距离均为250 mm，可用来复核波形钢腹板中心偏距。在波形钢腹板上口偏距调整到位的情况下，若棱镜的高程存在差值，则表明波形钢腹板不垂直，下口偏距需要调整。左侧棱镜若高于右侧棱镜，则波形钢腹板下口右侧应向上调整，直至测得速测定位装置上两棱镜高差为零，即说明上、下口偏距相等，波形钢腹板位于同一竖直面内。

步骤三：通过位于待安装的两节波形钢腹板两侧的螺口与相邻已安装波腹板螺口进行螺栓连接，实现波形钢腹板的定位。重复上述步骤二、步骤三，直至上口偏位与设计相符，且两棱镜无高差，波形钢腹板处于同一竖直面，将波形钢腹板准确定位至正确位置后，在两节波形钢腹板自由端之间安装定位支架，将两节波形钢腹板进行定位锁定。