劉安金

（柳州歐維姆工程有限公司，廣西 柳州 545006）

定位懸索橋主纜基準(zhǔn)索要求較高精度，要求實(shí)時(shí)測(cè)量基準(zhǔn)索中、邊跨跨中點(diǎn)的標(biāo)高、里程，實(shí)踐中上述測(cè)量常在無風(fēng)、恒溫的夜間進(jìn)行，因中桿、基座等無法于索股中心站立，導(dǎo)致測(cè)量存在一定誤差，影響施工精度，嚴(yán)重的對(duì)施工質(zhì)量造成不良影響。本文依托某高速跨湖大橋項(xiàng)目施工實(shí)踐，研究了主纜基準(zhǔn)索卡環(huán)測(cè)量定位技術(shù)，經(jīng)本大橋項(xiàng)目實(shí)踐，取得較好效果，建議在同類型工程中推廣應(yīng)用。

1 工程概況

武漢江漢六橋主線全長3050.1 米，其中橋梁部分長2953m，主橋跨度布置110m+252m+110m=472m（見圖1），橋面全寬41m。主橋設(shè)計(jì)為自錨式疊合梁懸索橋，雙塔三跨式。該橋在主纜基準(zhǔn)索定位測(cè)量時(shí)，將精加工的卡環(huán)安裝于索股上，直接測(cè)量卡環(huán)上、下兩端對(duì)稱棱鏡，可以直接計(jì)算出索股幾何中心的里程、高程，成功解決了在基準(zhǔn)索股無法安置反射棱鏡的難題，豐富和發(fā)展了懸索橋主纜基準(zhǔn)索施工技術(shù)，最大限度地節(jié)約了基準(zhǔn)索定位測(cè)量時(shí)間，總結(jié)形成本施工技術(shù)。

圖1 主橋布置圖

2 施工技術(shù)特點(diǎn)

2.1 定位效率高

索股處直接安裝卡環(huán)，兩端螺絲擰緊后將上、下兩端棱鏡安裝在卡環(huán)處，實(shí)施測(cè)量。

以往測(cè)量過程中，將中棱鏡設(shè)于索股上，需人工全程手扶，同時(shí)還要對(duì)測(cè)點(diǎn)處索股的線型進(jìn)行測(cè)量。通過上述改良，索股上安裝卡環(huán)速度更快，且測(cè)量方向能任意調(diào)節(jié)，安裝效率更高，定位效果更好。

2.2 定位精度高

傳統(tǒng)的測(cè)量方法需要根據(jù)索股幾何尺寸、每個(gè)測(cè)點(diǎn)處基準(zhǔn)索線型垂度，將測(cè)量的索股表面點(diǎn)坐標(biāo)、標(biāo)高換算至索股幾何中心，測(cè)量精度受人為立桿的影響。本施工技術(shù)不受人為立桿誤差的影響，卡環(huán)中心與兩端棱鏡三點(diǎn)一線，取兩端棱鏡坐標(biāo)、標(biāo)高中數(shù)即為索股中心坐標(biāo)、標(biāo)高，精度提高一倍以上，且由于觀測(cè)了卡環(huán)兩端棱鏡，增加一倍多余觀測(cè)量，測(cè)量精度提高。

2.3 適用范圍

本施工技術(shù)適用于懸索橋主纜基準(zhǔn)索股三維坐標(biāo)定位，也適用于高空、空間鋼結(jié)構(gòu)及管道三維坐標(biāo)定位。

3 工藝原理

本施工技術(shù)工藝原理是將精加工卡環(huán)安裝于基準(zhǔn)索股上，在卡環(huán)上、下兩端安裝反射棱鏡，使上、下兩端棱鏡與卡環(huán)中心三點(diǎn)一線，通過地面全站儀觀測(cè)上、下兩端反射棱鏡的坐標(biāo)、標(biāo)高，取其中數(shù)即可計(jì)算出索股幾何中心的坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)標(biāo)高。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程（見圖2）

圖2 施工工藝流程圖

4.2 施工操作要點(diǎn)

4.2.1 建立全橋高精度控制網(wǎng)

