葉恒梅 胡 凱 姜 川

（湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢430079）

在懸索橋施工過程中，由于混凝土收縮徐變、貓道荷載、溫度和施工誤差等綜合因素的影響，導(dǎo)致空纜狀態(tài)時的線形很難完全達到目標(biāo)狀態(tài)。此時索股已架設(shè)完成，造成的誤差無法避免，為了保證成橋時吊索受力狀態(tài)和橋面線形達到設(shè)計要求，需要針對實際空纜線形重新計算索夾位置進行準(zhǔn)確放樣，確保索夾安裝的精度。

1 索夾安裝位置的計算

空纜狀態(tài)索夾安裝位置計算，包括吊點在空纜線形下的坐標(biāo)計算與吊點到索夾兩端距離的計算兩方面內(nèi)容。

1.1 索夾吊點位置的確定

根據(jù)空纜狀態(tài)時塔頂處索的水平力H 及豎向支承力V，主纜端點至每個吊點間的無應(yīng)力長度S0，可利用吊點處的迪卡爾坐標(biāo)來確定吊點的位置。對于在無應(yīng)力狀態(tài)下自重集度為q 的自由懸索，其上任一點的拉格朗日坐標(biāo)為S0，相應(yīng)的笛卡爾坐標(biāo)為(x，y)，則任意自由索段端點力與坐標(biāo)之間有以下函數(shù)關(guān)系：

1.2 吊點到索夾兩端的距離計算

白洋長江公路大橋的吊索與索夾為騎跨式連接。對于騎跨式吊索索夾，吊點到索夾兩端的距離計算，要根據(jù)索夾的位置和索夾的型號來進行，同時根據(jù)測量放樣的需要，還需提供與吊點水平坐標(biāo)相同的天頂線上的點到索夾兩端的距離。如圖1 所示，a、b、c 等為已知，L1、L2、L3、L4是需要提供的數(shù)據(jù)，計算公式如下：

圖1 騎跨式索夾定位圖式

圖2 中跨索夾安裝位置示意圖

式中：a 、b 為兩索槽頂圓心連線中心到索夾兩端的距離（同一型號索夾值是常數(shù)）；L1、L2為主纜中心線與吊索中心線交點O 到索夾兩端的距離；L3、L4為空纜狀態(tài)下，O 點在主纜天頂線豎直投影點O′到索夾兩端的距離；αc 為成橋狀態(tài)下索夾位置的水平傾角；αck 為空纜狀態(tài)下索夾位置的水平傾角；C為索槽頂圓心到主纜中心線的垂直距離。

2 索夾安裝及放樣

索夾放樣前，首先通過測量儀器反復(fù)測量橋塔絕對坐標(biāo)以及跨間距，使兩者吻合，驗證測量環(huán)境穩(wěn)定性。

根據(jù)索夾位置計算方法，白洋長江公路大橋監(jiān)控單位通過收集到的前提資料計算得到索夾安裝位置。如白洋長江公路大橋白洋側(cè)中跨的索夾放樣位置及修正參數(shù)，見表1。表1 中給出了白洋長江公路大橋白洋側(cè)中跨空纜狀態(tài)的索夾安裝標(biāo)記點到橋塔格柵中心的距離X 和空纜狀態(tài)切線角A。施工單位根據(jù)這些參數(shù)，結(jié)合索夾安裝放樣的方法，計算放樣參數(shù)。安裝時應(yīng)注意索夾的安裝標(biāo)記點的標(biāo)記端方向，索夾安裝位置的誤差控制按相關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求執(zhí)行。圖2 標(biāo)識了中跨索夾安裝標(biāo)記點，即吊索中心線與主纜中心線的交點。施工單位可首先測量橋塔偏位和溫度，并根據(jù)橋塔偏位測點與橋塔頂部格柵中心的相對關(guān)系計算出橋塔頂部格柵中心的絕對坐標(biāo)，然后根據(jù)以下監(jiān)控指令中提供的參數(shù)X 可以計算出索夾安裝標(biāo)記點的絕對位置。索夾安裝輔助參考點的位置可以根據(jù)監(jiān)控指令的空纜狀態(tài)切線角 A和索夾的長度L、La、纜徑等設(shè)計參數(shù)進行計算。索夾安裝標(biāo)記點的精確測量工作應(yīng)在夜間22:00～5:00 進行，且應(yīng)注意溫度的測量工作。

在空纜狀態(tài)，中跨索夾安裝標(biāo)記點位置到橋塔格柵中心（預(yù)偏量設(shè)置的基點）的距離X 和切線角A 計算公式如下：

公式(7)和(8)中各參數(shù)注解如下：

X——對于中跨白洋側(cè)索夾（0～33），X 為安裝標(biāo)記點位置到白洋側(cè)橋塔塔頂格柵中心的距離；

A——安裝點切線角；

t——跨內(nèi)平均溫度；

d——相對于祼塔狀態(tài)（第一次塔錨聯(lián)測的塔頂格柵間跨度）的跨度變化量，跨度增大為正、跨度減小為負(fù)；

Kxt——溫度影響X 的系數(shù)；

KAt——溫度影響A 的系數(shù)；

Kxd——跨度變化影響X 的系數(shù)；

KAd——跨度變化影響A 的系數(shù)。

表1 白洋側(cè)中跨索夾安裝參數(shù)表

3 結(jié)論

本文根據(jù)白洋長江公路大橋預(yù)測的成橋主纜線形，給出空纜狀態(tài)時索夾安裝位置計算與放樣方法以及安裝參數(shù)，為精確計算索夾的安裝位置提供參考依據(jù)，確保白洋長江公路大橋在施工監(jiān)控過程中，索夾位置誤差滿足施工規(guī)范以及成橋時吊索力受力狀態(tài)和橋面線形達到設(shè)計要求。