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【摘要】：钢锚箱作为主塔的主要受力构件，其安装的精度直接影响到主塔的受力分布、成桥线型以及索导管的安装精度，因此钢锚箱的安装精度必须符合设计要求。所以如何有效的保证钢锚箱定位精度成为斜拉桥成桥质量的关键控制要素。
【关键词】：斜拉桥索塔钢锚箱安装定位测量精度
中图分类号：U448文献标识码： A
前言
斜拉桥中钢锚箱作为主塔的主要受力构件，其安装的精度直接影响到主塔的受力分布、成桥线型以及索导管的安装精度，因此钢锚箱的安装精度必须符合设计要求。所以如何有效的保证钢锚箱定位精度成为斜拉桥成桥质量的关键控制要素。本文以容桂特大桥为例从钢锚箱安装定位测量技术、影响钢锚箱定位精度因素分析、测量方法控制分析以及由此而取得的控制测量成果等方面详细介绍了斜拉桥钢锚箱安装中的测量实施方法。希望本文能给其他类似项目起到一定的参考作用。
1 工程概况
容桂特大桥主桥为跨越顺德容桂水道（Ⅰ级航道）的独塔斜拉桥，墩、塔、梁固结，主桥跨径组成为 48.2+87.8+254m，全桥共长1818.5m。橋塔自塔座以上主塔全高 124.6m，其中桥面以上高 102m，桥面以下高 22.6m。主塔自70.309m开始设置首节钢锚箱，共19个钢锚箱节段，至127.709m为19#钢锚箱节段顶面，其中首节1#钢锚箱尺寸为：4.8m（长）×2.64m（宽）×3.65m（高），2#～18#节段高度为3.0m，19#梁段高度为2.75m。
2 钢锚箱安装定位技术
2.1 钢锚箱安装主要技术要求：钢锚箱由侧板、反力架、横隔板、连接板以及剪力钉组成，其安装定位主要技术要求如下：1)第一节钢锚箱轴线偏差≤ 5 mm, 支承面高程偏差0～ - 3mm, 表面倾斜偏差< 1 /5 000；2)其余钢锚箱节段间轴线相对偏差±1mm, 累积高程偏差± 10mm, 表面倾斜偏差< 1 /3 000；3)顶节钢锚箱轴线偏差± 10 mm, 高程偏差 ± 10mm。
2.2 钢锚箱安装施工工艺
2.2.1 首节钢锚箱起吊安装
钢锚箱自地面起吊至定位钢支架上，使钢锚箱平稳放置在定位支架上，钢锚箱下放过程中注意钢锚箱的轴线和钢支架上放样的轴线重合，下放到位后再利用千斤顶进行调整，满足误差要求后利用铅锤测量钢锚箱垂直度，初调完成后固定钢锚箱底口，在底部用千斤顶进行高程的调节，同时采用全站仪测量钢锚箱上轴线点的坐标，指导四周千斤顶进行钢锚箱平面位置的调整。调整时首先将高程调整到位，再进行平面位置的调整，初次调整到位后放松所有千斤顶进行复测，连续观测不少于3次，当所有复测结果满足设计要求后，再进行首节钢锚箱的焊接加固。钢锚箱在加固过程中需进行跟踪测量，直至焊接完毕。焊接完毕后最终进行复测，复测达到要求后方可确认钢锚箱安装到位，再进行下道工序的施工。
2.2.22#～19#钢锚箱安装
（1）2#钢锚箱到19#号钢锚箱均采用高强螺栓进行连接，首先将待安装的钢锚箱节段放置于塔吊可起吊的范围内，再利用塔吊将待安装的钢锚箱节段起吊安装就位，首先用临时螺栓进行连接，测量进行复测定位，定位时采用千斤顶、马板配合调整，定位好后穿入S10.9级M24高强度螺栓进行固定；
（2）高强螺栓采用经标定的扭矩扳手施拧，经过初拧、复拧和终拧三个施工步骤，每次拧完用不同颜色的油漆标识，防止漏拧；
（3）当钢锚箱连接的高强螺栓施拧完成以后测量重新对钢锚箱及索管中心位置重新进行复测，然后再进行下一个节段的安装。
3 影响钢锚箱定位精度的因素分析
对于索塔这样的高耸柔性体系结构，影响钢锚箱定位精度的外部因素众多, 其中温度变化和外界风力对钢锚箱安装的影响最大。
3.1 温度对钢锚箱定位精度的影响
