特大斜拉橋塔柱索道管定位安裝技術

羅元元 閆榮剛 吳春 雷鐘平

【摘 ? ?要】：針對斜拉橋主塔索道管定位時間長、精度低的問題，在清溪口大橋工程中，將傳統的定位測量調整為放樣定位，直接放樣索道管固定點，再定位中心點；同時采用“三點定位法”進行索道管定位，將固定點、上下中心點同時放樣出來，再進行中心點對正，施工中減少了校正次數。施工結果表明，該方法不僅大大提高了索道管的放樣精度，也顯著提高了施工效率。

【關鍵詞】：特大斜拉橋；索道管；定位；塔柱

【中圖分類號】：U448.27【文獻標志碼】：C【文章編號】：1008-3197（2023）02-16-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.02.004

Positioning and Installation Technology of Stay-Cable Tube in Tower Column of Extra-large Cable-stayed Bridge

LUO Yuanyuan， YAN Ronggang， WU Chunlei， ZHONG Ping

（China Construction Bridge Co. Ltd.， Chongqing 402200，China）

【Abstract】：Focusing on long time and low accuracy in the positioning of the cableway pipe of the main tower of the cable-stayed bridge， the paper uses the Qingxikou Bridge Project as example， adjusts the traditional positioning survey to lofting positioning through technical innovation， positioning is to set out the fixed points of the stay-cable tube directly， and then locate the center point. At the same time， the "three-point positioning method" is innovatively used to locate the stay-cable tube， the fixed point， upper and lower center points are set out at the same time， and then the center point is aligned， which reduces the number of corrections during construction. The construction results show that： it not only greatly improves the lofting accuracy of the cableway pipe， but also significantly improves the construction efficiency.

【Key words】：extra-large cable-stayed bridge; cableway pipe; positioning; tower column

隨著我國基礎設施建設不斷發展，斜拉橋以優越的跨越能力、優美的造型、良好的景觀效果而備受青睞。但斜拉橋施工難度大，對預埋件的埋設精度要求較高；特別是由于直接關系斜拉橋主要受力構件斜拉索的安裝精度及受力情況，索道管的安裝精度要求極高［1］。

清溪口渠江特大橋為高低塔雙索面斜拉橋，索道管在施工期間預埋到塔柱混凝土內，本文以該工程為例，對索道管的定位安裝技術進行了革新。

1 常規定位技術存在的問題

常規的索道管定位放樣利用索道管上下中心點定位的方式進行索道管定位安裝。建立以承臺中心點為中心，以平行于路線中心線方向為X軸，以垂直于路線中心線方向為Y軸，塔柱垂直方向為Z軸的空間立體三維坐標系［2］；在CAD圖形中取索道管上下中心點兩個截面投影在XY平面上，確定兩個中心點的X、Y坐標，以上下索道管中心點到XY平面的距離確定兩個點的Z坐標，以此確定兩個點的空間坐標［3～4］。計算得到兩個中心點坐標后，利用全站儀進行放樣，將放樣得到的點，通過角鋼焊接在塔柱勁性骨架上進行固定；然后將索道管通過塔吊吊裝到塔柱上，此時先將索道管的兩個中心點與放樣點大致對正，再測量放樣點到索道管四壁的距離，對索道管中心點進行精確對正；調整完上口后，再利用同樣的方法調整下口。

在清溪口渠江特大橋首根索導管定位施工中也采用了上述施工方法，但存在以下問題。

1）底口中心點確認及索道管定位調整困難。需要在施工現場找到削口的P1點和P2點來定位底口中心點O；但由于加工精度問題，索道管削口上的兩個特征點并不明顯，或者由于削口加工存在缺陷造成P1和P2點不易找準，從而無法準確定位O點，先失去了準確定位索道管的基礎。

基于以上問題，采取了另一個方法。頂口測量已放樣點到頂口索道管前后左右的距離來確定中心點，底口通過測量放樣點到左右側和下方到索道管內壁的距離來定位O點，即L1=L2=L3=r。見圖1。

此方法可以解決確定中心點的問題，但索道管定位調整困難。定位索道管是通過調整索道管的位置，使已放樣的中線點與索道管頂口和底口的虛擬中心點及放樣點重合，重合的過程就是確定這個虛擬中心點的過程，通過不斷測量放樣點到管壁的距離來確定。首先確定頂口點，再確定底口點；但頂口點確認后，不能對索道管進行臨時固定，因為還要通過調整索道管對底口點進行確定。但由于索道管是一個整體，在確定底口點時必須對索道管的位置進行調整，一旦調整索道管的位置，頂口中心點的位置隨之變化，導致索道管定位調整困難。

2）定位時間長。雖然會出現定位調整困難的問題，但通過4～5次的上下調整，會使索道管需要調整的范圍和擺動的幅度越來越小，兩個中心點的定位精度逐漸滿足規范要求；再對索道管進行固定，也可以滿足定位施工的要求。但多次調整定位耗費大量時間且塔柱作業空間有限，傳統做法是先把主筋安裝到位，再放樣索道管，作業空間大大減小，造成操作困難。根據實測，第一對4根索道管，平均每根索道管的定位時間超過6 h。

