自錨式懸索橋鋼主梁精確定位測量控制技術

張 金 強， 鐘 波

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

自錨式懸索橋具有建設周期短、橋梁造型美觀等優點，為常用橋型。但自錨式懸索橋鋼主梁安裝定位施工技術復雜，受溫度、焊接變形影響大，對測量控制技術要求高。為保證成橋線形和結構安全，必須對測量方案進行比選，在測量控制技術上進行優化。筆者以云龍灣大橋鋼主梁定位安裝測量控制方案的選取為例進行了闡述。

云龍灣大橋為錦江生態整治項目跨越錦江的兩座橋梁之一，主要銜接益州大道錦江南北兩岸。根據通航和行洪部門要求，主橋一跨跨越錦江水面，孔跨布置為(30+80+205+80+30)m雙塔自錨式懸索橋。主橋主梁為縱橫梁鋼結構體系，梁高3.5 m，標準段全寬48.5 m，橋塔處梁體寬54.6 m。梁體主要材質為Q345D，主要結構為主縱梁(箱型梁)、普通中橫梁、端橫梁、錨固橫梁、塔橋結合處中橫梁組成的縱橫向梁格體系。橋面橫坡通過梁體結構實現(即通過腹板高度變化實現)，以保持底板水平。

2 鋼主梁安裝定位測量控制技術具有的特點

(1)測量精度要求高：大跨度自錨式懸索橋鋼主梁安裝定位要求高，施工定位誤差要求在5 mm以內。

(2)施工控制難度大：全橋主梁分為27個節段進行拼裝，各節段縱橫梁及橋面板由于運輸和吊裝等原因又劃分為數段，其結構形式復雜，受焊接變形和溫度影響大，需要在定位安裝時考慮焊接變形的影響，以及在現場放樣時對溫度進行修正[1]。

(3)測量環境因素影響大:由于鋼主梁的安裝定位施工安排在夏季，受溫度的影響大，測量工作只能安排在夜間溫度較低且穩定時展開，測量條件較差。

3 主梁安裝定位控制網的布置

平面、高程控制網的布置和精確測設是確保橋梁鋼主梁按照施工監控要求、高精度進行定位的控制依據，為主梁在施工完成后能達到設計線性提供有力的保障。故有必要對測量控制網進行優化布置和精確測設。

3.1 精密控制網具有的特點

(1)控制范圍小，控制點的密度較大且精度要求高。

(2)控制點使用頻繁，周邊障礙物多且存在視線落差。

(3)點位布置在施工紅線內且周邊活動干擾較大。

3.2 測量控制網的測設

(1)布設控制網時，布設的控制點位應考慮到現場施工方法和現場場地的布置情況，以確保測量控制點保護和通視?？刂凭W點位情況見圖1。

圖1 控制網平面圖

(2)平面控制網以三角形建立邊角網控制，以Y3、Y4為基線作為起算點，沿途測設控制點并進行復核計算，以保證網形結構的精度滿足規范要求[2]。

(3)高程控制網與平面網點重合布設，以Y3、Y4為起算點，構成閉合水準路線，按國家三等水準測量規范要求施測[3]。

(4)為確保后續鋼主梁施工全過程的定位控制，在測量控制網沿途增設了加密控制點JM1和JM2，以避免控制點位不通視及球氣差改正等不利條件[4]。

(5)控制點位使用頻繁且施工干擾大。為避免控制點位位移沉降變化對安裝測量產生影響，應定期對控制網進行復測——以首級控制網進行引測復核。

4 鋼主梁測量控制技術方案

4.1 鋼主梁安裝定位特點

根據設計要求和云龍灣大橋自身特點，該橋的施工采用先梁后纜的施工工藝。橋梁鋼主梁的安裝：主跨采用拖拉滑移，邊輔跨采用原位吊裝，兩種方案結合施工。

考慮到實際生產、運輸和安裝方案，全橋鋼梁的安裝縱向劃分為27大節段，橫向劃分為主縱梁節段(含懸挑臂)和3個橫梁段；端橫梁、中橫梁橫向劃分為3個節段；全橋共計141個節段；橫梁面板縱向分段按設計圖紙劃分，橫向劃分為10個面板單位，現場進行散裝，安裝的先后順序為主縱梁單元(挑臂單元)、橫梁單元及面板單元。

4.2 鋼梁測量實施方案

(1)鋼梁測量控制點的布置。根據鋼梁拼裝特點，為保證主梁在成橋狀態下能滿足精度要求，取吊索軸心線上的吊點和大里程梁段距離節段縱向邊緣50 cm的點位處為定位控制點(圖2)，ZL24在支架上的縱向位置以DD24-1、DF24-2為控制點進行縱向定位。

圖2 節段控制點位圖

鋼主梁在廠內組裝后，通過精密儀器用極坐標放出鋼梁頂板4個定位控制點，用鋼尖沖擊成丸坑，油漆涂刷防腐后作為測量樣沖標識點，并將測量標識點的實際坐標反饋到現場，在現場根據實際標識點坐標修改并進行主梁的安裝定位。

(2)鋼梁的現場測量。

① 鋼梁在制造、安裝過程中，各單元構件與設計尺寸可能會出現偏差，為確保現場散拼梁段與整節段的順利拼裝，拼裝前，必須對現場已安裝的散拼節段與整節段各桁之間的縱向、橫向、豎向尺寸、同位孔偏差、主縱梁垂直度及橋面預拼拱度進行精密測量，收集好數據作為后續梁段調整的基礎數據[5]。

②鋼梁拼裝過程中，在鋼梁拼裝平臺上使用全站儀放出橋梁中心線及梁邊線，用油漆做好測量標識線，用尼龍線栓住測量標識線并拉直作為鋼梁拼裝參考線。胎架上用水準儀放出梁底高程，控制好支架的相對高度，形成鋼梁的坡度線形。

③主縱梁吊裝就位時，利用鋼梁拼裝前施放的測量標識線進行安裝就位，利用廠內做好的測量標識點進行現場實測調整。由于鋼結構受溫度和焊接變形等因素的影響較大，故控制點的坐標需要對溫度和焊接變形進行考慮。參考焊接工藝報告，縱向主縱梁節段與節段之間預留了4 mm的焊接收縮縫，橫向主縱梁往兩側偏移5 mm的焊接收縮量[6]。待梁段確定測量定位后，應在節段與節段間進行碼板連接，同時將測量標識點的數據收集后作為基礎數據。

④主縱梁各節段焊接完成、待鋼梁變形穩定后，再次用全站儀收集測量標識點坐標，并將其與先前的基礎數據進行對比，分析焊縫收縮量及結構形變量是否在理論值范圍內，亦可借鑒該數據偏差預推下一節段的預留量。

5 結 語

筆者以云龍灣大橋主梁鋼結構安裝定位測量控制技術的實施為例對橋面設計線形進行了分析，結果表明：該項目所采用的測量方案設計合理，可操作性強，按照該方案順利完成了鋼主梁的安裝定位，保證了工程質量和施工進度。文中介紹的測量控制方法對大跨度自錨式懸索橋主梁定位具有較大的參考價值。