专利名称：多跨连续s型景观桥空间斜拉索定位方法
技术领域：
本发明属于建筑领域，具体涉及多跨连续“S”型景观桥空间斜拉索定位方法。
背景技术：
斜拉桥是由主塔、斜拉索、索塔及钢箱梁纵横联结系共同受力而形成的稳定的空间承重结构体系。在这个空间结构体系当中，斜拉索是连接钢箱梁与索塔的纽带，它使钢箱梁成为一个多点弹性支撑，使斜拉桥类似于多跨连续梁，大大减小了钢箱梁的弯矩，同时，钢箱梁的自重及活载通过斜拉索将索力传递到主塔，由于斜拉索的对称分布，使索塔、钢箱梁始终处于偏心受压状态。在这个传力的过程当中，斜拉索起着关键性的作用，而斜拉索是通过索道管直接锚固在索塔及主梁上，所以，其锚固位置的精度将会直接影响到索力在索塔、主梁上的分 布情况；如精度不够，可能使桥梁的整体受力结构发生改变，或在风力及其他外力作用下，索道管口与斜拉索发生摩擦，而缩短了斜拉索的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供精度高、速度快的多跨连续“S”型景观桥空间斜拉索定位方法。本发明包括(1)、在建筑总平面图的电子文件中，先利用AutoCad捕捉、查询功能将“S，，型景观桥轴线和斜拉索固定点的坐标自动捕捉下来；
(2)、选坐标定位点，即距离“S”型景观桥轴线两端头30 50m的位置作为坐标定位点；借助于全站仪利用全桥平面控制网进行三维空间坐标测量；
(3)、通过设计院给出的图纸及斜拉索导管锚固端中心和出口中心坐标，绘制三维立体
(4)、利用中心标定器对锚固端锚垫板中心点定位，即将锚垫板的中心线与中心标定器的中心线重合，即确定锚垫板的中心位置；所述中心标定器是直径与斜拉索导管的内径相同的一块圆形钢板；
(5)、利用半圆形中心标定器对“S”型景观桥主塔塔壁外侧斜拉索导管出口中心的标定，即将半圆形中心标定器垂直于预先标定好的斜拉索导管的套管并插入套管外口内，半圆形中心标定器的弧形边缘与的中心与套管内壁吻合，可得“S”型景观桥主塔塔壁外侧斜拉索导管出口中心位置；所述半圆形中心标定器是直径与斜拉索导管的内径相同的一块半圆形钢板。
本发明与现有景观桥空间斜拉索定位方法相比具有如下特点
I.全站仪在测站一经观测，必要的观测数据，斜距、竖直角、水平角等均自动显示，可同一瞬间得到平距、高差、点的坐标及高程。2.通过传输接口把全站仪采集的数据终端与计算机连接，配以数据处理软件、绘图软件即可实现测图的自动化。
3.只需将全站仪支设在一个通视好的测站，可同时对工程测放位置进行整体、乃至细部测量，减少布设控制点的数量，准确、方便、快捷。4.全站仪与计算机复合应用，带来施工放样的技术进步,大大简化了传统的施工测量方法，使现代施工测量方法变得灵活、方便、精度高、劳动强度小、工作效率高，并实现了施工测量的数字化、自动化和信息化。5.能即时得出点位坐标和偏差信息，还可以结合放样点坐标进行反算，随时得出建议、纠正量，便于指挥放样工作。6.建立了控制点、放样点的数据库，能方便地进行点位坐标以及实测资料的查询、管理。7.受施工条件和外界环境影响小。
具体实施例方式实施例本实施例应用于襄汾县人行景观桥工程，全桥共分四跨，全长203. 47m。桥面为曲线钢箱梁。主塔与钢箱梁之间挂设斜拉索。2. I、工程简介
襄汾县人行景观桥地处襄汾县城中心地段，是襄汾县汾河治理工程中的重点和亮点工程，建成后的景观桥将成为襄汾县的标志性建筑。全桥分四跨，全长203. 47m。襄汾县人行景观桥结构形式为斜拉桥与梁桥组合型桥梁，桥台采用钢筋混凝土桩柱式桥台，桥墩采用钢筋混凝土薄壁墩，主塔基础为承台下设群桩基础，主塔身高64m，主塔桥面以下为实心结构，以上为空心箱梁。上部结构为曲线钢箱梁。2. 2、工程设计概况
I.全桥由桥台、桥墩、主塔组成。其中桥台2个，分别是1#桥台和5#桥台；桥墩4个，
分别是2#左桥台和2#右桥台，4#左桥壤，4#右桥壤；主塔2个,分别是3#左主塔，3#右主
iit+R ο2.桥跨布置38. 45m+65. 58m+62. 74m+36. 70m, 1#桥台至5#桥台弧长分别为36.69m、45. 19m、51. 021m、13. 839m、65. 585m，5# 桥台至 1# 桥台弧长分别为 65. 585m、13. 839m、51. 021m、45. 19m、36. 69m。3.主塔