2 索道管定位施工技術創新

2.1 技術思路

針對傳統定位施工難點提出如下解決方案。

1）底口中心點確定。底口中心點確定困難的主要原因是索道管加工精度的問題，進場前找好兩個中心點，然后通過在頂口和底口焊接鋼筋、焊條等形式把兩個點標記出來，以方便施工現場中心點的確認。

2）索道管定位調整。由于索道管是一個整體，因此在進行索道管上下中心點位調整時必然會出現上下一起動的情況；傳統工藝索道管是被塔吊吊在空中的，每次調整都會發生較大幅度的擺動；因此通過臨時固定的方法控制其擺動幅度將會大大減小定位調整的難度。施工時把P2點也放樣出來并使用小塊鋼板或角鋼把P2點的位置固定在勁性骨架上，這樣索道管在定位時就有了一個臨時固定的點，減小調整時索道管的擺動幅度。

3）索道管定位順序。調整了施工工序，首先定位索道管，再安裝主筋。

2.2 三點定位法的索道管定位

定位由目前的兩點軸線定位法，調整為三點定位法，增加一個削口點放樣。安裝前在塔柱上放樣索道管削口點并用角鋼固定，索道管吊裝到塔柱上后，先將索道管削口與放樣的削口點點焊，再分別放樣頂口和底口中心點，來校正索道管軸線。軸線放樣完成再將索道管固定在勁性骨架上。完成索道管定位。見圖2。

3 施工工藝

施工流程見圖3。

3.1 準備階段和粗定位

1）建立以橋軸線方向為坐標軸的平面橋梁獨立坐標系和以某高程系為基準的高程值來表達工程結構物的位置。為了簡化計算和方便實際操作，需要建立索道管空間圖形的數學模型，使空間圖形與數組對應起來。實際工程中，以主橋直線段橋軸線為X軸，在水平面內與X軸垂直的軸為Y軸，通過平面坐標系原點的鉛垂線為Z軸。

2）索道管兩端的特征點都是中心點。利用鋼板尺和直尺就能準確找出特征點，在索道管上標記出來，特別注意的是要測量兩個點之間的中心距離，保證兩點距離與設計距離一致。因為索道管加工精度問題，這一步的校核必不可少。

3）在前后豎直的勁性骨架上搭焊兩根角鋼，把索道管削口的空間坐標精確放樣出來并用角鋼與勁性骨架焊接，從而搭設一個小平臺，便于索道管削口與放樣的削口點對正。

4）用塔吊將索道管吊裝到塔柱上，再用手拉葫蘆配合塔吊把索道管的竹削口與放樣的削口點對正，用電焊加固。放樣出的竹削口點就相當于索道管的著力點和旋轉點，通過全站儀放樣頂口和底口中心點來調整索道管軸線位置。

3.2 精調

1）將索道管底口中心點精調到位，暫用手拉葫蘆進行固定；再對索道管頂口中心點的三維坐標進行放樣將其精調到位。由于索道管是一個整體，調頂口時底口也在移動，所以需要多次精調頂口和底口，直到滿足要求為止。一般兩次就能到位。

2）精調完成后，用角鋼將索道管固定到勁性骨架上，待鋼筋安裝完成，再將鋼筋與索道管焊接，對索道管進行加固。見圖4。

4 結論

1）通過進場前確定并固定出放樣點，利用高精度全站儀采用三維坐標直接對固定在索道管上的軸線點進行放樣調整定位，從而實現索道管高精度定位，大大提高了索道管的定位精度，保證斜拉橋施工的整體質量。

2）改測量法（測量距離）為放樣法（放樣特征點），大大減小了現場作業的技術難度，減少了因人為讀數偏差和索道管加工精度造成數據測量不準而產生的錯誤。

3）通過三點定位法減少索道管在定位時的調整次數，在提高定位精度同時可以顯著節省定位時間。根據實測，后續平均每根索道管的定位時間縮短到40 min左右。

4）削口底點的提前放樣并固定為索道管定位及位置調整提供了一個活動平臺，使索道管調整時擺動幅度減小，有效減少索道管定位調整次數。

參考文獻：

[1]李曉華，劉為東，黃博，等.一種改進的斜拉橋索道管精密定位方法[J].測繪地理信息，2013，38（2）：63-65.

[2]王磊，劉成龍，楊雪峰，等.高速鐵路自由設站3維整體平差計算及精度評定[J].測繪科學技術學報，2011，28（4）：258-261.

[3]唐佑輝，李更召，周帆，等.大型斜拉橋索道管初定位及精密定位測量方法研究[J].勘察科學技術，2017，（1）：24-27.

[4]鄧澤宜，彭文武.大型斜拉橋高塔柱索道管精密定位測量方法分析[J]. ?華南港工，2007，（2）：70-73+82.