（1）平面控制網(wǎng)的加密：主纜基準(zhǔn)索股各測(cè)點(diǎn)的里程測(cè)量精度要求，一般在兩端各布設(shè)不少于兩個(gè)控制點(diǎn)，點(diǎn)位埋設(shè)采用混凝土強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩，網(wǎng)點(diǎn)組成大地四邊形，觀測(cè)儀器采用高精度全站儀Leica TS50 配單棱鏡，測(cè)量等級(jí)為二等邊角控制網(wǎng)，采用一點(diǎn)一方向進(jìn)行嚴(yán)密平差，確保兩端控制網(wǎng)內(nèi)部精度足夠強(qiáng)，也可以采用GNSS 靜態(tài)網(wǎng)的進(jìn)行復(fù)核。

（2）高程控制網(wǎng)的加密：高程控制網(wǎng)的加密主要采用跨河水準(zhǔn)+陸地水準(zhǔn)的形式，測(cè)量等級(jí)均為二等，水準(zhǔn)點(diǎn)利用平面控制點(diǎn)觀測(cè)墩的墩面水準(zhǔn)標(biāo)志，在橋軸線處進(jìn)行跨河水準(zhǔn)測(cè)量，跨河水準(zhǔn)測(cè)量方法根據(jù)跨河視線長度一般采用“測(cè)距三角高程法”，測(cè)量?jī)x器采用兩臺(tái)Leica TS50 全站儀在兩岸進(jìn)行同步觀測(cè)。

4.2.2 基準(zhǔn)索股卡環(huán)的加工及安裝

（1）卡環(huán)的加工：根據(jù)主纜基準(zhǔn)索定位要求，加工卡環(huán)6 個(gè)（每根索股的邊、中跨跨中點(diǎn)同時(shí)安裝卡環(huán)），卡環(huán)加工材質(zhì)采用不銹鋼或鋁材，卡環(huán)內(nèi)徑根據(jù)索股直徑確定?？ōh(huán)分兩個(gè)對(duì)稱半幅，外側(cè)固定連接桿，連接桿端頭安裝徠卡圓棱鏡，卡環(huán)加工制作見圖3。

圖3 卡環(huán)制作圖

（2）卡環(huán)的安裝：利用全站儀將基準(zhǔn)索各邊、中跨跨中點(diǎn)設(shè)計(jì)里程現(xiàn)場(chǎng)放樣，卡環(huán)內(nèi)邊與六邊形基準(zhǔn)索吻合，使卡環(huán)整體呈垂直狀態(tài)，充分?jǐn)Q緊固定螺桿，螺桿兩端安裝徠卡圓棱鏡，兩端棱鏡分別對(duì)準(zhǔn)地面控制點(diǎn)，以滿足不同測(cè)站對(duì)同一卡環(huán)同步觀測(cè)的需求。

4.2.3 大氣折光測(cè)量

懸索橋主纜基準(zhǔn)索的定位測(cè)量，由于特殊條件目前采用全站儀三角高程測(cè)量是最佳方法，大氣折光是制約三角高程測(cè)量精度的主要因素，由于儀器至反射棱鏡所經(jīng)過測(cè)線的大氣參數(shù)無法準(zhǔn)確測(cè)量，且大氣條件在隨時(shí)變化，因此如何測(cè)定最為有效大氣折光參數(shù)k 值，成為確保基準(zhǔn)索股定位測(cè)量精度的關(guān)鍵因素之一。

利用已有控制點(diǎn)，選擇合理測(cè)線，對(duì)中跨跨中、邊跨跨中分別進(jìn)行大氣折光k 值的實(shí)時(shí)測(cè)定。測(cè)量的方法主要是在兩岸控制點(diǎn)架設(shè)全站儀，分別觀測(cè)對(duì)岸控制點(diǎn)的距離、天頂距，根據(jù)控制點(diǎn)高程與實(shí)測(cè)高差計(jì)算出實(shí)時(shí)的大氣折光，將大氣折光k 值代入基準(zhǔn)索的各次調(diào)整測(cè)量中的高程計(jì)算公式中，精確計(jì)算出索股的高程。

