金東大橋東川側(cè)重力式錨碇錨塞體定位測(cè)量及施工過程監(jiān)測(cè)測(cè)量

馬明

前言

金東大橋重力式錨碇作為懸索橋的主要受力結(jié)構(gòu)，承受主纜傳遞的豎向反力和水平分力，對(duì)整個(gè)大橋主纜的線形和受力起到及其重要的作用。錨塊作為重力式錨碇主要的構(gòu)件，對(duì)它的內(nèi)部構(gòu)件的放樣及監(jiān)測(cè)顯的重要。

1、工程概況

金東大橋跨越金沙江，橋梁總長(zhǎng)為914.1m，大橋采用單跨730m懸索橋，橋面寬度為20m。金東大橋東川側(cè)錨碇采用重力式錨，平面尺寸為32×47.5m；錨碇作為懸索橋的主要受力結(jié)構(gòu)，承受主纜傳遞的豎向反力和水平分力，所以重力式錨碇錨固系統(tǒng)的定位精度對(duì)整個(gè)懸索橋的線形和受力極其重要。東川側(cè)重力式錨碇施工工藝前后錨面采用定型模板，在東川側(cè)錨塞體混凝土澆筑前，先安裝前后錨面模板的定位支架，定位支架安裝完成后在支架上進(jìn)行前后錨面模板邊線放樣，進(jìn)行精確放樣安裝前后錨面模板后澆筑錨體混凝土。澆筑過程中需要對(duì)前后錨面的模板、前后錨面定位支架、預(yù)應(yīng)力管道的定位支架等進(jìn)行嚴(yán)密形變觀測(cè)，防止因施工過程中的支架移動(dòng)及變形等造成前后錨面及預(yù)應(yīng)力管道的跑偏、傾斜等情況發(fā)生。

2、重力式錨碇控制測(cè)量

重力式錨碇錨固系統(tǒng)的定位精度對(duì)整個(gè)懸索橋的線形和受力極其重要，在布設(shè)控制點(diǎn)時(shí)就要考慮測(cè)量控制方法及測(cè)量精度等問題，使用高精度測(cè)量?jī)x器同時(shí)布設(shè)高精度的點(diǎn)位、減少外界因素對(duì)儀器的影響。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件和惡劣的環(huán)境以及預(yù)應(yīng)力管道定位精度要求高等特點(diǎn)，首先采用萊卡TS30型目標(biāo)識(shí)別功能的高精度全站儀（測(cè)角精度0.5″；測(cè)距精度0.6mm+1ppm）保證了測(cè)量?jī)x器的精度，同時(shí)配備水銀溫度計(jì)及DYM3型空盒氣壓表保證儀器參數(shù)中溫度及氣壓的改正，保證了全站儀距離測(cè)量的精度以及各個(gè)參數(shù)。東川側(cè)錨碇區(qū)前錨孔中心線定位精度為10mm，這樣就必須在設(shè)計(jì)院提供的控制點(diǎn)上面進(jìn)行同精度的加密。在重力式錨碇基坑周邊穩(wěn)固的位置埋設(shè)帶有強(qiáng)制對(duì)中盤的混凝土樁位，這樣就能保證控制點(diǎn)點(diǎn)位的精度，減少儀器架設(shè)時(shí)的誤差。

3、前后錨面模板定位支架的安裝及錨固槽口位置檢核

3.1前后錨面模板定位支架的安裝

東川側(cè)重力式錨碇前后錨面模板定位支架采用的是預(yù)埋鋼板進(jìn)行豎向16工字鋼的焊接后在豎向工字鋼上放置40工字鋼進(jìn)行坡度的調(diào)整。首先對(duì)基礎(chǔ)上預(yù)埋的16工字鋼的進(jìn)行切割，根據(jù)1：0.84的坡度計(jì)算出要切割的工字鋼的長(zhǎng)度，對(duì)工字鋼進(jìn)行斜口切割，保證16工字鋼切口的坡度為1：0.84。下一步進(jìn)行40工字鋼的吊裝，將40工字鋼放置在豎向16工字鋼上面進(jìn)行后錨面坡度的調(diào)整。吊裝前對(duì)40工字鋼底部的位置進(jìn)行放樣，并對(duì)40工字鋼的底部進(jìn)行加固。由于工字鋼的垂直厚度為40cm，由1：0.84的坡度推算出基礎(chǔ)的平距離為：0.40/sin（tan-1（1/0.84））=0.522m，有錨塊底部設(shè)計(jì)坐標(biāo)推算出40工字鋼設(shè)計(jì)的位置采用全站儀極坐標(biāo)法進(jìn)行底部坐標(biāo)的放樣。底部加固好后要對(duì)40工字鋼面上坡度的調(diào)整，采集40工字鋼上坐標(biāo)通過反算計(jì)算出距離和高差來驗(yàn)證坡度的大小，使實(shí)測(cè)的坡度與設(shè)計(jì)1：0.84的坡度一致，因?yàn)?0工字鋼的坡度直接影響后錨面模板的坡度以及錨固槽口位置的準(zhǔn)確性，所以40工字鋼的位置及坡度對(duì)整個(gè)錨塞體的質(zhì)量起到重要作用。坡度調(diào)整后進(jìn)行橫向方向的連接，橫向通過10工字鋼進(jìn)行橫向的固定，保證支架的整體結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)固性，防止?jié)仓炷吝^程中的不規(guī)則沉降和移動(dòng)；同時(shí)在10工字鋼上放樣后錨面模板邊界線，保證模板位置與設(shè)計(jì)的位置吻合。這幾項(xiàng)任務(wù)完成后就可以對(duì)后錨面模板就行拼裝，拼裝過程中要保證各個(gè)接口的位置螺栓擰緊，防止影響后錨面模板的精準(zhǔn)。錨塞體前錨面模板的安裝步驟以及安裝計(jì)算方法與東川側(cè)后錨面的方法一致，保證模板整體的坡度以及整體寬度，同時(shí)要保證模板以及支架整體性及穩(wěn)定性，保證前錨孔位置與設(shè)計(jì)位置吻合。

