摘要：本文介绍了南充市下中坝嘉陵江大桥主桥2×160m下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥在缆索吊装施工中的测量与监控技术。
关键词：缆索吊装；测量；监控
一、前言
拱桥缆索吊装施工中，测量与监控贯穿整个吊装过程，对成拱线形、结构与施工安全等起着决定性作用。本文以南充市下中坝嘉陵江大桥主桥缆索吊装为例，介绍了施工测量与监控的主要方式、方法和控制措施。
二、工程概况
南充市下中坝嘉陵江大桥主桥设计为2×160m下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥，采用无支架缆索吊装工艺成拱，全桥共分40个吊装节段。
三、主要施工测量
施工测量控制的主要内容为：
（1）吊装系统布置及试吊期间：索塔偏位、锚碇位移、主索垂度等；
（2）拱肋吊装期间：拱肋轴线与高程、索塔偏位、锚碇位移等。
1.测量控制网
根据全桥测量控制导线点及水准点加密设置吊装施工测量观测点，观测点设置在尽量通视不受施工影响的位置，且不易破坏。
根据现场条件全桥高程观测点设置3个，同时也作为索塔、墩顶偏位观测置仪点；设置索塔偏位直接观测点3个，均位于索塔塔轴线上；设置6个轴线观测点，均位于向外侧平移后的上、下游拱肋轴线上。
2.吊装系统布置及试吊期间施工测量
（1）索塔偏位
采用全站仪坐标观测及直接观测相结合的方法。
坐标观测即在索塔塔顶设置观测棱镜，根据全站仪在各施工阶段对棱镜的坐标读数变化测定索塔偏位值。由于此方法读数、计算较慢，因此主要作为对直接观测偏位值的复核，在每一阶段施工前、后或对直接观测值有疑问时进行。
直接观测采用在塔轴线观测点上置仪，直接对准塔顶标尺进行读数获得索塔偏位值。该方法读数快，但受天气和观测距离的影响大，因此仅作为过程观测控制，每一阶段施工前、后需要以坐标观测的数据进行复核。
（2）锚碇位移
本桥锚碇为重力式锚碇，为检查其是否发生滑移，采用在锚碇后侧设置固定标尺，施工期间直接用钢尺测量位移值即可。
（3）主索垂度
采用直接观测初调和全站仪观测精调的方式进行主索垂度的控制。
直接观测即在两侧索塔上按计算的主索跨中最低点标高位置设置醒目的水平标尺，初调时由技术人员目测指挥收紧主索，将跨中最低点控制在大致位于两岸标尺所在的平面内即可。
全站仪观测法操作如下：
1）设置置仪点A，坐标为（X1，Y1），根据主索跨中点B对应坐标（X2，Y2）计算方位角αab，；
2）在A点架设全站仪，根据置仪高度h和A点高程HA计算Sab和Hab；
3）计算竖直角β；
4）将全站仪调至方位角αab、竖直角β位置锁定。
图2 全站仪控制主索垂度
由司仪人员指挥操作人员缓慢收紧主绳，当主索位于全站仪十字丝正中即表明主索已位于设计安装垂度位置。
3.拱肋吊装期间施工测量
（1）拱肋轴线
拱肋轴线允许偏位为L/6000，且不超过50mm，采用全站仪直接对中穿线的方法进行轴线控制。
根据本桥的实际情况，在各墩帽梁上、下游两侧设置全站仪和对中点，对中点采用将拱肋轴线向外侧平移270cm后经过计算坐标用全站仪标识在帽梁顶面及顺桥向两侧，同时将拱肋各节段上、下弦轴线向外侧平移270cm后标识在节段端头横向标尺上。
（2）节段高程
拱肋节段高程允许偏差为±L/3000，且不超过±50mm，采用全站仪坐标法测定。在每个拱肋节段前端安装棱镜，由置仪点高程、仪高、垂距、棱镜高度等计算拱肋节段对应桩号处高程。棱镜安装应保证竖直，并避开节段扣点及捆绑钢丝绳，避免受人为影响发生偏斜造成读数错误。
（3）索塔偏位
采用全站仪坐标观测及直接观测相结合的方式，操作同吊装系统布设及试吊期间索塔偏位观测。
（4）锚碇位移
同试吊时锚碇位移观测。
4.测量时间安排
由于测量精度受温度影响大，同时施工时间具有不确定性，因此将测量尽量安排在清晨或傍晚温度相对较低且相对恒定的时间段进行。
四、施工监控
由于本桥跨度大，结构新颖，受力过程复杂，且施工加载程序多，为确保施工质量和安全，对主桥施工全过程实行监测、控制。监控内容主要包括：拱肋拱轴线形、主墩水平位移、拱肋和主墩各控制截面应力、扣索及缆风索索力等。
1.拱轴线形
拱轴线形主要为轴线及高程控制。拱肋根据监控单位计算的无应力状态下的拱轴线形进行加工，安装前进行试拼。
拱肋轴线及高程由监控单位通过高精度水准仪和全站仪对拱肋各控制断面进行实时测量，同时复核施工单位的测量成果，保证拱肋线形满足设计要求。
2.主墩水平位移
在主墩墩顶设置初始观测点，使用全站仪实时对墩顶竖向、横桥向、顺桥向位移值进行观测，并对相关测量成果进行复核。
3.拱肋和主墩各控制截面应力
（1）拱肋截面应力
通过在各跨拱脚断面、1/8断面、1/4断面、3/8断面、1/2断面、5/8断面、3/4断面、7/8断面焊接应力传感器，在各施工阶段监测主拱结构的应力值，以确保结构安全并指导下一步施工。
（2）主墩截面应力
在主墩墩底实心段与空心段交界处混凝土内埋设内置式带温度、智能型钢弦式应力应变传感器，对主墩在各施工阶段应力、应变情况进行监测，以确保结构安全。
4.扣索及缆风索索力
由于各阶段扣索及缆风索索力值均为静力分析计算所得，实际施工时在不同工况下索力都将发生变化，为保证索力控制准确和结构安全，在不同工况下实时采用振弦动测仪进行索力监测，及时对千斤顶张拉索力值进行复核。
5.其他监测
在进行上述监测的过程中，还应对施工时间、环境温度及日照温差进行实时测量、记录，以便对相关测量数据进行温度修正，并分析结构随温度变化的规律，以指导施工。
结语：通过采用正确的测量方法和科学的监控，有效的控制了各项技术指标，顺利完成了南充市下中坝嘉陵江大桥主桥拱肋节段缆索吊装，保证了结构及缆索吊装系统的安全。主拱合龙后拱轴线形良好，节段安装达到了高程最大偏差8mm、轴线最大偏差5mm的精度，满足了设计及技术规范的要求。
论文作者:苟勇
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第18期
论文发表时间:2018/1/30
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