温度变化可分为温度均匀变化和日照产生的温度不均匀变化,其主要对钢锚箱的高程产生影响。在日照作用下, 混凝土塔柱阳面温度比阴面温度高, 这种温差的存在导致阳面混凝土膨胀, 阴面混凝土收缩, 从而使塔柱产生挠度变形。随着混凝土塔柱高度的增加, 混凝土塔柱的这种挠度变形会愈加显著, 因此钢锚箱安装测量必须考虑温度的影响，一般钢锚箱的定位、复测、加固时间应在早上3点至6点之间进行（气温相对稳定）。
3.2 风力对钢锚箱定位精度的影响
风力主要对钢锚箱的平面位置定位产生影响，它随风速、风向的变化而变化, 具有一定的随机性，一般钢锚箱安装定位应在3级风以下进行。
3.3 其他因素对钢锚箱定位精度的影响
除了温度、风力对钢锚箱的定位精度产生影响，测量仪器、人为因素、施工环境对钢锚箱定位也产生一定的影响。为了尽量避免外界环境因素对钢锚箱定位产生影响，应注意以下事项：
1）在钢锚箱安装调整阶段与塔柱附着的塔吊应停止吊装物件，并将塔吊大臂保持与桥轴线水平放置；
2）掌握天气情况，避免在雷、雨、大风天气进行吊装施工。
4 钢锚箱定位测量控制分析
4.1 钢锚箱安装前检查
钢锚箱定位是测量控制难度最大、精度要求最高的部分。在钢锚箱吊装前，采用鉴定钢尺、精密水准仪和全站仪对钢锚箱（包括索导管）的几何尺寸、高程测量观测点、结构轴线测量控制点、标记等进行检查。
4.2 钢锚箱安装定位测点布置
首先对设计院的提供的平面控制网与水准控制网进行复测，再依据现场实际施工需要对容桂特大桥主桥施工控制网进行加密，尽量做到站点与后视点之间视野开阔，且距离大于站点与施测点之间的距离。所有加密点需经整网平差，确保整个控制网误差的均匀性。为了确保控制网的可靠性、实用性，在考虑固定使用点的同时要考虑2个备用控制点，以防视线被挡，或者被破坏。
4.3 钢锚箱高程测量
钢锚箱安装定位关键是控制平面位置、高程及平整度，使主塔中心线与钢锚箱结构中心轴线重合，钢锚箱平面位置及高程符合设计及规范要求。首节钢锚箱安装之前利用全站仪在两个时段（下午6：00-7:00，早上：6：-7:00）以EDM三角高程法四测回将基点标高传递至钢锚箱底座，然后取其平均值作为钢锚箱控制标高的基准点。为避免所转的标高点遭破坏，应同时转2个点作为备用及复核。钢锚箱的标高调整利用徕卡NA2精密水准仪测量，确保高程测量准确性，钢锚箱控制标高依照监控指令执行。
4.4 钢锚箱平面位置测量
钢锚箱安装定位平面测量以徕卡TC1201型全站仪（测角精度达0. 5″、测距精度可达1mm + 1ppm）采用三维坐标法进行测量控制。钢锚箱安装前需对两个站点进行测量精度对比，X,Y,Z较差小于3mm范围内方可同时用于钢锚箱的对向观测和调整，以确保钢锚箱安装精度，否则测站点应另行设置、复测，直至满足精度要求。
5 钢锚箱安装控制成果
本项目结合上述测量方法进行钢锚箱的安装测量施工，对完成的19节段钢锚箱经过实测数据统计，其轴线、高程、垂直度基本满足规范要求。统计数据见表1。
表1钢锚箱安装测量数据统计表
项目 轴线偏位/mm 高程偏差 垂直度
轴线允许偏位值 高程允许偏差值 允许偏差1/4000
区间 0-5 5-10 0-5 5-10 10以上 顺桥向 横桥向
节数 19 0 14 5 无 在允许范围内 在允许范围内
百分比 100 0 73.7 26.3 0
备注 轴线偏位按顶口纵、横向偏位较大的统计，表中垂直度为钢锚箱整体垂直度。
6 结语
实践证明，运用上述钢锚箱的测量定位技术明显加快了塔柱施工进度，高标准、高质量完成了钢锚箱安装过程中的控制工作，各项施工测量精度均满足设计及规范要求。需注意的是钢锚箱定位时要严格确保操作要点，保证关键测量工序在气温稳定时段进行，同时加强与监控单位和设计单位的密切合作，及时掌握塔柱各类施工技术数据，从而保证索塔施工的工程质量和施工安全。
参考文献
[1] 吴栋材，谢建纲大型斜拉桥施工测量[ M]北京：测绘出版社，1996
[2]聂让，付涛公路施工测量手册( 2 版) ［M］北京： 人民交通出版社，2008
[3] 交通部公路科学研究所 JTGF80 /1—2004 公路工程质量检验评定标准［S］北京： 人民交通出版社，2004