3.2前后錨面錨固槽口位置的檢核

東川側(cè)前后錨面的模板采用的是定型模板，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)將錨固槽口加工好后直接將其固定在前后錨面模板上，同時(shí)計(jì)算出來前后錨面模板底設(shè)計(jì)坐標(biāo)及各個(gè)錨固槽口的設(shè)計(jì)位置。模板安裝好后對(duì)模板底部、頂部的平面位置及高程和錨固槽口各個(gè)槽口位置進(jìn)行檢查。底部及頂部均采用極坐標(biāo)法進(jìn)行檢核，前后錨面錨固槽口孔位中心很難找到，只能由槽口的中心點(diǎn)坐標(biāo)推算到錨固槽口管道底部坐標(biāo)對(duì)槽口管道的位置進(jìn)行檢查。設(shè)計(jì)提供的參數(shù)及散束點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出錨固槽口中心點(diǎn)的坐標(biāo)。錨塞體中預(yù)應(yīng)力管道采用的管道分別為13.3cm和9.6cm，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可以將錨固槽口中心點(diǎn)坐標(biāo)推算到錨固槽口管道底部。通過測(cè)量錨固槽口底部坐標(biāo)來檢查錨固槽口中心點(diǎn)的精度。計(jì)算公式如下：

直徑為13.3cm：X=X1+0.133/2*COS（TAN-1（1/0.84））*COSα

Y=Y1+0.133/2*COS（TAN-1（1/0.84））*SINα

H=H1-0.133/2*SIN（TAN-1（1/0.84））

直徑為9.6cm：X=X1+0.096/2*COS（TAN-1（1/0.84））*COSα

Y=Y1+0.096/2*COS（TAN-1（1/0.84））*SINα

H=H1-0.096/2*SIN（TAN-1（1/0.84））

其中：X1、Y1、H1為錨固槽口中心點(diǎn)的坐標(biāo)；α為線路方位角。

4、錨塞體預(yù)應(yīng)力管道的定位支架測(cè)量及控制

重力式錨碇基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)預(yù)埋錨塞體預(yù)應(yīng)力管道定位支架基礎(chǔ)，保證預(yù)應(yīng)力管道達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的精度。東川側(cè)重力式錨碇錨塞體的長(zhǎng)度為20m，澆筑基礎(chǔ)混凝土?xí)r對(duì)支架的預(yù)埋位置采用全站儀極坐標(biāo)放樣的方式進(jìn)行精確定位，澆筑完混凝土后在預(yù)埋鋼板上放樣預(yù)埋件中心位置，對(duì)支架進(jìn)行精確定位。由所放點(diǎn)位進(jìn)行支架豎向的加工，豎向工字鋼的加工必須保證工字鋼的垂直度，由實(shí)測(cè)的預(yù)埋件鋼板上的標(biāo)高進(jìn)行反計(jì)算支架需要加工的高度，豎向工字鋼加工好后在豎向工字鋼上由基礎(chǔ)的標(biāo)高推算每一層預(yù)應(yīng)力管道的高差，利用鋼卷尺從底部對(duì)每一層的預(yù)應(yīng)力管道高度進(jìn)行放樣。設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力管道采用兩種2種規(guī)格（直徑9.6cm和直徑13.3cm）鋼管，對(duì)于兩種預(yù)應(yīng)力管道加工橫向支撐時(shí)統(tǒng)一按照直徑13.3cm管直徑計(jì)算每層管道的間距，直徑9.6cm的管道在管道下面加上1.85cm厚的鋼板將其的調(diào)整到設(shè)計(jì)的標(biāo)高。在安裝完成的橫向支撐上放樣每層管道的橫向軸線和管道中心點(diǎn)位置，利用卷尺相對(duì)坐標(biāo)的形式進(jìn)行每根管道的橫向放樣。

5、前后錨面模板及定位支架澆筑混凝土過程中的監(jiān)控測(cè)量

錨塊是大體積混凝土，實(shí)行分層澆筑混凝土，為了監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度，更好的指導(dǎo)施工，我們嚴(yán)格對(duì)前后錨面模板、前后錨面定位支架及內(nèi)部定位支架進(jìn)行嚴(yán)格過程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)，及時(shí)處理，保證模板及支架的穩(wěn)定性。觀測(cè)過程中盡量減少監(jiān)測(cè)誤差的不定性，使監(jiān)測(cè)結(jié)果具有基本的統(tǒng)一性，以確保各次復(fù)測(cè)結(jié)果與首次監(jiān)測(cè)的結(jié)果更有可比性、變形量更真實(shí)，具體原則為“五定”：監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)固定、所用儀器及設(shè)備固定、人員固定、觀測(cè)路線固定、程序和方法固定，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)技術(shù)要求。

（作者單位：中鐵十八局集團(tuán)第二工程有限公司）