三峡永久船闸二闸首人字门提升梁变形监测

摘要：三峡工程分三期水位运行，为适应不同运行水位，三峡船闸第一、二闸首的底槛和闸门分两次建设。文章从监测点的布设、监测方案、监测成果及变形分析阐述了上下游跨闸室大梁及提门起重梁在加载和提升人字门过程中的变形规律，验证了各梁的承载能力和安全可靠性。最后得出结论：上下游跨闸室梁、提升梁和立柱在提升加载过程中的变化符合变形规律，其承载能力满足永船完建工程施工需要，安全性能可靠。

关键词：布设；监测方案；监测成果及变形分析；安全可靠；提升梁

中图分类号：U641文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）16-0176-02

一、概述

三峡工程分三期水位运行，为适应不同运行水位，三峡船闸第一、二闸首的底槛和闸门分两次建设。目前第二闸首人字闸门及机电设备要求按前二期要求即135.0～156.0m通航水位安装，南北两线船闸需在水库运行水位抬升至后期运行水位145.0～175.0m之前，对第二闸首等部位进行完善建设，将人字闸门底槛由高程131.0m加高至139.0m，同时第二闸首人字闸门及其机电设备也相应通过改装抬高8m，提升梁专门为在施工期间提升人字闸门而设计，在永船完建工程施工过程中，在拆卸人字门的基础上，将人字门提升起来，以便进行人字门底槛的施工。

人字门的提升梁主要包括上游跨闸室大梁、下游跨闸室大梁和提门起重梁，对应的变形监测工作包括：上游跨闸室大梁挠度监测、下游跨闸室大梁挠度监测以及提门起重梁挠度监测。

二、工作基点和监测点布设

（一）工作基点布设

挠度监测以“中南II”标墩（标面高程）为工作基点。支撑立柱垂直度的监测以一立柱旁的永船监测点LD08CZ12为工作基点，另三立柱分别布置L1、L2、L3为临时工作基点。

（二）监测点布设

如图1所示，在上下游跨闸室提升梁梁面上各布设5个监测点，编号分别为X1～X5、S1～S5，分别分布在上下游梁两端各1个，中间3个；在二根提门起重梁的梁面上各布设了3个监测点，编号为Z1～Z3、Y1～Y3，分别分布在梁两端各布设1个，中间1个。南线总计布设监测点16个。在每个支撑立柱的同一水平面上布设3个监测点，左右两侧共12个监测点。

三、监测方案

（一） 坐标系统

采用三峡大坝坐标系统和永船坐标系；吴淞高程系统。

（二）变形量符号

挠度监测变形量符号的规定：变形下沉为正，上升为负。

（三）监测的工作量

提升前观测首次值，提升过程中按每加载一次进行观测一次，提升到位后每10天观测一次；立柱水平倾斜观测频次与挠度相同。南二闸首人字门上下游跨闸室梁及提升梁提升加载过程中挠度和立柱水平倾斜观测共监测了20次；提升到位后提升系统挠度变化和立柱水平倾斜观测共监测了4次。

（四）监测方法

1．各梁的挠度监测。以“中南II”为起算点，采用Ni007自动安平水准仪进行钢尺传高测量，将高程传递到下游跨闸室梁的右侧监测点上，按国家二等水准测量规范的精度要求进行观测；然后以此监测点作为起算点，采用NA1型自动安平水准仪按照《国家三、四等水准测量规范》进行施测，以获取上、下游跨闸室梁和提升梁上的其它监测点的高程值；计算出各监测点的沉降量而得到各梁的挠度值。

2．支撑立柱垂直度的监测。以永久船闸监测点LD08CZ12为高程起算点，经L1、L2、L3组成闭合水准环线，采用Ni007水准仪进行测量，按国家二等水准测量的精度要求进行观测，然后以L1、L2、L3为起算点测得各立柱上的监测点的高程值，以计算立柱水平倾斜值。

四、监测成果及变形分析

（一）成果数据

2006年9月26日完成南二闸首人字门提升系统的首次值观测任务。2006年10月4日至2006年11月29日完成南二闸首左右侧人字门提升和悬挂过程中的上下游跨闸室梁及提升梁提升加载过程中挠度和立柱水平倾斜观测，其部分观测成果见表1：

（二）变化量过程曲线图

从观测数据看出，立柱水平倾斜变化量比较小，上下游跨闸室梁及提升梁沉降变化量为分布在两端的监测点变化小，中心监测点变化最大，其具体的变化量过程曲线如图2、3、4、5所示：

（三）变形分析

从观测数及变化量曲线图中可知：

1．位于上下游梁右侧的监测点S2、X2变化量在右侧门30%载荷状态、右侧门85%载荷状态、右侧门提升10m，30%荷载状态、左侧门提升2m状态时变化最大，左侧门提升到位后，以监测时间间隔和变化量计算分析，平均每天变化量在0.2mm以内，非常小，趋于稳定。

2．位于上下游梁中间的监测点S3、X3在右侧门30%载荷状态、右侧门85%载荷状态、左侧门85%载荷状态、左侧门提升2m状态时变化最大，左侧门提升到位后，以监测时间间隔和变化量计算分析，平均每天变化量在0.2mm以内，非常小，趋于稳定。

3．位于上下游梁左侧的监测点S4、X4在右侧门提升10m，30%荷载状态、左侧门提升2m状态时变化最大，左侧门提升到位后，以监测时间间隔和变化量计算分析，平均每天变化量在0.2mm以内，非常小，趋于稳定。

4．位于左提升梁中间监测点Z2在右侧提升梁提门加载过程中没有变化，在左侧门70%载荷状态至左侧门提升6m时变化最大，左侧门提升到位后，开始回弹且平均每天变化量在0.2mm以内，非常小，趋于稳定。

5．位于右提升梁中间监测点Y2在在右侧门30%载荷状态、右侧门提升6m状态时变化最大，右侧门提升10m30%荷载状态后开始回弹，回弹至左侧门提升到位后，又出现下沉，但平均每天变化量在0.2mm以内，非常小，趋于稳定。

6．各立柱水平倾斜变化量均很小，都在-0.8～0.8mm之间，反映出立柱水平在整个南二闸首人字门提升加载过程和人字门悬挂过程中几乎没有变化。

五、结论

上下游跨闸室梁、提升梁和立柱在提升加载过程中的变化符合变形规律，其承载能力满足永船完建工程施工需要，安全性能可靠。

作者简介：张汉瑞（1965－），女，湖北宜昌人，中国葛洲坝集团股份有限公司测绘工程院工程师，研究方向：工程测量、数据处理、数字化制图；马曼丽（1965－），女，河南人，中国葛洲坝集团股份有限公司测绘工程院工程师，研究方向：工程测量、数据处理、数字化制图。