浅谈梅州城区广州大桥主塔索道管定位技术

李正才LI Zheng-cai；邵富春SHAO Fu-chun

（①泰州市科睿测绘有限公司，泰州225300；②江苏省金威测绘服务中心，南京210013）

0 引言

梅州城区广州大桥位于广东省梅州市东南部，南北向横跨梅江，是连接梅州市主城区与芹黄规划区的一条交通性主干道。主桥为139m+106m独塔单索面斜拉桥，主跨跨径139m，主塔高度为66.7m，塔上索道管最长的为4.323m。全桥斜拉为单索面（双排索）、辐射形，拉索纵向位于同一个平面内，主塔共84根索道管。

斜拉索是连接主塔和主梁的纽带，而斜拉索道管是固定拉索的重要构件。为了防止因索道管定位不精准而引起斜拉索和索道管管口发生摩擦，损坏拉索，影响工程质量和减少斜拉索的使用年限。保证索道管和拉索位于同一设计平面内，防止锚固端的偏位，对锚垫板的中心和索道管中心的三维空间坐标作出了很高的精度和要求。笔者就主塔索道管测量定位技术做如下总结。

1 索道管定位支架的焊制

该节段劲性骨架焊接固定之后，在劲性骨架上沿桥轴线中心的左右两侧焊上H形钢筋支架（劲性骨架内外侧各一支架，上下游每层索道管共用同一根支架）作为索道管的定位支架，根据塔柱的几何尺寸与索道管的平面坐标与长度确定定位支架的平面位置，根据前一个节段的劲性骨架高程大致确定定位支架的高度。采用Φ25钢筋焊接定位支架；索道管定位支架与索道管的位置关系如图1所示，定位支架与劲性骨架的位置关系如图2所示。

2 索道管点位放样

图1 定位支架与索道管的空间关系

图2 定位支架与劲性骨架的空间关系

2.1 桥轴坐标系的建立

在建立平面控制网时，测量组已建立了主桥桥轴坐标系，桥轴坐标系以0#块中心为坐标原点，里程前进方向为X轴正方向，桥轴线下游侧为Y轴正方向，高程为Z轴（高程为绝对高程）而建立。使用桥轴坐标系可直接根据主塔的几何尺寸和桥轴线里程直接进行坐标放样。如主塔标准段宽3.5m，两侧长5.374m，前后侧顶点间距6.5m，则主塔标准段边角点的三维坐标为（2.687，-1.75，Z），（3.25，0，Z），（2.687，1.75，Z），（-2.687，-1.75，Z），（-3.25，0，Z），（-2.687，1.75，Z）。

2.2 索道管点位放样

如图2，首先在定位支架上测出定位支架的X0值，根据同一条索道管锚固中心点A与出口点B的平面坐标（考虑斜拉索垂曲影响，所采用的坐标都已经过计算改正），可确定一直线方程，将X0代入方程可求得与X0相对应的Y0值，依此法可求得图中放样点1、2、3、4点的平面坐标，通过全站仪可将此4点测设出来，并在定位支架上标记出来。在该层所有点都测设完毕后，测出放样点1、2、3、4 的 三 维 坐 标 （X1，Y1，Z1）、（X2，Y2，Z2）、（X3，Y3，Z3）、（X4，Y4，Z4）。

2.3 计算

图3 索道管与定位支架的空间关系

如图 3，假设主塔索道管锚固中心 A（xA，yA，zA），出口中心 B（xB，yB，zB），首先确定该索道管中心线空间直线方程：

求放样点 4 距离空间直线的距离 R，将（X4，Y4，Z4）代入方程，可求得R，即可求得定位支架放样点4离管壁的垂距S=R-d-0.5φ，同时可求得垂足到索道管出口距离

同理，可求得放样点2相对应的S值与D值。

3 索道管安装

3.1 粗定位

索道管的起吊采用手拉葫芦配合塔吊作为起吊装置。在劲性骨架内两支架中间选一根角钢作为索道管的吊点。吊住索道管中间位置，首先在定位支架上放样点两侧量d+0.5φ的距离并作标记，采用吊垂线法确定索道管左右位置，使其在上下游固定。随后以索道管中心线为轴线移动索道管，量出D值，使其在轴线方向上前后固定。最后利用直角尺，量出S值，使其中心线与设计方向一致。因为索道管体积大，较重，在粗安装过程中需多次重复上述步骤：定左右→定前后→定轴线，如此多次反复，使d+0.5φ、D、S值在误差允许范围之内，随即采用花篮螺丝，将其一端固定，另一端焊在索道管左右及上下位置，粗固定索道管。

3.2 精定位

在索道管粗调、粗固定之后，即可利用全站仪进行复测，一般在锚固端和出口端管壁外的左、中（顶）、右摆小棱镜。测出各位置三维坐标，将三维坐标值代入各索道管所在的中心线直线方程，求出对应的S值与D值，将左右两侧的S值与对应位置的d+0.5φ值进行对比，可确定其左右是否偏位，将中（顶）点的S值与d+0.5φ值进行对比（有些时候小棱镜摆在索道管内壁，则与0.5φ值进行对比），确定索道管在中心线前后方向及轴线方向是否偏位。若偏位，则旋转花篮螺丝进行微调，直至复测结果在设计规范允许的误差范围之内。

4 保证措施

4.1 因光线在空气中的传播速度并不是常数，为了避免因温度和大气压力对距离测量数据的影响，每次测量前将向全站仪输入实际温度和气压值，全站仪可自动对距离测量实施修正。

4.2 因主塔施工空间小，作业面多，干扰较大无法进行对向观测取平值均，因此观测时定时以控制网中的高程控制点作为三角高程的后视点，由于观测环境同后视环境基本相同，大气垂直折光误差可基本消除。高程控制采用三角高程，所有的观测采用盘左盘右取平均值。

4.3 测量观测时间尽量选在夜间、傍晚和阴天、大气透明度较稳定时进行。

4.4 每层索道管安装之后需进行复测与设计对比，若超出规范及设计允许范围，则进行调整。

4.5 测量时棱镜必须正对仪器，以保证大倾角情况下的竖角观测精度，同时避免测距发射管的相位不均匀以飞旋标效应。观测时必须消除视觉误差。

4.6 在以后主塔钢筋绑扎和混凝土浇筑等工况过程中必须对索道管加以保护，不得随意拢动和破坏。

5 小结

在主塔索道管定位安装之后，对斜拉索进行索力张拉，经检查未出现拉索和索道管摩擦的情况。多次地摸索熟练之后，索道管安装工作效率也得到了提高，每层埋设4根索道管，全部安装到位只需4个多小时。

采用花篮螺丝对索道管进行微调很好地控制了索道管的安装精度。同时，将桥轴坐标系应用于坐标放样大大简化了计算程序，提高了工作效率和避免了错误的出现。这一施测方法将为主梁索道管定位及动态测量定位提供一定经验。

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