上海建科院上海市工程結(jié)構(gòu)新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200023

1 施工形態(tài)監(jiān)測的對象選擇及測點(diǎn)布置

1.1 監(jiān)測對象的選擇

上海國際旅游度假區(qū)空間曲梁單邊懸索橋東西兩橋作為自平衡體系，形態(tài)控制顯得尤為重要。鋼箱梁的空間坐標(biāo)是制約橋下凈空的主要因素；作為重要傳力構(gòu)件，主纜的長度誤差將極大地影響結(jié)構(gòu)受力，所以需要復(fù)核主纜在橋臺處的錨固點(diǎn)坐標(biāo)；受上海軟土地基客觀條件以及結(jié)構(gòu)本身較大的水平力的影響，塔柱球鉸和背錨基礎(chǔ)的坐標(biāo)也需跟蹤監(jiān)測；該結(jié)構(gòu)主塔底端采用鉸接，塔頂隨著施工存在空間偏移，在落架完成后，通過監(jiān)測主纜耳板銷軸中心和背索耳板銷軸中心的空間坐標(biāo)，可以得出主塔的空間偏位，該測量值和理論值的差值可以成為主纜線形和鋼箱梁線形變化的佐證，同時(shí)也決定了背索長度和吊索長度等參數(shù)?？偠灾?，在該項(xiàng)目的實(shí)踐中，擬在施工前后通過測量鋼箱梁的空間坐標(biāo)、背錨基礎(chǔ)坐標(biāo)、塔柱球鉸坐標(biāo)、橋臺錨固點(diǎn)的坐標(biāo)、塔上主纜耳板銷軸中心、塔上背索銷軸中心等參數(shù)對景觀橋的形態(tài)進(jìn)行監(jiān)測控制。

1.2 測點(diǎn)的布置

東西兩橋主梁線形監(jiān)測包括主梁立面和水平面內(nèi)的軸線測量，以及縱、橫坡測量，原則上每個(gè)斷面4個(gè)測點(diǎn)，斷面測點(diǎn)布置見圖1，采用畫線布點(diǎn)。其中，東橋邊跨每三分點(diǎn)為測試斷面，中跨每四分點(diǎn)為測試斷面；西橋邊跨每二分點(diǎn)為測試斷面，中跨每四分點(diǎn)為測試斷面。

背錨基礎(chǔ)坐標(biāo)、塔柱球鉸坐標(biāo)均是通過測量同一個(gè)平面4個(gè)方向的空間坐標(biāo)值換算求得。其中背錨基礎(chǔ)坐標(biāo)選擇測量錨固鋼板上表面的4個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，塔柱球鉸坐標(biāo)球鉸測點(diǎn)布置在球的四周，均距下邊緣10 cm。

圖1 斷面線形測點(diǎn)布置

主纜橋臺錨固坐標(biāo)代表兩側(cè)橋臺主纜錨固中心點(diǎn)處的空間坐標(biāo)值，測點(diǎn)的計(jì)算如圖2所示。

圖2 邊纜錨固中心測點(diǎn)示意（西橋）

主塔上主纜銷軸中心和主塔上背索銷軸中心的測量，是通過測量銷軸2個(gè)外表面的中心點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算而得。

2 監(jiān)測結(jié)果分析

各要素的監(jiān)測結(jié)果均反應(yīng)為整體坐標(biāo)系中的空間坐標(biāo)，其中+X方向代表東方向，+Y方向代表南方向，+Z方向代表高程增加方向[1-2]。

2.1 鋼箱梁坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果分析

通過對東橋鋼箱梁坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果分析可知：東橋鋼箱梁落架施工后鋼箱梁內(nèi)弧高程坐標(biāo)與理論值的最大偏差值為-272.00 mm，外弧高程坐標(biāo)與理論值的最大偏差值為-325.00 mm。通過對西橋鋼箱梁坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果分析可知：鋼箱梁落架施工后鋼箱梁內(nèi)弧高程坐標(biāo)與理論值的最大偏差值為-25.70 mm，外弧高程坐標(biāo)與理論值的最大偏差值為-51.80 mm。東西兩橋鋼箱梁高程均比理論值低且整體形態(tài)均為內(nèi)弧高外弧低。

2.2 背錨基礎(chǔ)坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果分析

據(jù)東西橋背錨基礎(chǔ)坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果，東橋鋼箱梁落架施工后2個(gè)背錨基礎(chǔ)空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系里各方向的最大偏差為-33.90 mm；西橋鋼箱梁落架施工后2個(gè)背錨基礎(chǔ)空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系里各方向的最大偏差為31.40 mm；由此可知落架施工后東西兩橋背錨基礎(chǔ)的空間坐標(biāo)值與理論值相比較偏差較小，在考慮測量誤差和施工放樣誤差的情況下，可以認(rèn)為背錨基礎(chǔ)空間坐標(biāo)值的誤差值在允許范圍內(nèi)；并通過多次間隔時(shí)間的測量對比背錨基礎(chǔ)空間坐標(biāo)值的數(shù)據(jù)，可以確定在落架前后背錨基礎(chǔ)是穩(wěn)定的，沒有偏位。

