钢结构软件助力北京永定河大桥加速竣工

一、项目简述

永定河大桥工程位于长安街西，大桥主塔为全钢结构的高矮双塔，主塔外形均为两塔柱非一致倾斜的拱形结构。该桥主塔结构具有超高、异型、施工质量要求高的突出特点。

二、测量设备、分析软件、附件包及人员配置计划

测量设备：全站仪1台、5M卷尺2把、150MM钢板尺1把、直角尺1把等。

分析软件：构件分析软件3套、测量软件3套、模拟搭载软件3套。

测量软件界面效果图

构件分析软件界面效果图

模拟预拼装软件界面效果图

工具包：旋转标靶4个、隐蔽杆2个、反射标靶10个、磁铁10个、棱镜10个等。

人员配置：精度测量人员2名

三、技术服务内容及职责划分

技术服务内容：

以钢塔3个单构件为一个单元进行组拼装检验，并为各单元组出具组拼装检验报告。

根据钢塔预拼装方案对各单元组进行模拟预拼装，并出具拼装报告。

构件吊装健康监测（根据健康监测点位布置图实施），并出具主拱变化量报告。

职责划分：

基于2人配置

乙方检测人员主要负责现场数据采集、构件基准线划设培训、检测报表归档、模拟预拼装、构件吊装健康监测。针对上述工作项目，检测人员须保证准确有效地完成测量内容并落实检验要求。

甲方负责构件基准线划设、吊装场地基准点布设、构件模型及健康监测点数据提供、产品检验要求、问题评判、修正跟踪、检验配合协调。如构件检测与吊装监测存在重叠情况，在乙方不增加人员的前提下，甲方需安排人员协助测量，以保证项目正常运行。

四、检测流程简述

结合该项目检验内容及节点，检测流程简述如下：

基准线勘设：

为更好地保证钢构件整体精度和重要结构拼装精度，须在每个钢构件对接口处及中心位置划设基准线，并对测量点标靶放置位置进行划线、敲冲点保留，以便于后续吊装搭载健康监测使用。（基线划设时，应充分考虑构件焊后尺寸数据，并加以调整，保证基线点与设计数据吻合，从而为构件焊后修正过程、后期预拼装的使用及参考、以及吊装搭载健康监测提供有效的依据。）

注：基准线划设前期仅作点位划线，不进行冲点及标靶放置位置划线作业；冲点及标靶放置位置划线施工的时间，为单元组构件模拟预拼装合格之后。

构件检测点位布置

根据厂方提供的单构件建造及搭载精度尺寸要求，制作点位检测布控表（点位检测布控表数据直接由设计模型提取）。点位检测布控表主要用于生产自检、数据确认、与甲方沟通交流的管理事项，以及明确测量表单样式。

单元组点位布控表样式示意图：

每单元组由3个单构件组成。

模块基准线测量示意图 模块结构测量点位布置示意图

模拟搭载表单样式示意图：

模拟搭载表单示意图

数据采集及分析

数据采集

检测仪器应根据构件现场摆放位置合理架设，使用PDA测量软件采集数据，测量点位依据点位布置表进行取点，仪器搬站测量精度要求控制在0.5mm以内。

数据分析

Ⅰ、测量数据与设计数据拟合

利用模型分析软件将测量数据与设计数据进行数据拟合（设计数据可直接利用点位布控表）。

Ⅱ、最佳数据分析

根据拟合平差结果，对数据进行基准点变换，实现数据优化，从而减少构件修正量。

注：数据分析时，主要考虑模块主拱度、拉孔位置、健康监控基准线是否满足设计。

Ⅲ、出具报告

数据完成最佳分析后，出具有效、准确的检验报告。检验报告可提供两种样式：构件车间摆放姿态报告（坐标系转换）、设计理论姿态报告（原坐标系），甲方可根据需求选择其中一种。

注：数据报告出具后，须对健康监测基准线进行微调，并进行冲点及标靶放置位置划线。

搭载

为确保构件在运输往安装地时能顺利实现拼装、保证施工方的安装周期，故在发运前对构件实施模拟拼装工作。其重点在于考察相邻构件之间的吻合度、主拱度，以及它们与设计理论值之间的差异度。以数字化测量为前提，通过虚拟技术和人工干预的应用，在电脑中对多个相邻构件进行模拟演示并分析，得出有效的模拟预拼方案，在确保精度的情况下，指导现场吊装的一次定位完成。

Ⅰ、数据导入

将相邻构件的精度最终分析报告导入模拟搭载软件。

Ⅱ、模拟搭载及数据分析

① 设置搭载基准构件

② 视觉偏差设置

③ 出具报表

注：模拟搭载设定健康监测基准线为分析基准，以便监控吊装搭载构件形变，减少累计误差。

五、总述

通过运用高精度三维测量技术，对制造的钢塔节段进行数据采集与数据分析，使其与设计数据基本吻合，确保轴线偏移、扭转、塔柱高差等要求满足设计要求；并借助模拟预拼装实现去实体预拼装的精度管理方式，从而提高建造、搭载效率。