主塔为独塔，塔高64m。主塔截面形式为矩形，顺桥向长5. 0m，横桥向宽4. Om，主塔按I : 10比例倾斜向上。4.主梁
本桥上部结构钢箱梁由Q345E钢板焊接而成。主梁上部结构分别由预制节间段、桥墩节段和桥台节段三部分组成，各部分之间设连接钢板和连接U型肋。上部结构在制作过程中，分预制节间制作，每个节间长度和半径不一，按照图纸上的尺寸进行工厂焊接。5.斜拉索
本桥由4根1860Φ 15. 24环氧喷涂钢绞线组成的斜拉索，拉索外包PE防护材料。全桥共计40根拉索。拉索索面为空间扇形，自下向上向桥外侧倾斜；主塔拉索从桥面起30. 5米位置开始设置，间距I. 5米，桥面上以锚箱中线处布置，间距4米。6.通道通道总长22. 38米，宽4. 144米，通道离地面约62米高。技术准备
I、有一套完整的工程电子版图纸，熟读设计图纸，理解设计意图，明确设计要求。2、进行业主提供的市规划的各控制点和高程点移交，建立施工现场坐标系及控制网，察看周边环境。3、综合考虑设计要求、定位条件、现场地形和工程施工组织设计的基础上，编制测
量方案。4、掌握全站仪性能及测量工艺及标准。建立平面控制网
I、与业主办理控制点与高程点移交手续。2、根据业主所给的平面控制点，引测到施工现场通视较好，且不易触碰的地方，埋设控制桩。3、通过业主给出的控制点，利用全站仪对做好的控制桩坐标进行测量设并记录。4、对控制桩进行复核，每个测站进行两测回角度、距离测量。平面定位方法
I、所有的坐标点均采用设计图纸的绝对坐标。2、在建筑总平面图的电子文件中，先利用AutoCad捕捉、查询功能将所需要点的坐标自动捕捉下来。3、选取已复核过的导线点，以靠近拟建建筑物的点为置镜点，另一点为后视点进行放样测量。 4、对全站仪进行对中和整平，设置好仪器参数。5、进入坐标放样模式，输入测站点坐标、仪器高、目标高。6、进入方位角的设置状态，输入后视点的坐标。精确照准后视点棱镜中心，仪器根据测站点和后视点坐标，将自动完成后视点方位角的设置。7、再次进入坐标放样模式，输入待放样控制点的坐标。8、旋转全站仪的照准部，所显示的水平角读数为零。此时，照准的方向即为待测点的方向。仪器操作人员可指挥待放样点附近棱镜，通过对照点测量，仪器显示出预先输入的待放样值与实测值之差。9、根椐显示值，指挥持棱镜的测量人员，沿照准方向移动带测杆的棱镜，直到观测屏幕上的显示值在误差范围之内。10、在测杆指示的位置埋桩。11、对双侧多跨连续“S”型多曲率曲线景观桥钢箱梁定位测设采用平面定位的方法。景观桥钢箱梁每节段圆弧的半径、弧长及走向均不一。测量工作开始时依据钢箱梁曲线的线形在电子版AutoCad图中拾取每阶段箱梁中心线上的两个端点坐标。利用全站仪将拾取好的坐标点位在浇筑好的混凝土临时支撑基础上放样并做好标记。钢箱梁安装时利用吊线锤将加工好的阶段箱梁中线点竖直投影到临时支撑基础所放好的点位上并与之重合。如此“S”型多曲率曲线钢箱梁便可按图纸要求精确就位。钢箱梁拼接过程中要及时利用全站仪复核线形。三维空间定位方法三维空间定位即确定一点在空间坐标系中X，Y, Z的位置。对10:1倾斜“八”字形钢筋混凝土主塔空间扇形斜拉索索道管空间定位放样。全桥共有斜拉索40根，呈扇形排布，索道管的定位主要控制其平面位置、高程和倾斜角。主塔中的索道管定位直接关系到主桥的质量，其放样精度高，难度大，定位测量应认真仔细，并及时复核。索道管测量定位的精度要求较高。为了确保斜拉桥建成后斜拉索和主梁的线型接近设计线型，根据工程测量规范的要求，索导管空间位置测量定位的精度要求高达±5_，即相对于原始控制网而言，索导管锚固端中心和出口中心的施工定位与设计位置偏差在X，Y, Z三个方向均不得大于±5mm。三维空间坐标法定位即借助于全站仪利用全桥平面控制网进行三维空间坐标的测量。本桥可直接对索导管锚固段和出口中心进行测定并加以调整。具体操作步骤如 下
