南 鵬，張 偉

(中交二公局第五工程有限公司，陜西 西安 710075)

1 工程概況

秋浦河大橋主橋部分設(shè)計為(98+270)m雙跨組合懸索橋，橋面寬度31.5 m，基于區(qū)域內(nèi)車流量狀況，為雙向四車道形式，設(shè)計100 km/h。主纜采用預(yù)制平行鋼絲索股，每束由127根直徑為5.1 mm高強(qiáng)鋼絲組成，主纜索夾內(nèi)直徑為386 mm，索夾外直徑為391 mm，全橋共2根主纜，每根主纜由37根索股組成，兩主纜橫橋向中心距離30.5 m。主梁采用鋼-混凝土結(jié)合梁，梁高2.97 m(跨中處含橋面鋪裝)，主要由鋼加勁梁和混凝土橋面板組成。橋面全寬31.5 m，吊索橫向間距為30.5 m。

2 懸索橋上部結(jié)構(gòu)主要測量內(nèi)容及意義

影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素較多，因此測量項(xiàng)目總量也較多，主要有：施工控制網(wǎng)的加密與監(jiān)測；核心施工環(huán)節(jié)橋軸線偏差(體現(xiàn)在平面與高程兩方面)；索鞍安裝穩(wěn)固性以及具體位置；主纜索股垂直度與線型；成橋時主纜、鞍座等基本結(jié)構(gòu)的線形與位置等[1]。做好懸索橋上部結(jié)構(gòu)的測量工作具有突出的現(xiàn)實(shí)意義，具體可總結(jié)為兩點(diǎn)：一是可提升測量放樣精度，有助于各結(jié)構(gòu)的順利安裝；二是提升安全預(yù)警效率，為工程結(jié)構(gòu)提供保障。

3 懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測技術(shù)

3.1 測量準(zhǔn)備

瑞士Leica TS60全站儀1臺，測角：0.5″、測距：±0.6+1 ppm·D。

3.2 貓道線形測控

以主纜空線纜線形為基準(zhǔn)，設(shè)置的貓道線形需與之達(dá)到平行狀態(tài)，確定合適的貓道計算參數(shù)，確保施工后貓道設(shè)計線形的合理性。將順橋向作為X軸，高程為Y軸，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建貓道計算模型[2]。測量索塔、散索鞍支墩位置，確定各跨跨徑，計算各跨各根貓道承重索標(biāo)高。采用三角高程法觀測調(diào)整各跨貓道承重索的標(biāo)高，調(diào)整需考慮溫度對貓道垂度的影響。利用塔頂門架處的卷揚(yáng)機(jī)及散索鞍處的千斤頂對貓道承重繩垂度進(jìn)行調(diào)整，此項(xiàng)工作反復(fù)進(jìn)行，直至貓道承重繩垂度滿足要求[3]。

結(jié)束單根貓道承重鎖的架設(shè)施工后，應(yīng)充分考慮到變位長度產(chǎn)生的影響，合理調(diào)節(jié)垂直度，使其與設(shè)計目標(biāo)相符。完成所有架設(shè)連接作業(yè)后，以監(jiān)測數(shù)據(jù)為準(zhǔn)分析承重索線形，分析變位處增加長度，對垂直度做進(jìn)一步的精調(diào)。

選取承重索跨中點(diǎn)(X，Y)，綜合考慮建站控制點(diǎn)(X0，Y0，H0)，在上述基礎(chǔ)上分析兩點(diǎn)的關(guān)系，求得二者形成的方位角與平距，具體公式如下：

式中，arc為控制點(diǎn)與跨中點(diǎn)連線的方位角，(°)；L為控制點(diǎn)與跨中點(diǎn)連線的方位角的平距，m。

將儀器放置在上述計算所得的方位角上，求得儀器豎向傾角β，通過如下公式可獲得承重索跨中點(diǎn)的高程：

H=H0+tanβ×L+i

式中，H0為基準(zhǔn)高度，m；i為儀器高。

本工程中，對貓道承重索相對垂度提出較高要求，需在3 cm內(nèi)。

3.3 主纜架設(shè)線階段測量

主纜線形的監(jiān)控是通過相應(yīng)工況下主纜在各跨中點(diǎn)絕對垂度控制來實(shí)現(xiàn)的，而主纜的線形調(diào)整精度主要受基準(zhǔn)索股的線形調(diào)整精度控制，因?yàn)槠渌鞴?一般索股)是根據(jù)基準(zhǔn)索股的線形進(jìn)行相對控制的，因此，基準(zhǔn)索股垂度測量決定了主纜以至全橋的施工精度。

1)基準(zhǔn)索股垂度測量。此環(huán)節(jié)采用的是絕對高程法，以所得結(jié)果為準(zhǔn)合理調(diào)節(jié)索股垂直度?？刂坪盟鞴傻恼{(diào)整時間，以夜間為宜，要求溫度波動偏小、不出現(xiàn)雨霧天氣且風(fēng)速≤7.9 m/s，為測量工作適配接觸式溫度計，在其輔助下測量索股溫度?；鶞?zhǔn)索股垂度測量采用全站儀單向三角高程法。為了提高測量精度，常規(guī)的方法是基準(zhǔn)索股垂度測量前，在測區(qū)進(jìn)行大量對向三角高程測量，反算測區(qū)大氣折光系數(shù)K值，而此反算的K值為測區(qū)平均K值。若測區(qū)存在大面積的水域，K值的方向性就更加明顯，受氣象及環(huán)境影響，同方向的K值在不同時段也存在較大差異。因此，高精度的三角高程測量采用測區(qū)平均K值修正是不合理的。為了進(jìn)一步提高基準(zhǔn)索股垂度的測量精度，在每次垂度觀測前，先進(jìn)行觀測方向的單向三角高程測量，反算出此方向的K值，在后面的觀測中對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行改正?；鶞?zhǔn)索股垂度調(diào)整到位后，需再進(jìn)行連續(xù)3天的穩(wěn)定觀測。

