无背索斜拉桥锚垫板、索道管的定位测量

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1、无背索斜拉桥锚垫板、索道管的定位测量【摘要】锚垫板与索道管定位是斜拉桥施工过程中精度要求很高的测量工作。介绍孝襄高速公路孝南互通立交无背索斜拉桥主塔锚垫板、索道管的空间直线定位原理,施工测量方法及精度分析。【关键词】：斜拉桥;桥塔;索道管;施工测量1、概述孝襄高速公路孝南互通立交为包括上跨京珠高速公路的2座无背索独塔弯坡斜拉桥和孝襄主线桥在内的11座大中型桥梁组成的分离式枢纽型立交，两座斜拉桥主跨全长均为140m，斜拉桥拉索在垂直面内的投影布置为竖琴形；索塔采用H型空间索塔，塔柱为预应力钢筋混凝土塔；主梁采用正交异形板全焊钢箱梁；塔梁固结。A、B匝道斜拉桥均上跨京珠高速公路，A匝道

2、斜拉桥（AK0+595~AK0+750）与京珠高速公路设计交角为26.7°，桥梁平曲线半径为550m；B匝道斜拉桥（BK0+595~BK0+750）与京珠高速公路的设计交角为34.9°，桥梁平曲线半径为800m。以往斜拉桥索道管的定位大部分选择观测锚固点及管口出口点的三维坐标来确定索道管的空间位置，由于孝南互通立交无背索斜拉桥其设计索道管和锚垫板是分离的未连成整体，塔柱施工空间较小，劲性骨架、钢筋密集等特点，受通视条件的局限，不能够直接观测到锚固点的三维坐标，给索道管的定位工作带来极大的不便。孝南互通立交桥针对以上特点，结合实际施工情况，制定了一套快速、施测精度高，不受通视因素约束

3、的索道管定位方法——空间直线上任意点的三维坐标定位法。2、平面及高程控制网建立控制网是斜拉桥施工、监控测量的基准。为了满足无背索塔柱各部分的倾斜度、铅直度和外形几何尺寸，索道管三维空间坐标的精确定位、主梁线型和形体等要求。在斜拉桥的施工方案批准之后，首先着手建立了斜拉桥施工独立控制网，A、B匝道分别建立独立施工坐标系，坐标系原点设在斜塔中心匝道设计线上，也即是A匝中心里程AK0+610、B匝中心里程BK0+860的铅直线与路面的交点，原点标高为：A匝36.513、B匝36.551m。坐标系以桥轴线的切线方向为X轴，沿里程增加方向为正，Z轴铅向上为正，横桥向为Y轴，沿超高向外侧为正。

4、3、锚垫板、索道管的精密定位3.1定位原理锚垫板和索道管精密定位是斜拉桥高塔柱施工中一项测量精度要求很高、测量难度极大的工作，锚垫板位置正确与否，将直接影响到超静定结构节点内力的变化。因此，针对主塔结构和锚垫板及索道管的布置，制定详细而周密的索道管和锚垫板定位方案，是保证锚垫板和索道管定位质量的基础。由于受现场通视条件的限制，又要确保测量精度和现场的施工进度的要求，因此预先准备了两种控制方法。在条件允许的情况下，以第二种方法作为辅助方法进行校核。（一）采用空间直线方程，直接观测锚垫板和索道管特征线上任意点的坐标，根据实测X坐标计算相应的Y坐标及标高并与该点实测坐标比较算得偏差值，当

5、偏差值较大时，锚垫板和索道管测点处位置需进行相应调整。空间直线方程：Y理=(X测-X0)/m×n+Y0Z理=(X测-X0)/m×p+Z0偏差值计算：△Y=Y测-Y理△Z=Z测-Z理X测、Y测、Z测：锚垫板和索道管中心特征线上任意点实测坐标；X0、Y0、Z0：锚垫板和索道管中心特征点设计坐标；m、n、p：斜拉索中心线空间向量；Y理、Z理：测点处设计坐标。△Y、△Z：测点实测坐标与设计坐标的偏差值（二）利用劲性骨架建立空中线架①，根据斜拉索中心线空间直线方程，在劲性骨架和已灌注塔身顶面放出斜拉索中心线水平投影点，拉弦线建立竖直基准面，采用吊垂线来复核锚垫板和索道管的平面位置。同时用水平

6、仪进行标高复核。3.2斜拉索垂曲对锚垫板、索道管定位的影响由于斜拉索在自重的作用下有一定垂度，形成一根悬链线而非直线，所以在索道管定位过程中应考虑斜拉索的垂曲对锚垫板和索道管定位标高的影响，在具体定位时需做相应的修正，在计算垂曲值时用抛物线代替悬链线(如图一示)，数据计算按下式：②式中，单位索长重量；为索长水平投影；为作用在斜拉索上轴向拉力的水平分力；为斜拉索两端点连线的倾角；为至下端锚固点的平距。3.3定位数据准备及定位方法3.3.1定位参数计算根据施工图设计中索塔及箱梁锚固点的坐标，将斜拉桥锚垫板、索道管测量定位计算参数即斜拉索中心线空间向量m、n、p及斜拉索的垂度对索道管定位

7、的影响值的计算。以A匝道桥S01号索道管定位为例计算：已知梁锚固点中心坐标（12.201，9.141，36.602），塔锚固点中心坐标（-2.533，9.100，43.472）,根据已知数据计算出斜拉索中心线空间向量m=-14.734、n=-0.041、p=6.870。根据单位索长重量32.900Kg，斜拉索上轴向拉力的水平分力117820.012Kg,索长水平投影14.592m等已知数据计算出S01索道管垂曲值=0.001m，=0.006m。3.3.2现场定位在安装