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大跨度钢桁拱桥三维激光扫描线形监控技术研究

安路明 赵健 任延龙 石林泽 程斌

安路明, 赵健, 任延龙, 石林泽, 程斌. 大跨度钢桁拱桥三维激光扫描线形监控技术研究[J]. 钢结构(中英文), 2022, 37(12): 18-23. doi: 10.13206/j.gjgS22051001
引用本文: 安路明, 赵健, 任延龙, 石林泽, 程斌. 大跨度钢桁拱桥三维激光扫描线形监控技术研究[J]. 钢结构(中英文), 2022, 37(12): 18-23. doi: 10.13206/j.gjgS22051001
AN Luming, ZHAO Jian, REN Yanlong, SHI Linze, CHENG Bin. 3D Laser Scanning Technology Research for Erection Line-Shape Monitoring of Long-Span Steel Truss Arch Bridge[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2022, 37(12): 18-23. doi: 10.13206/j.gjgS22051001
Citation: AN Luming, ZHAO Jian, REN Yanlong, SHI Linze, CHENG Bin. 3D Laser Scanning Technology Research for Erection Line-Shape Monitoring of Long-Span Steel Truss Arch Bridge[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2022, 37(12): 18-23. doi: 10.13206/j.gjgS22051001

大跨度钢桁拱桥三维激光扫描线形监控技术研究

doi: 10.13206/j.gjgS22051001
基金项目: 

天津市科技开发项目(19YDL ZSF00030)

中国铁建股份有限公司科技开发项目(2018-C05)

详细信息
    作者简介:

    安路明,男,1990年出生,硕士研究生,工程师。Email:anluming@foxmail.com

3D Laser Scanning Technology Research for Erection Line-Shape Monitoring of Long-Span Steel Truss Arch Bridge

  • 摘要: 桥梁建设水平的长足发展导致桥梁施工体量和施工风险动态评估需求增大,大型桥梁架设过程中主桥线形监测至关重要,可保证主桥线形按照设计线形延伸。广州明珠湾大桥为六跨中承式连续钢桁架结构,架设过程中用全悬臂式施工法,悬臂长超过200 m的架设工况占比大,且大多数杆件在节点外采用高强螺栓拼接,杆件调整自由度大,在风、温度等多种自然因素影响下架设线形难以控制,而三维激光扫描技术能通过快速扫描获取海量结构物表面的坐标信息,实现结构中多个关键点位快速实时监测。以明珠湾大桥主桥架设过程为工程背景,采用三维激光扫描技术开展了钢桁架拱桥架设线形的监测研究。通过合理布置扫描仪监测位置,监测了主桥架设过程中主拱梁架设、主拱合龙、主梁合龙三个关键工况,重点在主梁悬臂端周围和塔吊周边开展多次结构扫描。监测过程中,运用后方交会法获取扫描仪架设位置坐标,推算监测目标的点云坐标信息,并采用点云处理软件Cyclone通过噪点消除、点云联合实现主桥点云整体模型拼接,进而结合点云数据处理技术提取多个线形监测指标进行分析,同时用全站仪获取相同点位坐标进行验证。结果表明:对于三维激光扫描和全站仪测量方法,主拱梁杆件悬臂端的桁间相对距离的平均差值为19 mm,在JTG/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》所容许的相邻点间相对点位测量误差内,说明基于三维激光扫描的线形监测方法可满足工程应用要求;塔吊节间垂直度指标总体在±3‰内,因此塔吊底部未达到极限弯矩,不会出现结构失效,但主拱梁大悬臂情况下塔吊上部结构出现了较大垂直度偏移,故仍需在主桥架设过程中加强监控;主拱和主梁的监测线形与设计线形基本吻合,横向、标高偏离指标的均值为2.9、16.6 mm,符合JTG/T F50—2011中钢拱桥纵轴与高差的偏位阈值,且主拱和主梁两侧悬臂杆在架设过程中不断趋近设计值,说明主桥架设线形控制良好,满足合龙需求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-10
  • 网络出版日期:  2023-04-20

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