金东大桥东川侧重力式锚碇锚塞体定位测量及施工过程监测测量

马明

前言

金东大桥重力式锚碇作为悬索桥的主要受力结构，承受主缆传递的竖向反力和水平分力，对整个大桥主缆的线形和受力起到及其重要的作用。锚块作为重力式锚碇主要的构件，对它的内部构件的放样及监测显的重要。

1、工程概况

金东大桥跨越金沙江，桥梁总长为914.1m，大桥采用单跨730m悬索桥，桥面宽度为20m。金东大桥东川侧锚碇采用重力式锚，平面尺寸为32×47.5m；锚碇作为悬索桥的主要受力结构，承受主缆传递的竖向反力和水平分力，所以重力式锚碇锚固系统的定位精度对整个悬索桥的线形和受力极其重要。东川侧重力式锚碇施工工艺前后锚面采用定型模板，在东川侧锚塞体混凝土浇筑前，先安装前后锚面模板的定位支架，定位支架安装完成后在支架上进行前后锚面模板边线放样，进行精确放样安装前后锚面模板后浇筑锚体混凝土。浇筑过程中需要对前后锚面的模板、前后锚面定位支架、预应力管道的定位支架等进行严密形变观测，防止因施工过程中的支架移动及变形等造成前后锚面及预应力管道的跑偏、倾斜等情况发生。

2、重力式锚碇控制测量

重力式锚碇锚固系统的定位精度对整个悬索桥的线形和受力极其重要，在布设控制点时就要考虑测量控制方法及测量精度等问题，使用高精度测量仪器同时布设高精度的点位、减少外界因素对仪器的影响。结合现场施工条件和恶劣的环境以及预应力管道定位精度要求高等特点，首先采用莱卡TS30型目标识别功能的高精度全站仪（测角精度0.5″；测距精度0.6mm+1ppm）保证了测量仪器的精度，同时配备水银温度计及DYM3型空盒气压表保证仪器参数中温度及气压的改正，保证了全站仪距离测量的精度以及各个参数。东川侧锚碇区前锚孔中心线定位精度为10mm，这样就必须在设计院提供的控制点上面进行同精度的加密。在重力式锚碇基坑周边稳固的位置埋设带有强制对中盘的混凝土桩位，这样就能保证控制点点位的精度，减少仪器架设时的误差。

3、前后锚面模板定位支架的安装及锚固槽口位置检核

3.1前后锚面模板定位支架的安装

东川侧重力式锚碇前后锚面模板定位支架采用的是预埋钢板进行竖向16工字钢的焊接后在竖向工字钢上放置40工字钢进行坡度的调整。首先对基础上预埋的16工字钢的进行切割，根据1：0.84的坡度计算出要切割的工字钢的长度，对工字钢进行斜口切割，保证16工字钢切口的坡度为1：0.84。下一步进行40工字钢的吊装，将40工字钢放置在竖向16工字钢上面进行后锚面坡度的调整。吊装前对40工字钢底部的位置进行放样，并对40工字钢的底部进行加固。由于工字钢的垂直厚度为40cm，由1：0.84的坡度推算出基础的平距离为：0.40/sin（tan-1（1/0.84））=0.522m，有锚块底部设计坐标推算出40工字钢设计的位置采用全站仪极坐标法进行底部坐标的放样。底部加固好后要对40工字钢面上坡度的调整，采集40工字钢上坐标通过反算计算出距离和高差来验证坡度的大小，使实测的坡度與设计1：0.84的坡度一致，因为40工字钢的坡度直接影响后锚面模板的坡度以及锚固槽口位置的准确性，所以40工字钢的位置及坡度对整个锚塞体的质量起到重要作用。坡度调整后进行横向方向的连接，横向通过10工字钢进行横向的固定，保证支架的整体结构的完整性和稳固性，防止浇筑混凝土过程中的不规则沉降和移动；同时在10工字钢上放样后锚面模板边界线，保证模板位置与设计的位置吻合。这几项任务完成后就可以对后锚面模板就行拼装，拼装过程中要保证各个接口的位置螺栓拧紧，防止影响后锚面模板的精准。锚塞体前锚面模板的安装步骤以及安装计算方法与东川侧后锚面的方法一致，保证模板整体的坡度以及整体宽度，同时要保证模板以及支架整体性及稳定性，保证前锚孔位置与设计位置吻合。

3.2前后锚面锚固槽口位置的检核

东川侧前后锚面的模板采用的是定型模板，根据设计参数将锚固槽口加工好后直接将其固定在前后锚面模板上，同时计算出来前后锚面模板底设计坐标及各个锚固槽口的设计位置。模板安装好后对模板底部、顶部的平面位置及高程和锚固槽口各个槽口位置进行检查。底部及顶部均采用极坐标法进行检核，前后锚面锚固槽口孔位中心很难找到，只能由槽口的中心点坐标推算到锚固槽口管道底部坐标对槽口管道的位置进行检查。设计提供的参数及散束点坐标计算出锚固槽口中心点的坐标。锚塞体中预应力管道采用的管道分别为13.3cm和9.6cm，根据三角函数关系可以将锚固槽口中心点坐标推算到锚固槽口管道底部。通过测量锚固槽口底部坐标来检查锚固槽口中心点的精度。计算公式如下：

直径为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））

直径为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为锚固槽口中心点的坐标；α为线路方位角。

4、锚塞体预应力管道的定位支架测量及控制

重力式锚碇基础施工时应预埋锚塞体预应力管道定位支架基础，保证预应力管道达到设计及规范要求的精度。东川侧重力式锚碇锚塞体的长度为20m，浇筑基础混凝土时对支架的预埋位置采用全站仪极坐标放样的方式进行精确定位，浇筑完混凝土后在预埋钢板上放样预埋件中心位置，对支架进行精确定位。由所放点位进行支架竖向的加工，竖向工字钢的加工必须保证工字钢的垂直度，由实测的预埋件钢板上的标高进行反计算支架需要加工的高度，竖向工字钢加工好后在竖向工字钢上由基础的标高推算每一层预应力管道的高差，利用钢卷尺从底部对每一层的预应力管道高度进行放样。设计的预应力管道采用两种2种规格（直径9.6cm和直径13.3cm）钢管，对于两种预应力管道加工横向支撑时统一按照直径13.3cm管直径计算每层管道的间距，直径9.6cm的管道在管道下面加上1.85cm厚的钢板将其的调整到设计的标高。在安装完成的横向支撑上放样每层管道的横向轴线和管道中心点位置，利用卷尺相对坐标的形式进行每根管道的横向放样。

5、前后锚面模板及定位支架浇筑混凝土过程中的监控测量

锚块是大体积混凝土，实行分层浇筑混凝土，为了监测精准度，更好的指导施工，我们严格对前后锚面模板、前后锚面定位支架及内部定位支架进行严格过程监控，发现问题及时上报，及时处理，保证模板及支架的稳定性。观测过程中尽量减少监测误差的不定性，使监测结果具有基本的统一性，以确保各次复测结果与首次监测的结果更有可比性、变形量更真实，具体原则为“五定”：监测控制点固定、所用仪器及设备固定、人员固定、观测路线固定、程序和方法固定，严格执行有关技术要求。

（作者单位：中铁十八局集团第二工程有限公司）