[4] 林元培，斜拉桥[ M]北京： 人民交通出版社， 1994
作者简介：姓名：蒋军宜 学历：本科 职称：助理工程师
姓名：康艳丽 学历：硕士 职称：助理工程师
【关键词】：斜拉桥索塔钢锚箱安装定位测量精度
中图分类号：U448文献标识码： A
前言
斜拉桥中钢锚箱作为主塔的主要受力构件，其安装的精度直接影响到主塔的受力分布、成桥线型以及索导管的安装精度，因此钢锚箱的安装精度必须符合设计要求。所以如何有效的保证钢锚箱定位精度成为斜拉桥成桥质量的关键控制要素。本文以容桂特大桥为例从钢锚箱安装定位测量技术、影响钢锚箱定位精度因素分析、测量方法控制分析以及由此而取得的控制测量成果等方面详细介绍了斜拉桥钢锚箱安装中的测量实施方法。希望本文能给其他类似项目起到一定的参考作用。
1 工程概况
容桂特大桥主桥为跨越顺德容桂水道（Ⅰ级航道）的独塔斜拉桥，墩、塔、梁固结，主桥跨径组成为 48.2+87.8+254m，全桥共长1818.5m。橋塔自塔座以上主塔全高 124.6m，其中桥面以上高 102m，桥面以下高 22.6m。主塔自70.309m开始设置首节钢锚箱，共19个钢锚箱节段，至127.709m为19#钢锚箱节段顶面，其中首节1#钢锚箱尺寸为：4.8m（长）×2.64m（宽）×3.65m（高），2#～18#节段高度为3.0m，19#梁段高度为2.75m。
2 钢锚箱安装定位技术
2.1 钢锚箱安装主要技术要求：钢锚箱由侧板、反力架、横隔板、连接板以及剪力钉组成，其安装定位主要技术要求如下：1)第一节钢锚箱轴线偏差≤ 5 mm, 支承面高程偏差0～ - 3mm, 表面倾斜偏差< 1 /5 000；2)其余钢锚箱节段间轴线相对偏差±1mm, 累积高程偏差± 10mm, 表面倾斜偏差< 1 /3 000；3)顶节钢锚箱轴线偏差± 10 mm, 高程偏差 ± 10mm。
2.2 钢锚箱安装施工工艺
2.2.1 首节钢锚箱起吊安装
钢锚箱自地面起吊至定位钢支架上，使钢锚箱平稳放置在定位支架上，钢锚箱下放过程中注意钢锚箱的轴线和钢支架上放样的轴线重合，下放到位后再利用千斤顶进行调整，满足误差要求后利用铅锤测量钢锚箱垂直度，初调完成后固定钢锚箱底口，在底部用千斤顶进行高程的调节，同时采用全站仪测量钢锚箱上轴线点的坐标，指导四周千斤顶进行钢锚箱平面位置的调整。调整时首先将高程调整到位，再进行平面位置的调整，初次调整到位后放松所有千斤顶进行复测，连续观测不少于3次，当所有复测结果满足设计要求后，再进行首节钢锚箱的焊接加固。钢锚箱在加固过程中需进行跟踪测量，直至焊接完毕。焊接完毕后最终进行复测，复测达到要求后方可确认钢锚箱安装到位，再进行下道工序的施工。
2.2.22#～19#钢锚箱安装
（1）2#钢锚箱到19#号钢锚箱均采用高强螺栓进行连接，首先将待安装的钢锚箱节段放置于塔吊可起吊的范围内，再利用塔吊将待安装的钢锚箱节段起吊安装就位，首先用临时螺栓进行连接，测量进行复测定位，定位时采用千斤顶、马板配合调整，定位好后穿入S10.9级M24高强度螺栓进行固定；
（2）高强螺栓采用经标定的扭矩扳手施拧，经过初拧、复拧和终拧三个施工步骤，每次拧完用不同颜色的油漆标识，防止漏拧；
（3）当钢锚箱连接的高强螺栓施拧完成以后测量重新对钢锚箱及索管中心位置重新进行复测，然后再进行下一个节段的安装。
3 影响钢锚箱定位精度的因素分析
对于索塔这样的高耸柔性体系结构，影响钢锚箱定位精度的外部因素众多, 其中温度变化和外界风力对钢锚箱安装的影响最大。
3.1 温度对钢锚箱定位精度的影响
温度变化可分为温度均匀变化和日照产生的温度不均匀变化,其主要对钢锚箱的高程产生影响。在日照作用下, 混凝土塔柱阳面温度比阴面温度高, 这种温差的存在导致阳面混凝土膨胀, 阴面混凝土收缩, 从而使塔柱产生挠度变形。随着混凝土塔柱高度的增加, 混凝土塔柱的这种挠度变形会愈加显著, 因此钢锚箱安装测量必须考虑温度的影响，一般钢锚箱的定位、复测、加固时间应在早上3点至6点之间进行（气温相对稳定）。
