南京长江大桥施工测量及数据管理系统开发

发布时间：2020-07-20 07:44

【摘要】：南京长江大桥维修加固改造工程项目是大桥建成使用近五十年以来第一次彻底性的维修,跨江正桥维修加固改造是该项目的重点工作,改造工作的核心内容是公路正桥旧桥面系拆除和正交异性桥面板(钢主梁)安装施工,施工测量工作是保证维修改造过后桥面系线形的关键因素。由于南京长江大桥特殊的历史地位及意义,南京长江大桥公路正桥维修改造后必须恢复至大桥建成通车时的线形;还因为南京长江大桥是连接南京市鼓楼区和浦口区的重要通道,必须加快推进维修改造加固工程进展而保证大桥按时完工并恢复通车。本文从南京长江大桥公路正桥维修加固改造施工测量内容出发,总结了正桥维修加固改造施工测量的原则及难点,分析了正桥钢主梁安装施工过程中的误差来源并提出了减少钢主梁安装误差的措施。结合正桥钢主梁安装施工工序,详细介绍了钢主梁安装施工前期的测量工作,包括水准网复测以及水准点加密等;重点介绍了钢主梁安装施工过程中钢桁梁挠度变形测量、支座系统高程测量以及钢主梁安装姿态控制测量的内容和方法。由于南京长江大桥是公铁两用桥梁,施工过程中下方铁路线仍处于运营状态,给钢主梁安装过程中开展测量工作带来严峻考验,而且钢主梁安装施工具有时间紧、任务重、精度要求高等特点,采用传统的测量方法及数据处理、传输流程不能满足维修加固改造施工的各项要求,必须采用高精度的测量手段、科学的数据处理方法、高效的数据传输方式及合理的施工工序才能确保完成南京长江大桥维修加固改造工程任务。根据钢主梁安装过程中测量工作的各项需求,本文设计了一款测量数据Web管理系统,系统实现了现场原始测量数据的读取、平差、传输、共享、管理、存储等功能。测量人员通过手持设备接收电子水准仪蓝牙接口输出的测量数据,将其导入系统进行平差处理并计算分析多种工况下的钢桁梁挠度变形量,极大地减轻了测量工作人员数据处理任务;系统实现了数据在线同步功能,在系统内实时地将测量数据及实测挠度值提交给设计人员,设计人员登陆系统并结合电脑端的桥梁专业软件检验、修正挠度值,系统根据修正的挠度值直接计算钢主梁安装数据反馈至测量人员并及时地指导现场施工工作开展,极大地提高了整个施工运转的效率;其他项目管理人员可以登陆系统查看当前安装施工进展,下载需要的测量数据和安装数据对现场施工成果进行检查。测量数据管理系统在本次项目中具有很好的实用价值,评定结果显示,系统处理测量数据的精度达到正桥维修加固改造施工测量要求,并且在系统的支持下显著地提高了工作效率,按时地完成了正桥钢主梁安装施工任务;竣工验收结果显示正桥钢主梁安装完成后桥面系的线形和内力状态均符合设计规范,成功地完成了南京长江大桥正桥维修加固改造项目任务。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U445;TP311.52
【图文】：

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第 1 章引言算高差对当前安装钢主梁的姿态进行精确调整。(4) 针对施工过程中繁琐的测量工作、繁多的测量数据和复杂的施工流程，为了加快施工进展同时减轻测量人员工作量，在南京长江大桥维修改造加固项目中研究设计了一款测量数据管理系统。系统可以处理、分析和计算施工测量数据，计算多次工况下钢桁梁挠度变形量；可以把当前测量数据实时地提交至设计人员，设计人员根据桥梁专业模型对钢桁梁挠度变形值进行确认和改正；可以根据设计反馈的挠度变形值计算钢主梁及支座系统的安装数据。此外，系统内实现了最小二乘法拟合钢主梁顶部高程点并提供当前安装钢主梁与相邻已安装钢主梁测点的高差控制值；钢主梁安装施工过程中所有的测量数据及安装数据存储至数据库中，可以提供工程项目管理人员、设计人员等查看及下载。测量数据管理系统开发是本文最主要的研究内容，既要保证系统用户交互界面的便捷性又要保证系统计算、处理及保存数据的科学性，在系统的前、后端开发过程中均进行了大量的代码编辑工作，系统开发的技术路线如 1-1 图所示。

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第 2 章南京长江大桥维修加固改造工程概况2.1 南京长江大桥简介南京长江大桥是长江上第一座由中国自行设计和建造的双层式公路、铁路两用桥梁，于 1959 年 2 月开工建设历时 9 年时间至 1968 年 12 月建成通车，耗资2.8758 亿元，是中国桥梁建设的重要里程碑，是 20 世纪 60 年代中国经济建设的重要成就之一，创造了中国桥梁建设史上的许多新纪录，具有极大的政治、经济和战略意义，被称为中国的“争气桥”，南京长江大桥正桥实体照片如图 2-1 所示。南京长江大桥铁路桥是京沪铁路大干线上跨越长江的关键工程，而公路桥既是我国华东地区重要的过江通道，也是南京市长江两岸的交通枢纽，大桥自 1968 年全面建成通车至维修改造开始（2016 年），在铁路、公路、城市交通中发挥了巨大作用，为国家、区域及地方的经济发展做出了卓越贡献（熊文等，2018）。

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图 2-2 南京长江大桥桥型及桥跨分布桥正桥维修加固改造工程京长江大桥维修加固改造工程历时 26 个月，从 2016 年 10 月 28 日修，于 2018 年 12 月 29 日正式恢复通车。项目总投资约 11 亿元桥维修加固改造投资超 7 亿元人民币。本次维修加固改造维持南京设计荷载标准，维修后通过实行限行限载等交通管制措施，保证大京长江大桥维修加固改造工程的主体内容是公路正桥维修加固改计 10 跨，由 1 跨 128 米简支钢桁梁和 3 联（3 跨为一联）9 跨 160组成，正桥钢桁架结构布置如图 2-3 所示。

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