馬鞍山長江公路大橋貓道索架設測量方法的研究

周亞軍 武琳琳

摘 要：馬鞍山長江公路大橋懸索橋上構施工中，貓道架設精度是主纜架設時期現場施工的安全性和可行性的基礎，是保證主橋上部結構施工關鍵因素。貓道承重索長度長，并且跨越三個主塔，架設難度高，監測點屬于高處懸空位置，常規的測量方法難以實現。重點介紹貓道索架設、線形調整方法、測量方法的優化及總體施工觀測數據分析。

關鍵詞：懸索橋;貓道架設;測量方法優化;數據分析

中圖分類號：U445.46，U448.25 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0142-03

1 工程概況

馬鞍山長江公路大橋主橋橋型方案為主跨2×1080m三塔兩跨懸索橋，設計車速100km/h。

貓道形式選擇四跨連續無抗風纜構造，在上、下游對應于主纜中心線下方各設一幅貓道，貓道主要由承重索、扶手索、貓道面層、塔頂轉索鞍及變位系統、橫向通道、錨固體系等組成。貓道稱重索采用對稱布置形式，每條貓道設8根鋼絲繩貓道承重索，橫橋向采用0.42×3+1.3+0.42×3的布置形式（如圖1）。

2 施工測量控制網布設

結合橋塔位置的實際情況，貓道承重索調整主要是對各跨跨中標高的測定，需要對首級網網內加密測量控制點，本著提高精度，優化測量方案，增強作業效益的原則，在橋軸線兩側對岸分別布置2個加密點（見圖2）。采用GPS靜態相對定位作業模式進行測量，測量等級和技術標準嚴格按照規范執行，統一按二等GPS網的精度要求進行施測。高程控制網復測采用常規精密水準測量（電子水準儀配高精密銦鋼條碼尺）和跨江高程測量（采用實時差分方式嚴格同步對向三角高程觀測）相結合的方式進行，按二等水準要求進行觀測并嚴密平差。

在中塔下橫梁梁面中心處加密控制點作為主跨跨中高程測量的復核，增設觀測條件，減小粗差，保證測量精度。由于中塔位置條件限制，兩側塔柱及上橫梁的遮擋難以進行靜態定位。采用全站儀TCA2003結合CPⅢ操作手簿通過兩岸四個已知點進行后方交會定位，精確測定加密點平面位置。高程利用采用全站儀天頂距法將中塔承臺面上已知跨江水準點高程投影至加密點盤面。

3 貓道架設

施工貓道線形要求平行于主纜空纜線形布置，貓道線形特征點坐標見表1。貓道初始線形設計以距主纜跨中標記點主跨1.5m、邊跨1.7m為目標，計算過程中調整貓道計算參數，得到滿足施工需要的貓道設計線形。以順橋向實際里程為X軸，高程為Y軸建立貓道計算模型

主跨貓道承重索采用空中托架法間接架設，待整個牽引系統安裝完成后，便可以進行貓道承重索架設。根據上下游對稱施工、南北跨同步施工的順序依次架設，以減小不均衡荷載對主塔的影響。施工順序為先貓道內側后貓道外側。單根貓道承重索架設完成后，根據考慮變位長度影響情況下對垂度進行粗調，基本達到設計計算目標垂度。待貓道承重索全部架設連接就位后，根據監控計算貓道承重索空索線形，逐根按照變位處增加長度修正后的垂度進行精確調整。根據貓道設計單位提供的設計參數計算索股跨中點設計方位及高程對應天頂距（見表2）。

貓道架設單線往復牽引系統由邊跨向中塔牽引貓道承重索。貓道承重索錨頭到中塔頂時，10t卷揚機、滑車組配合連接錨頭，中塔塔頂承重索置入貓道塔頂轉索鞍內，貓道承重索中塔標記點定位后壓板固定。邊塔卷揚機調整主跨垂度之后，錨碇卷揚機、滑車組回牽后錨頭，與錨固拉桿連接，調整單根貓道承重索垂度，重復施工完成全部貓道承重索架設。

單根貓道承重索架設完成后對其垂度粗調采用兩種觀測方法，由于跨中處于懸空狀態，測量人員不能到達，棱鏡對中桿無法架立，均采用全站儀三角高程法測定。每根承重索架設完均應測量索塔偏位及索股實時溫度，為精確調整提供修正參數。

方法一：將全站儀分別架設于岸側橋軸線兩側控制點如圖3（3jm7、3jm8、dq8-1、dq9-1），承重索陸續架設過程中，跨中承重索幾乎重疊，全站儀觀測視角小，照準待調承重索位置困難，從而使得觀測人員無法觀測。且易造成調整錯誤，費時返工等問題。現制作承重索分辨標識牌，采用25cm×25cm鋼板焊接掛鉤，鋼板平面使用紅色夜光紙包裹，白色字體標注對應索號，掛鉤與鋼板平面成一定角度，該角度右觀測控制點與跨中點方位角確定。牽引承重索時在邊塔頂將標識牌下放，伴隨承重索牽引，標識牌蕩移約至跨中位置。邊跨利用200m測繩系接標識牌下放至跨中位置后固定，按照表4數據反復調整直至垂度滿足設計要求。

方法二：將全站儀架設于中塔承臺上表2承重索對應Y坐標位置。需要加密每根承重索對應Y坐標測量點。觀測每根承重索跨中最底點位置，利用全站儀天頂距反算跨中點高程，經過索塔偏位及索股溫度修正調整至設計值，承重索屬于臨時施工工程，架設精度較低，跨中高程控制在±3cm內，完全滿足設計及安全規范要求。

方法對比：方法一在增設標志牌后，避免了觀測承重索時出現承重索交錯重疊造成觀測混亂問題、控制點采用強制歸心點、操作簡單、穩定性高。觀測精度可靠。方法二需要建立大量加密點，作業前的準備工作量大。在貓道變位后，其跨中點Y坐標發生變動，導致加密點Y坐標需要重新測定。每道承重索調整需要重新架設儀器，不利于在調整時復測其他需要粗調的承重索，效率較低。但其觀測時清晰度非常高，避免誤調需要調整承重索的可能性。兩種方法可根據施工要求酌情選擇。見圖4。

貓道承重索架設完成后，后續施工階段（變位、下拉裝置、面網鋪設、橫向通道安裝、托滾安裝等）過程中需要對應觀測貓道跨中標高變化及變化量。對貓道結構的定期監測是施工安全的有力保障。承重索彈性伸長量的修正長度值隨著荷載的增加可能超出預算值，伴隨外界復雜因素的影響，貓道線形與設計存在一定的差異，此時需要通知前場做進一步的調整。總結整個過程中貓道線形變化值為以后貓道拆除提供數據支持。

4 總結

在懸索橋上部結構施工中，貓道索架設專項測量方法的研討確定施工觀測方法，施工中貓道索線形監測成果證實了該方法的可行性。貓道索線形測量方法具有類似工程施工借鑒意義，線形調整參數的同樣具有參考價值。

參考文獻

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