2.3 塔柱球鉸、橋臺處錨固中心坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果分析

據(jù)東西兩橋塔柱球鉸及橋臺處錨固中心空間坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果，東橋橋臺處2個(gè)邊纜錨固中心的空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系里各方向最大偏差分別為-143.20 mm和134.30 mm，東橋2個(gè)邊纜錨固中心空間坐標(biāo)的實(shí)測值與理論值存在一定誤差；西橋橋臺處2個(gè)邊纜錨固中心空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系里各方向最大偏差為17.30 mm，西橋邊纜錨固中心實(shí)測值與理論值相對偏差較小。

東橋2個(gè)塔柱球鉸中心的空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系各方向的最大偏差為-82.80 mm，西橋2個(gè)塔柱球鉸中心的空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系各方向的最大偏差為-67.80 mm；東西兩橋球鉸中心實(shí)測空間坐標(biāo)與理論值相對偏差均較小。

由復(fù)測結(jié)果可知，東西兩橋球鉸中心、西橋邊纜錨固中心的空間坐標(biāo)的實(shí)測值與理論值相對偏差均較??；東橋2個(gè)邊纜錨固中心的空間坐標(biāo)的實(shí)測值與理論值存在一定誤差，但是落架完成后，東橋兩側(cè)邊纜線形均較為平順，幾何形態(tài)與設(shè)計(jì)符合較好[3-4]。

2.4 塔上耳板銷軸中心坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果分析

實(shí)測表明，西橋塔上各主纜耳板銷軸中心空間坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果與理論值亦相差較小，各方向空間坐標(biāo)實(shí)測值在整體坐標(biāo)系里的最大誤差為53.80 mm；西橋塔上背索耳板銷軸中心空間坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果與理論值相差較小，各方向空間坐標(biāo)實(shí)測值在整體坐標(biāo)系里的最大誤差為39.80 mm。

據(jù)東橋主纜耳板銷軸中心和背索耳板銷軸中心空間坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果，東橋主纜耳板銷軸中心和背索耳板銷軸中心空間坐標(biāo)的實(shí)測值與理論值均一定偏差，8′#塔上主纜耳板銷軸中心空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系里偏差為：X方向最大偏差值為154.60 mm；Y方向最大偏差值為-166.30 mm；Z方向各測點(diǎn)偏差均較小，最大偏差值為4.00 mm；8#塔上主纜耳板銷軸中心空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系里偏差為：X方向最大偏差值為-108.20 mm；Y方向最大偏差值為-129.00 mm；Z方向各測點(diǎn)偏差相對均較小，最大偏差值為25.00 mm；由此可知落架施工后東橋2個(gè)橋塔均向跨中及內(nèi)弧方向偏移。8′#背索耳板銷軸中心空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系里偏差為：X方向偏差值為137.70 mm；Y方向偏差值為-131.70 mm；Z方向測點(diǎn)偏差較小，偏差值為8.30 mm；8#背索耳板銷軸中心空間坐標(biāo)在整體坐標(biāo)系里偏差為：X方向偏差值為-67.10 mm。Y方向偏差值為-114.50 mm；Z方向測點(diǎn)偏差較小，偏差值為-11.60 mm。由此可知落架施工后東橋2個(gè)橋塔主要向跨中及內(nèi)弧方向存在偏移偏差。

由東橋2個(gè)橋塔主要向跨中及內(nèi)弧方向存在偏移可以分析出主橋鋼箱梁標(biāo)高應(yīng)向下發(fā)生偏移，這一結(jié)論與東橋鋼箱梁空間坐標(biāo)復(fù)測結(jié)果相吻合。

3 結(jié)語

由本施工監(jiān)測的實(shí)踐可知[5-6]：

1）自平衡體系的結(jié)構(gòu)施工應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)。

2）通過施工前后的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，上海國際旅游度假區(qū)景觀橋東西兩橋在施工后的幾何形態(tài)與設(shè)計(jì)基本相符。

2）人行懸索橋幾何形態(tài)的檢測應(yīng)重點(diǎn)觀測以下幾個(gè)參數(shù)：鋼箱梁的空間坐標(biāo)、背錨基礎(chǔ)坐標(biāo)、塔柱球鉸坐標(biāo)、橋臺錨固點(diǎn)的坐標(biāo)、塔上主纜耳板銷軸中心、塔上背索銷軸中心。各參數(shù)之間的實(shí)測值并非獨(dú)立存在，可以進(jìn)行互相印證。在數(shù)據(jù)分析時(shí)應(yīng)考慮各參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的相關(guān)性，以期為橋梁的安全施工提供科學(xué)依據(jù)和保障。