4.2.4 主纜基準(zhǔn)索股定位測(cè)量

在主纜基準(zhǔn)索上放樣出中、邊跨跨中點(diǎn)，安裝卡環(huán)，左、右幅共6 個(gè)測(cè)點(diǎn)（安裝卡環(huán)），在地面控制點(diǎn)至少架設(shè)兩臺(tái)高精度全站儀，先分別測(cè)量各側(cè)邊跨跨中點(diǎn)，再同步測(cè)量中跨跨中點(diǎn)。

（1）在左、右幅索股溫差等條件滿足監(jiān)控要求后，兩岸儀器分別同步對(duì)各自本岸邊跨跨中點(diǎn)的卡環(huán)上、下反射棱鏡自動(dòng)觀測(cè)，再同步對(duì)索股中跨跨中點(diǎn)卡環(huán)上、下反射棱鏡自動(dòng)觀測(cè)，計(jì)算出卡環(huán)上、下棱鏡點(diǎn)的里程、標(biāo)高，取其中數(shù)即為基準(zhǔn)索股幾何中心里程、標(biāo)高。

（2）每根基準(zhǔn)索股的各跨中點(diǎn)絕對(duì)標(biāo)高、左右幅高差均滿足監(jiān)控要求后，至少進(jìn)行不少于3d的基準(zhǔn)索穩(wěn)定觀測(cè)，每天觀測(cè)標(biāo)高均滿足要求后即可開始進(jìn)行一般索股的架設(shè)。

5 材料與設(shè)備

本施工技術(shù)無需特別說明的材料，采用的主要機(jī)械設(shè)備見表1 及表2。

表1 主要機(jī)械設(shè)備表

表2 主要工裝設(shè)備表

6 質(zhì)量、安全、環(huán)保保證措施

6.1 卡環(huán)材質(zhì)采用304 不銹鋼（或鋁材），在車間按照基準(zhǔn)索股截面幾何尺寸加工制作，制作好后要檢測(cè)卡環(huán)中心與連接桿兩端棱鏡中心在三點(diǎn)一線位置。

6.2 觀測(cè)前對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行精度預(yù)期估算，跨中測(cè)點(diǎn)采用3 臺(tái)全站儀在不同測(cè)站獨(dú)立觀測(cè)，在三組測(cè)量數(shù)據(jù)小于規(guī)范限差取中數(shù)，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的絕對(duì)可靠和足夠的多余觀測(cè)。

6.3 測(cè)量定位時(shí)應(yīng)在無風(fēng)、恒溫、無霧且通視良好的夜間進(jìn)行。

6.4 施工現(xiàn)場(chǎng)要求符合高空作業(yè)的要求和條件，做好高空作業(yè)的各種防范措施。按照安全要求，做好高空作業(yè)各項(xiàng)防護(hù)措施，科學(xué)布設(shè)安全標(biāo)識(shí)標(biāo)牌，有針對(duì)性分析、辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)源，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

6.5 本項(xiàng)目涉及高空作業(yè)，且存在工序交叉，因此具體施工前，操作架必須科學(xué)搭設(shè)，施工人員正確佩戴勞防用品。

6.6 施工全程根據(jù)國家現(xiàn)行環(huán)保法律、法規(guī)，做好各項(xiàng)環(huán)保工作。

6.7 施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)產(chǎn)生的建筑垃圾要定點(diǎn)、定時(shí)清理，垃圾集中堆放，嚴(yán)禁隨意丟棄，專人專崗專業(yè)化清理，以免導(dǎo)致環(huán)境污染。

7 結(jié)論

本大橋項(xiàng)目在測(cè)量定位主纜基準(zhǔn)索過程中，將卡環(huán)安裝于索股上，直接測(cè)量卡環(huán)上、下兩端對(duì)稱棱鏡，計(jì)算出索股幾何中心的里程、高程。本項(xiàng)目共設(shè)測(cè)點(diǎn)6 個(gè)，均安裝卡環(huán)，表3 所示為具體觀測(cè)成果。經(jīng)本項(xiàng)目實(shí)踐，基準(zhǔn)索各關(guān)鍵點(diǎn)的高差、高程等與規(guī)范要求相符，取得較好施工效果，可在同類型工程施工中推廣應(yīng)用。

表3 主纜基準(zhǔn)索穩(wěn)定觀測(cè)成果表（中跨跨中）