2)一般索股垂度測量。一般索股垂度的測量以基準(zhǔn)索股為基準(zhǔn)，用水平尺、游標(biāo)卡尺及鋼板尺配合測定基準(zhǔn)索股與待調(diào)一般索股的高差來調(diào)整實(shí)現(xiàn)。調(diào)整時必須考慮兩者間溫差的影響。一般索股的相對垂度測量精度控制在5 mm以內(nèi)。

3)上下游測的基準(zhǔn)索股測量。上下游測的基準(zhǔn)索股盡可能同時測量，減少環(huán)境對上下游高差的影響。索股調(diào)整過程中，通過手拉葫蘆(預(yù)先安裝在門架上)加之滑輪組的配合，可以實(shí)現(xiàn)對索鞍索股的靈活收放，從而達(dá)到調(diào)整主邊跨垂直度的效果。錨跨的調(diào)整需得到千斤頂?shù)闹С?，通過張拉索股張力的方式實(shí)現(xiàn)，調(diào)整到指定位置后做好標(biāo)記，便于施工人員檢查，分析索股架設(shè)時是否出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。

3.4 鋼梁架設(shè)階段控制

伴隨鋼箱梁吊裝的持續(xù)推進(jìn)，兼并頂推主鞍座，經(jīng)監(jiān)控計算后求得具體頂推量，為提升頂推精度，每完成一次頂推后均要測量一次。實(shí)際操作中，以塔頂主索鞍座頂面橫橋向的監(jiān)測點(diǎn)為基準(zhǔn)，測量該點(diǎn)與主鞍座幾何中心(即為接縫中心)的間距，由此明確主鞍座偏移量，實(shí)現(xiàn)對頂推量的精確控制。通過主橋線形監(jiān)測，可分析當(dāng)前梁段線形狀況，從而預(yù)測主梁成橋后的線形狀態(tài)，以便做出靈活調(diào)整。全站儀是重要測量工具，工作時以風(fēng)力偏小、溫度相對穩(wěn)定的環(huán)境為宜。主橋架設(shè)過程中，需全面監(jiān)測結(jié)束吊裝作業(yè)的梁段中線，分析鋼箱梁焊接質(zhì)量，判定其是否會引起鋼箱梁中線的變化，這一環(huán)節(jié)采用全站儀視準(zhǔn)線法。

3.5 架設(shè)過程中索塔及散索鞍位移的監(jiān)測

梁的吊裝工程量較大，極容易引發(fā)索塔位移現(xiàn)象，因此，在吊裝前后均要分析索塔位移情況，確保結(jié)構(gòu)安全，同時也為監(jiān)控計算工作提供指導(dǎo)。關(guān)于監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置，要求各散索鞍頂面橫橋向均設(shè)置一個，且均要置于軸線上，通過坐標(biāo)法測量散索鞍的位移情況，此項(xiàng)工作需在上部構(gòu)造施工結(jié)束之前完成，在后續(xù)階段定期監(jiān)測散索鞍，不可出現(xiàn)大范圍位移現(xiàn)象。

監(jiān)測塔身偏位，每個梁段的吊裝都會引起索塔較大的位移，每段梁吊裝前后必須對索塔位移進(jìn)行監(jiān)測，為結(jié)構(gòu)安全提供預(yù)警，以及為監(jiān)控計算提供數(shù)據(jù)支持。

3.6 成橋后的主纜及橋面線形、橋塔位置、散索鞍與主索鞍位置的測量

1)主纜線形測量。通過全站儀設(shè)備，做好對主纜標(biāo)高的測量工作，分別在主跨1/4、1/2以及邊跨1/2處；并測定主纜在錨出口以及塔頂兩處對應(yīng)的標(biāo)高值。

2)主梁橋面線形測量。測點(diǎn)為距路沿石內(nèi)側(cè)邊緣15 cm位置，每對吊索斷面觀測4個點(diǎn)左右半幅橋各布設(shè)2個點(diǎn)，以便橫坡和縱坡的計算。測量時可采用三角高程測量的方式，盡量選擇在夜間或陰天能見度較好的天氣測量，需至少觀測3天，將數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度修正比較。

3)主索鞍測量。主鞍座橫橋向軸線的里程，并與設(shè)計里程比較，以反映主鞍座在成橋時順橋向方向的偏位情況；測量各索塔頂幾何中心的坐標(biāo)，并與設(shè)計坐標(biāo)比較，以反映成橋時索塔頂?shù)钠磺闆r；用全站儀直接測量索塔左右幅和橋軸線的實(shí)際跨徑，并與設(shè)計跨徑比較，以反映成橋時跨徑的偏差情況；測量索塔的高度并與設(shè)計高度比較，以反映成橋時索塔高度的偏差。

4)散索鞍位置測量。測量南北錨錠上散索鞍座橫橋向軸線的里程，并與設(shè)計里程比較，以反映散索鞍座在成橋時順橋向方向的偏位情況。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文以懸索橋?yàn)楣こ瘫尘埃接懣尚械捻?xiàng)目監(jiān)測技術(shù)，提出適用于懸索橋上部結(jié)構(gòu)的監(jiān)測方法與具體內(nèi)容。在后續(xù)橋梁工程中，需要從工程實(shí)際出發(fā)，通過合理的測量技術(shù)做好對上部結(jié)構(gòu)的監(jiān)測工作，針對工程質(zhì)量做出客觀評價，確保工程品質(zhì)。

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