3.2 风力对钢锚箱定位精度的影响
风力主要对钢锚箱的平面位置定位产生影响，它随风速、风向的变化而变化, 具有一定的随机性，一般钢锚箱安装定位应在3级风以下进行。
3.3 其他因素对钢锚箱定位精度的影响
除了温度、风力对钢锚箱的定位精度产生影响，测量仪器、人为因素、施工环境对钢锚箱定位也产生一定的影响。为了尽量避免外界环境因素对钢锚箱定位产生影响，应注意以下事项：
1）在钢锚箱安装调整阶段与塔柱附着的塔吊应停止吊装物件，并将塔吊大臂保持与桥轴线水平放置；
2）掌握天气情况，避免在雷、雨、大风天气进行吊装施工。
4 钢锚箱定位测量控制分析
4.1 钢锚箱安装前检查
钢锚箱定位是测量控制难度最大、精度要求最高的部分。在钢锚箱吊装前，采用鉴定钢尺、精密水准仪和全站仪对钢锚箱（包括索导管）的几何尺寸、高程测量观测点、结构轴线测量控制点、标记等进行检查。
4.2 钢锚箱安装定位测点布置
首先对设计院的提供的平面控制网与水准控制网进行复测，再依据现场实际施工需要对容桂特大桥主桥施工控制网进行加密，尽量做到站点与后视点之间视野开阔，且距离大于站点与施测点之间的距离。所有加密点需经整网平差，确保整个控制网误差的均匀性。为了确保控制网的可靠性、实用性，在考虑固定使用点的同时要考虑2个备用控制点，以防视线被挡，或者被破坏。
4.3 钢锚箱高程测量
钢锚箱安装定位关键是控制平面位置、高程及平整度，使主塔中心线与钢锚箱结构中心轴线重合，钢锚箱平面位置及高程符合设计及规范要求。首节钢锚箱安装之前利用全站仪在两个时段（下午6：00-7:00，早上：6：-7:00）以EDM三角高程法四测回将基点标高传递至钢锚箱底座，然后取其平均值作为钢锚箱控制标高的基准点。为避免所转的标高点遭破坏，应同时转2个点作为备用及复核。钢锚箱的标高调整利用徕卡NA2精密水准仪测量，确保高程测量准确性，钢锚箱控制标高依照监控指令执行。
4.4 钢锚箱平面位置测量
钢锚箱安装定位平面测量以徕卡TC1201型全站仪（测角精度达0. 5″、测距精度可达1mm + 1ppm）采用三维坐标法进行测量控制。钢锚箱安装前需对两个站点进行测量精度对比，X,Y,Z较差小于3mm范围内方可同时用于钢锚箱的对向观测和调整，以确保钢锚箱安装精度，否则测站点应另行设置、复测，直至满足精度要求。
5 钢锚箱安装控制成果
本项目结合上述测量方法进行钢锚箱的安装测量施工，对完成的19节段钢锚箱经过实测数据统计，其轴线、高程、垂直度基本满足规范要求。统计数据见表1。
表1钢锚箱安装测量数据统计表
项目 轴线偏位/mm 高程偏差 垂直度
轴线允许偏位值 高程允许偏差值 允许偏差1/4000
区间 0-5 5-10 0-5 5-10 10以上 顺桥向 横桥向
节数 19 0 14 5 无 在允许范围内 在允许范围内
百分比 100 0 73.7 26.3 0
备注 轴线偏位按顶口纵、横向偏位较大的统计，表中垂直度为钢锚箱整体垂直度。
6 结语
实践证明，运用上述钢锚箱的测量定位技术明显加快了塔柱施工进度，高标准、高质量完成了钢锚箱安装过程中的控制工作，各项施工测量精度均满足设计及规范要求。需注意的是钢锚箱定位时要严格确保操作要点，保证关键测量工序在气温稳定时段进行，同时加强与监控单位和设计单位的密切合作，及时掌握塔柱各类施工技术数据，从而保证索塔施工的工程质量和施工安全。
参考文献
[1] 吴栋材，谢建纲大型斜拉桥施工测量[ M]北京：测绘出版社，1996
[2]聂让，付涛公路施工测量手册( 2 版) ［M］北京： 人民交通出版社，2008
[3] 交通部公路科学研究所 JTGF80 /1—2004 公路工程质量检验评定标准［S］北京： 人民交通出版社，2004
[4] 林元培，斜拉桥[ M]北京： 人民交通出版社， 1994
作者简介：姓名：蒋军宜 学历：本科 职称：助理工程师
姓名：康艳丽 学历：硕士 职称：助理工程师