自锚式悬索桥变形检测实例分析

刘 洋 王 磊 王甫友

天津市交通科学研究院 天津 300300

正文：

1.桥梁概况

镜湖大桥主桥为三跨自锚式悬索桥，跨径组合为78+180+78=336米，主桥全宽42米，设计纵坡2.5%，桥面竖曲线R=3000米，双向横坡1.7%。主梁采用现浇预应力混凝土箱梁，索塔为钢筋混凝土结构。主缆采用37根平行钢丝成品索（不带PE外护套）编制排列而成，采用冷铸锚锚固体系，主缆横向间距21.5m。吊杆间距6m，与吊杆一一对应处设一道混凝土横梁。主梁纵向为半漂浮体系，塔梁分离、塔墩固结。

2.检测方法

2.1.主缆线形检测

⑴ 点位布设

主缆线形主要是测量主缆中心高程，直接测量主缆中心高程存在一定困难，所以选择一个可安装反射棱镜或反射片的位置显得尤为重要。前期制定方案过程中从图纸中找到每根吊杆上端钢销至主缆中心的设计数据，最后方案定为在吊杆上端钢销中心贴反射片，采用全站仪三角高程法测量各点高程。主缆线形测点布设示意见图1。

⑵ 测量方法

图1 主缆线形测点布设示意图

测量仪器选择天宝S8全站仪，测角精度1"，测距精度 。按照《建筑变形测量规范》中二级三角高程测量，要求竖直角观测6个测回，闭合差要求。主缆高程为实测数据+吊杆上端钢销至主缆距离，精确到cm。

2.2.桥面线形检测

⑴ 点位布设

测点布设在慢车道内侧距离侧石0.1m处，钻孔安装沉降钉。主桥共设测量控制断面53个，分别位于主缆两侧锚碇处（主桥伸缩缝）、桥塔和49对吊杆处。每个控制断面上、下行侧慢车道各设置1个观测点，高程测点布设图见图2。

图2 高程测点布设图（单位：cm）

⑵ 测量方法

3.检测结果及数据分析

3.1.主缆线形检测结果

⑴ 检测结果

主缆线形检测示意见图3，2014-2013年实测高程数据示意见图4。

图3 主缆线形检测示意图（m）

图4 2014-2013年实测高程数据示意图（m）

⑵ 数据分析

由图3可以看出主缆左、右幅实测高程整体保持一致；图4可以看出2014年较2013年主缆线形变化趋势为：两边跨整体下沉最大1.0cm，中跨跨中整体上升最大2.6cm。

3.2.桥面线形检测结果

⑴ 检测结果

桥面线形检测示意见图5，2014-2013年实测数据示意见图6。

图5 桥面线形检测示意图

图6 2014-2013年实测数据示意图（m）

⑵ 数据分析

由图5可以看出桥面左、右幅实测高程整体保持一致；图6可以看出2014年较2013年桥面线形变化趋势为：两边跨整体下沉最大0.57cm，中跨跨中整体上升最大2.18cm。

4.结论

1.通过2次测试数据的对比，在不考虑温度影响的前提下，主缆变化值与桥面变化值基本一致，趋势相同。在吊杆上端钢销中心贴反射片，全站仪三角高程测量主缆线形能够满足规范精度的要求。

2.在测试过程中，要求桥面封闭交通、使用相同的仪器、固定观测路线、固定观测员、且选择气象条件相近的时间观测，以减少系统误差。

3.全站仪三角高程测量，要求尽可能减少搬站次数，保证视线长度不大于300m，视线垂直角不得超过10°，以减少观测误差。

4.对水准观测有困难的测量，可采用全站仪三角高程测量。对于更高精度的测量，应使用更高测角、测距精度和带自动锁定功能的仪器，在详细的方案制定和论证下进行。