悬链线拱桥拱肋施工测量计算及控制技术.doc

悬链线拱桥拱肋施工测量计算及控制技术 一、研究背景 漯河市太行山路澧河大桥位于漯河市区西南部，起点位于太行山路澧河北岸河堤，终点位于澧河南岸河堤，与澧河河道基本正交。两端桥头与南北两侧的现有道路衔接。大桥全长297.02m（20m空心板+3×64m上承式箱型肋式拱桥+4×20m空心板），桥面全宽30m。大桥形象图附下: 澧河大桥采用单孔净跨60m的箱型钢筋混凝土上承式拱，共3跨，净矢跨比为1/6，主拱轴线为无铰悬链线，拱轴系数m＝1.926。拱肋为等截面钢筋混凝土箱形结构，横桥向共4道箱肋（每幅桥2道）。箱肋1.4m等高度，顶底板总宽3.5m。拱肋拱顶预拱度为=L/800=7.5cm，其余各点预拱度按照二次抛物线进行分配。 该拱桥跨径、矢高都较大，因是跨河施工，现场控制难度也较大，浇筑方案变更为现浇后，需在现场测量控制的要点、难点、精度等都大大增加，可以说该桥的拱肋测量控制为大桥测量中重点。为了确保工期和工程质量，在减少投入新仪器设备的前提下提高测量效率和精度，我部提出并制定了悬链线拱肋测量计算及控制技术方案。 二、研发过程 （一）项目方案选择 拱肋施工前期进行调研，了解分析其他同行同类工程施工的技术方案，结论如下：类同拱桥施工大多进行工厂预制，现场吊装的预制拱肋施工；测量采用价格高昂的gps卫星定位仪器；专业拱肋测量人员费用较高，这些对工程的成本控制都不大不利。经过在现场踩点和模拟测量后，我部确定采用传统的布设控制点，利用现有全站仪和编程计算器进行拱肋测量控制。 （二）项目方案要点 用excel软件编制程序表格计算拱肋数据，再在现场测放1：1地胎大样，比照大样对拱肋上的各种模板进行加工制作； 在卡西欧4850计算器上编制拱肋施工测量程序，用以配合拓普康102N全站仪进行现场测量控制； 用autocad软件绘制1：1比例拱肋图，来复核验算编好的excel表格程序及在卡西欧4850上编好的测量程序。同时还可以辅助计算拱肋上不宜计算的数据。 三、项目内容简介 （一）内业计算 拱肋计算主要数学模型： 拱轴悬链线计算公式：Y=f/(m-1)*(ch(k*ξ)-1) 拱轴预拱度计算公式：△F=-△f (1-4X2/L2）拱轴系数m计算矢高f? 预拱度=0.075 计算跨径L? 系数k=ln（m+） 系数ξ=X/(L/2) 编制Excel辅助计算程序表格（表格见后附表1） 表格中的相对坐标系是以没设预拱度的拱轴跨中为原点，水平指向拱脚的方向设为X正方向,竖直指向地面的方向设为Y的正方向。在进行地胎放大样和计算脚手架架高尺寸时表格中的数据可以根据实际需要而方便的进行数据加减调整。Excel辅助计算程序表（部分）附下： 横坐标 X=L*N/24 0.0000 2.5351 5.0703 ξ系数 ξ=X/(L/2) 0.0000 0.0833 0.1667 拱轴上任点水平倾角 φ=argtg(2fKshKξ/L/(m-1)) 0.0000 2.7890 5.5961 未设预拱度拱轴纵坐标 y=f/(m-1)*(ch(k*ξ)-1) 0.0000 0.0617 0.2475 未设预拱度拱腹纵坐标 yf=y+D/2/cosφ 0.7000 0.7625 0.9508 未设预拱度拱顶纵坐标 yd=y-D/2/cosφ -0.7000 -0.6391 -0.4559 预拱度 △F=-△f (1-4X2/L2） -0.0750 -0.0630 -0.0521 设预拱度拱轴纵坐标 Yz=Y+△F -0.0750 -0.0013 0.1954 设预拱度拱顶纵坐标 Yd=yd+△F -0.7750 -0.7021 -0.5079 设预拱度拱腹纵坐标 Yf=yf+△F 0.6250 0.6995 0.8988 卡西欧4850计算器测量程序 程序：LHGLCL “F=”:F=10.141：“M=”:M=1.926：“L=”:L=60.843：“D=0 OR 1”:{D}:◢A=F÷（M-1)：S=L÷2Lbl 0: {X}:X30.844= Goto 2: ≠ Goto 3Δ↙Lbl 3: Abs（X-271）30.843=X= Abs（X-271）：Goto Δ↙ Abs（X-335）30.843=X= Abs（X-335）：Goto Δ↙ Abs（X-399）30.843=X= Abs（X-399）：Goto Δ↙ Lbl 1:X30.844= Goto 2: ≠ Goto 0Δ↙ Lbl 2:B=－(1-4X *X÷L÷L）K=Ln(M+√（M－1)）Z=(e(KX÷S）+1÷e（KX÷S））÷2“Y=”:Y=A（Z