I、在施工现场建立水准控制点至少3个，并对水准点高程进行复核。2、通过设计院给出的AutoCad电子版图纸及索导管锚固端中心和导管口中心坐标，绘制三维立体图。3、对锚固端锚垫板中心点标定。利用钢板加工一个圆形的中心标定器。该标定器的直径与索导管的内径一致，在标定器的四周焊接4块对称垫板，精确标定圆周中心，并做好标记。使用时只需将标定器盖到锚垫板中心，吻合后即可得到锚垫板中心位置。4、塔壁外侧索导管口中心的标定。采用一定厚的钢板加工、制作一个半圆形的标定器，该标定器的直径与索导管的内径一致，找出圆心，并做好标记。使用时直接将标定器插入预先标定好的套管外口中心所在的圆周线上，吻合可得其位置。5、通过AutoCad电子版图纸中的坐标，使用全站仪测放X、Y的平面位置，具体操作方法同平面定位。6、根据设计图纸计算的出空间Z方向的高度，用水准仪、钢尺确定。“八”字型I : 10倾斜钢筋混凝土主塔定位放样
I、塔柱放样主要控制塔柱的平面位置、垂直度和方向；另外，对塔柱顶部或其他变化部位的高程加以控制。塔柱平面位置的放样采用全站仪坐标法进行。塔柱高程的控制采用钢尺传递方法进行。2、垂直度、倾斜度平面投影坐标均采用CAD几何原理推算，倾斜度、垂直度利用劲性骨架的稳定性制作临时平面角钢或钢管固定在劲性骨架上部采用垂线法控制的垂直度和坡度。3、模板安装完毕后，对模板的结构尺寸及空间位置进行检查。检查方法为先用仪器在模板上放样出轴线和横向里程线，然后用钢尺、线锤等工具检查模板的结构尺寸、垂直度及平面位置，用水准仪观测检查高程。4、横梁放样时，断面尺寸偏差不大于±20mm，横梁高程不大于±10mm，高程传递
采用全站仪传高法。5、索塔放样时，必须顾及预偏量和预拱量。随着索塔的升高，为减弱风力对测量结果的影响，应选择在较小风力时进行放样工作。模板定位后，浇筑混凝土前，应用三维坐标法进行检核。6、随着索塔的升高，会引起塔下工作基点的变化，应定期与控制网联测，进行修正。7、索塔完工后，应测量主塔倾斜度、跨距和塔顶高程，作为主线形计算调整的依据。8、索塔施工期间，应定期进行变形观测。全站仪在使用前必须按说明书对仪器进行校验。控制点的精度要求与理论值的误差不超过土 Imm。测量操作的精度要求测量操作的精度要求控制在土 3mm之内。导线全长相对闭合差控制在40 mm内，三角形最大闭合差±30. O”。
本发明能准确、方便的进行平面建筑网的控制，测量精度高、速度快、操作简便、安全、实用、不受场地限制、可直接放样；而CAD的自动捕捉坐标功能，避免了繁琐的计算，建筑物的平面图形越复杂，所起到的效益越显著。
权利要求
1.多跨连续S型景观桥空间斜拉索定位方法，其特征在于 (1)、在建筑总平面图的电子文件中，先利用AutoCad捕捉、查询功能将“S”型景观桥轴线和斜拉索固定点的坐标自动捕捉下来； (2)、选坐标定位点，即距离“S”型景观桥轴线两端头30 50m的位置作为坐标定位点；借助于全站仪利用全桥平面控制网进行三维空间坐标测量； (3)、通过设计院给出的图纸及斜拉索导管锚固端中心和出口中心坐标，绘制三维立体图； (4 )、利用中心标定器对锚固端锚垫板中心点定位，即将锚垫板的中心线与中心标定器的中心线重合，即确定锚垫板的中心位置；所述中心标定器是直径与斜拉索导管的内径相同的一块圆形钢板； (5)、利用半圆形中心标定器对“S”型景观桥主塔塔壁外侧斜拉索导管出口中心的标定，即将半圆形中心标定器垂直于预先标定好的斜拉索导管的套管并插入套管外口内，半圆形中心标定器的弧形边缘与的中心与套管内壁吻合，可得“S”型景观桥主塔塔壁外侧斜拉索导管出口中心位置；所述半圆形中心标定器是直径与斜拉索导管的内径相同的一块半圆形钢板。
全文摘要
多跨连续S型景观桥空间斜拉索定位方法，属于建筑领域，它利用中心标定器对斜拉索锚固端锚垫板中心点定位和斜拉索出口中心点的定位,即将锚垫板的中心线与中心标定器的中心线重合，即确定锚垫板的中心位置,所述中心标定器是直径与斜拉索导管的内径相同的一块圆形钢板；利用半圆形中心标定器对“S”型景观桥主塔塔壁外侧斜拉索导管出口中心的标定，即将半圆形中心标定器垂直于预先标定好的斜拉索导管的套管并插入套管外口内，半圆形中心标定器的弧形边缘与的中心与套管内壁吻合，可得“S”型景观桥主塔塔壁外侧斜拉索导管出口中心位置；所述半圆形中心标定器是直径与斜拉索导管的内径相同的一块半圆形钢板。本发明定位方法精度高、速度快。
文档编号E01D21/00GK102966041SQ20121044098
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者温刚, 张敏, 靳宏标, 翟素珍, 邢根保, 贾莉芳, 王荣香, 赵永攀, 闫永茂, 刘继军 申请人:山西省第二建筑工程公司