Статьи

ПРИМЕНЕНИЕ СПУТНИКОВЫХ ГНСС-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДВИЖКИ АРКИ БУГРИНСКОГО МОСТА ЧЕРЕЗ РЕКУ ОБЬ  08.09.2017 11:14

Коллекцию уникальных инженерных сооружений России в 2014 г. пополнил еще один объект — Бугринский мост через реку Обь в Новосибирске с самым большим в странах СНГ арочным пролетом. Мост запроектирован как магистральная улица общегородского значения, предназначенная для непрерывного движения транспорта с расчетной скоростью 100 км/ч. Общая длина мосто вого перехода с подходами по пойме реки составляет 2091,2 м, при этом левобережный пойменный участок моста составляет 296,33 м, правобережный — 1414,01 м, а арочный пролет — 380,86 м. Уникальная металлическая арка, безусловно, — главная конструктивная особенность мостового перехода.

Арочный пролет является вторым по размеру для арок аналогичной конструкции в мировом мостостроении, а если учесть экстремальные условия строительства и эксплуатации в Западной Сибири, то можно представить всю сложность задач, решаемых проектировщиками, строителями и геодезистами [1, 2]. В качестве затяжки арки используется стальная ортотропная плита проезжей части моста шириной 34,56 м. Ортотропная плита состоит из двух стальных коробчатых и двух главных стальных балок двутаврового сечения и закреплена на неподвижной части опоры 6. На временные опоры 4В–7В затяжка опирается через карточки скольжения, а на опоры 8В и 9В — через двухкатковые опорные части. 

Опирание затяжки на постоянной опоре 5 осуществляется со смещением в сторону постоянной опоры 6. Стрела подъема комбинированной арки с затяжкой составила 74 м [3]. Монтаж металлоконструкций свода арки и установка их в проектное положение проводились методом надвижки с конвейернотыловой сборкой. Надвижка полусводов арки осуществлялась одновременно с двух сторон от постоянных опор 5 и 6 к середине пролета 5–6 (рис. 2). Сборка каждой половины арки проводилась на своем стапеле из отдельных блоков коробчатого сечения (блоки Б21, Б20 и т. д.). К блоку Б21 был закреплен аванбек — вспомогательная направляющая конструкция в виде консоли. Блоки свода перемещались по временным опорам оборудованным накаточными путями и боковыми упорами.

Плановое положение стапеля, в связи с изменением параметров арочного пролетного строения, по мере монтажа изменялось. Каждый блок арки перед установкой на стапель обмерялся с целью определения фактических параметров отдельных элементов и узлов заводского изготовления. Во время обмеров на блоках по заранее рассчитанным данным наносились осевые риски и накернивались контрольные точки (по 4 точки на каждом блоке), по которым определялось пространственное положение блоков в процессе надвижки. Для проверки положения оси арочного пролетного строения на первой паре блоков каждого полусвода арочного пролетного строения (ближайших к аванбеку) наклеивались по две отражательные марки (пленки), такие же марки (осевая и контрольная) крепились на аванбеках.

Первая пара блоков устанавливалась на стапеле в проектное положение по координатам, предоставленным проектной организацией, особенно тщательно, так как их положение задавало начальное направление надвижки и влияло на качество последующей сборки двух половинок свода арки, а также на выполнение их окончательной стыковки. Согласно проекту, монтаж арочного пролетного строения включал 18 стадий. После каждой стадии надвижки, с помощью электронного тахеометра Leica TS02, определялись плановые координаты и высоты контрольных точек на последней паре блоков, установленных на стапеле (по четырем контрольным точкам на каждом блоке), отражательных марок на первой паре блоков у аванбека и на аванбеке. В соответствии с проектом производства геодезических работ [3], максимально допустимые отклонения в определении положения контрольных точек при сборке в плане составляли 2–3 мм, а по высоте — 1–2 мм. Измеренные значения координат и высот передавались в проектную организацию для согласования положения смонтированных блоков и вычисления координат и высот контрольных точек для установки следующей пары блоков на стапеле. Только после получения от проектной организации рассчитанных координат и высот контрольных точек блоков устанавливалась следующая пара блоков на стапеле.

