■浦玉東 ■中鐵上海工程局集團(tuán)有限公司第三工程有限公司，安徽 合肥 230000

1 概述

寧國市仙霞路西津河大橋工程采用斜置拱塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，橋跨布置(90+110)m，橋梁全長205m，全寬40m。主塔采用預(yù)應(yīng)力混凝土拱形斜塔。塔身軸線順橋向向北傾斜12°，塔高67.16m，上塔柱25m范圍采用橢圓型，塔柱軸線為橢圓曲線線性。斜拉索采用扇形布置，橫橋向采用雙索面，塔上總計68根索導(dǎo)管，豎向間距1.7m。詳見圖1主塔結(jié)構(gòu)圖。

主塔索導(dǎo)管是主塔與斜拉索間傳力結(jié)構(gòu)，并對斜拉索起到導(dǎo)向作用，其位置的準(zhǔn)確對整個橋梁結(jié)構(gòu)受力的影響大，因此斜拉橋主塔施工時，索導(dǎo)管的定位施工是質(zhì)量控制的要點之一。一般在斜拉橋設(shè)計圖給出索導(dǎo)管的位置參數(shù)，但施工中由于作業(yè)環(huán)境的限制，實施時要根據(jù)施工操作需要，由相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行施工方法的調(diào)整。

2 工程特點

(1)主塔結(jié)構(gòu)呈橢圓形變化，索導(dǎo)管分布亦成空間變化，位置復(fù)雜。

(2)主塔截面尺寸小，勁性骨架、鋼筋、預(yù)應(yīng)力分布密影響索道管定位測量視線。

(3)主塔為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，剛度大、變形小。

3 基本原理

索導(dǎo)管測量定位理論上選擇錨固點A及管口出口點B的坐標(biāo)來確定，但在實際測量定位中受塔柱空間狹小、鋼筋密集、錨固點和出口點懸空等情況影響，給索導(dǎo)管的定位工作帶來極大的不便。實際實施利用能控制索導(dǎo)管位置的3個點(必須不在同一直線上)三維坐標(biāo)測量定位索導(dǎo)管。具體原理即:理論上軸線AB位置定位準(zhǔn)確即可，實際測量時可進(jìn)行錨固A點和線段CD位置定位準(zhǔn)確即可保證軸線AB位置定位準(zhǔn)確。線段CD定位可通過其上任意兩點坐標(biāo)定位，為方便定位，可將線段CD按0.5m、1.0m或其他固定長度進(jìn)行分節(jié)，每節(jié)點按序編號并計算坐標(biāo)，便于放樣時對應(yīng)操作。具體示意詳見圖2 主塔索導(dǎo)管示意圖。

圖1 主塔結(jié)構(gòu)圖

圖2 主塔索導(dǎo)管示意圖

備注:

①A點為理論錨固點，AB為索導(dǎo)管軸線，其上任一點至A點距離為L;

②CD為索導(dǎo)管表面特征線，其上任一點至C點距離為L＇，位于管正上方，便于測量;

③軸線BA與線段AC垂直，且與DC平行;AC長度為管外徑R，線段AH與線段CG垂直，且與OB平行;

④坐標(biāo)系中線段OA、GC均與坐標(biāo)系Z軸平行;

⑤坐標(biāo)系中線段OB在XOY平面內(nèi)，則與Z軸垂直即與線段OA、GC均垂直;

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⑥由上3、5兩條件知∠GBA=∠GCA=θ;

⑦臨時焊接型鋼便于定位錨固點A。

4 坐標(biāo)計算

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土主塔剛度大，變形小，在索導(dǎo)管定位時無需考慮主塔變形的影響。主塔索導(dǎo)管坐標(biāo)計算以索導(dǎo)管定位原理為基礎(chǔ)在坐標(biāo)系中進(jìn)行坐標(biāo)計算。塔上索導(dǎo)管布置及坐標(biāo)系的建立見圖3索導(dǎo)管位置及坐標(biāo)系圖。

圖3 索導(dǎo)管位置及坐標(biāo)系圖

(1)直線AB上任一點坐標(biāo)計算

根據(jù)整個主塔的在坐標(biāo)系中位置、確定各索導(dǎo)管錨固點A的坐標(biāo)為(XA，YA，ZA)，根據(jù)圖2和圖3內(nèi)容可知，直線AB與xoy平面投影間夾角θ;在xoy平面內(nèi)與x軸夾角為γ，直線AB上任一點至A點距離為L，以B點的理論坐標(biāo)(XB，YB，ZB)計算為例:

XB=XA± Lcosθcosγ;YB=YA± Lcosθsinγ;ZB=ZA－ Lsinθ。

(2)C點坐標(biāo)計算

XC=XA± Rsinθcosγ;YC=YA± Rsinθsinγ;ZC=ZA+Rcosθ。

(3)直線CD上任一點坐標(biāo)計算

由于直線CD與AB平行，直線CD上任一點的理論坐標(biāo)同直線AB上任一點坐標(biāo)計算類似，直線CD上任一點至C點距離為L`，以D點的理論坐標(biāo)(XD，YD，ZD)計算為例:

XD=XC± L`cosθcosγ;YD=YC± L`cosθsinγ;ZD=ZC+L`sinθ。

上面(1)(2)(3)中公式內(nèi)“±”具體取“+”還是“－”應(yīng)根據(jù)索導(dǎo)管的位置確定。

5 定位方法

索導(dǎo)管安裝定位前，先將管上特征線CD按等間距分節(jié)，節(jié)點處沖眼作中心標(biāo)志并編上號，測量定位始終對錨固點A和特征線CD上2節(jié)點上進(jìn)行放樣和復(fù)核，索導(dǎo)管定位測量標(biāo)志點見圖2主塔索導(dǎo)管示意圖。為了提高施工現(xiàn)場的計算速度和精確度，預(yù)先在計算器中編寫好索導(dǎo)管軸線AB及特征線CD坐標(biāo)計算方程，以方便現(xiàn)場測量定位坐標(biāo)計算。計算得出偏差值 ΔX=X測－X理，ΔY=Y測－Y理，ΔZ=Z測－Z理，根據(jù)ΔX、ΔY、ΔZ進(jìn)行微調(diào)，直到滿足設(shè)計及施工規(guī)范要求為止。索導(dǎo)管定位測量選取特征線CD上2標(biāo)志點時，盡量保證2標(biāo)志點距離接近管長，以提高定位精度。管道位置復(fù)核可一方面復(fù)核坐標(biāo)，同時也可復(fù)核索導(dǎo)管特征線CD傾斜角度θ。

6 結(jié)束語

索導(dǎo)管作為空間結(jié)構(gòu)，其位置復(fù)雜。在施工中怎樣定位，需要抓住定位原理，根據(jù)施工條件進(jìn)行定位方法的調(diào)整，以達(dá)到便于實施、精度可控的要求。本文從理論及實際操作方面對本橋索導(dǎo)管定位進(jìn)行總結(jié)為同類型工程施工提供了借鑒。

［1］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.JTG/T F50－2011.

［2］工程測量規(guī)范.GB50026－2007.