К началу 14й стадии монтажа аванбеки опирались на обстройку временных опор 5В и 6В, а по завершении надвижки на этой стадии аванбеки демонтировались. Дальнейший процесс монтажа осуществлялся без аванбеков и завершался на 18й стадии стыковкой полусводов арки (рис. 5). Монтаж арки от установки первой пары блоков до стыковки полусводов арки проводился с декабря 2013 г. по апрель 2014 г., в течение 129 дней. Геодезический контроль процесса надвижки полусводов арки Бугринского моста выполнялся с использованием трех двухчастотных приемников ГНСС TRIUMPH1 (JAVAD GNSS). Один приемник, выполнявший роль базового, устанавливался стационарно на подходе к мосту, на пункте геодезической сети , а два других (подвижных приемника) — надежно крепились между первой парой блоков каждого полусвода арки посредством специальных приспособлений, обеспечивающих их вертикальность. Перед стыковкой двух полусводов арки подвижные приемники были размещены на временных металлоконструкциях.

Во время монтажа измерения выполнялись в режиме реального времени (RTK), в местной системе координат — системе координат моста: ось Х совмещалась с осью арочного пролетного строения — от опоры 5 на опору 6. В этой системе координат были определены все пункты геодезической сети, созданной для контроля монтажа арочного свода. Достоинством этой условной системы координат является тот факт, что при определении прямоугольных координат подвижных приемников сразу видны их смещения влево или вправо от оси мостового перехода (координата Y), а также удаление приемников (первых блоков каждой половины свода арки) от оси постоянной опоры 5 (координата X). Для обеспечения работы в режиме RTK каждый приемник ГНСС оснащался SIMкартой, поддерживающей дополнительную опцию статического IP. В результате появилась возможность управлять работой приемников и получать измеренные ими данные по сети Интернет на удаленный компьютер с установленным на нем программным обеспечением JAVAD Justin. 

После запуска приемников в режиме RTK, базовый приемник начинал передачу по сети Интернет корректирующих данных, которые записывались отдельным файлом, в программу обработки JAVAD Justin. Результаты измерений на подвижных приемниках по протоколу NTRIP по сети Интернет также поступали на компьютер, где в программе JAVAD Justin вычислялись их координаты и сравнивались с проектными значениями. Следует отметить, что технологии ГНСС активно применяются в современном мостостроении [2], например, спутниковые приемники были задействованы при строительстве уникального вантового моста на острове Русский с пилоном высотой 320,9 м . Положение арки в процессе надвижки также  контролировалось с помощью электронного тахеометра Leica TS02, оснащенного окулярной насадкой для наблюдения целей, близких к зениту. Тахеометр устанавливался на пункте геодезической сети, расположенном на затяжке арки (на оси мостового перехода) и оснащенном устройством для принудительного центрирования. Тахеометром (в режиме измерения расстояний «на пленку») определялись пространственные координаты контрольных отражательных марок (пленок), которые крепились на аванбеке, а также на блоках арки.

 Смещение оси пролетного строения (арки) в поперечном направлении относительно оси моста в процессе надвижки, как правило, не должно превышать 50 мм [5]. Согласно [3], за максимально допустимую величину смещения надвигаемых половинок арки относительно оси мостового перехода была принята величина 100 мм. В случае достижения максимального смещения, надвижка должна была быть приостановлена и приняты меры по возвращению конструкции арки в проектное положение. Фактическое несовпадение осей полусводов арки на завершающем этапе надвижки составило ~30 мм. Торжественное открытие Бугринского моста состоялось 8 октября 2014 г. при участии Президента РФ В.В. Путина. Высокие требования к точности монтажа полусводов арочного строения были достигнуты, благодаря эффективному геодезическому контролю, основанному на совместном применении глобальных навигационных спутниковых систем и электронной тахеометрии.

По материалам источника: Журнал "Геопрофи" 2016. фотографии geliovostok.ru