刘安金

（柳州欧维姆工程有限公司，广西 柳州 545006）

定位悬索桥主缆基准索要求较高精度，要求实时测量基准索中、边跨跨中点的标高、里程，实践中上述测量常在无风、恒温的夜间进行，因中杆、基座等无法于索股中心站立，导致测量存在一定误差，影响施工精度，严重的对施工质量造成不良影响。本文依托某高速跨湖大桥项目施工实践，研究了主缆基准索卡环测量定位技术，经本大桥项目实践，取得较好效果，建议在同类型工程中推广应用。

1 工程概况

武汉江汉六桥主线全长3050.1 米，其中桥梁部分长2953m，主桥跨度布置110m+252m+110m=472m（见图1），桥面全宽41m。主桥设计为自锚式叠合梁悬索桥，双塔三跨式。该桥在主缆基准索定位测量时，将精加工的卡环安装于索股上，直接测量卡环上、下两端对称棱镜，可以直接计算出索股几何中心的里程、高程，成功解决了在基准索股无法安置反射棱镜的难题，丰富和发展了悬索桥主缆基准索施工技术，最大限度地节约了基准索定位测量时间，总结形成本施工技术。

图1 主桥布置图

2 施工技术特点

2.1 定位效率高

索股处直接安装卡环，两端螺丝拧紧后将上、下两端棱镜安装在卡环处，实施测量。

以往测量过程中，将中棱镜设于索股上，需人工全程手扶，同时还要对测点处索股的线型进行测量。通过上述改良，索股上安装卡环速度更快，且测量方向能任意调节，安装效率更高，定位效果更好。

2.2 定位精度高

传统的测量方法需要根据索股几何尺寸、每个测点处基准索线型垂度，将测量的索股表面点坐标、标高换算至索股几何中心，测量精度受人为立杆的影响。本施工技术不受人为立杆误差的影响，卡环中心与两端棱镜三点一线，取两端棱镜坐标、标高中数即为索股中心坐标、标高，精度提高一倍以上，且由于观测了卡环两端棱镜，增加一倍多余观测量，测量精度提高。

2.3 适用范围

本施工技术适用于悬索桥主缆基准索股三维坐标定位，也适用于高空、空间钢结构及管道三维坐标定位。

3 工艺原理

本施工技术工艺原理是将精加工卡环安装于基准索股上，在卡环上、下两端安装反射棱镜，使上、下两端棱镜与卡环中心三点一线，通过地面全站仪观测上、下两端反射棱镜的坐标、标高，取其中数即可计算出索股几何中心的坐标及对应标高。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程（见图2）

图2 施工工艺流程图

4.2 施工操作要点

4.2.1 建立全桥高精度控制网

（1）平面控制网的加密：主缆基准索股各测点的里程测量精度要求，一般在两端各布设不少于两个控制点，点位埋设采用混凝土强制对中观测墩，网点组成大地四边形，观测仪器采用高精度全站仪Leica TS50 配单棱镜，测量等级为二等边角控制网，采用一点一方向进行严密平差，确保两端控制网内部精度足够强，也可以采用GNSS 静态网的进行复核。

（2）高程控制网的加密：高程控制网的加密主要采用跨河水准+陆地水准的形式，测量等级均为二等，水准点利用平面控制点观测墩的墩面水准标志，在桥轴线处进行跨河水准测量，跨河水准测量方法根据跨河视线长度一般采用“测距三角高程法”，测量仪器采用两台Leica TS50 全站仪在两岸进行同步观测。

4.2.2 基准索股卡环的加工及安装

（1）卡环的加工：根据主缆基准索定位要求，加工卡环6 个（每根索股的边、中跨跨中点同时安装卡环），卡环加工材质采用不锈钢或铝材，卡环内径根据索股直径确定。卡环分两个对称半幅，外侧固定连接杆，连接杆端头安装徕卡圆棱镜，卡环加工制作见图3。

图3 卡环制作图

（2）卡环的安装：利用全站仪将基准索各边、中跨跨中点设计里程现场放样，卡环内边与六边形基准索吻合，使卡环整体呈垂直状态，充分拧紧固定螺杆，螺杆两端安装徕卡圆棱镜，两端棱镜分别对准地面控制点，以满足不同测站对同一卡环同步观测的需求。

4.2.3 大气折光测量

悬索桥主缆基准索的定位测量，由于特殊条件目前采用全站仪三角高程测量是最佳方法，大气折光是制约三角高程测量精度的主要因素，由于仪器至反射棱镜所经过测线的大气参数无法准确测量，且大气条件在随时变化，因此如何测定最为有效大气折光参数k 值，成为确保基准索股定位测量精度的关键因素之一。

利用已有控制点，选择合理测线，对中跨跨中、边跨跨中分别进行大气折光k 值的实时测定。测量的方法主要是在两岸控制点架设全站仪，分别观测对岸控制点的距离、天顶距，根据控制点高程与实测高差计算出实时的大气折光，将大气折光k 值代入基准索的各次调整测量中的高程计算公式中，精确计算出索股的高程。

4.2.4 主缆基准索股定位测量

在主缆基准索上放样出中、边跨跨中点，安装卡环，左、右幅共6 个测点（安装卡环），在地面控制点至少架设两台高精度全站仪，先分别测量各侧边跨跨中点，再同步测量中跨跨中点。

（1）在左、右幅索股温差等条件满足监控要求后，两岸仪器分别同步对各自本岸边跨跨中点的卡环上、下反射棱镜自动观测，再同步对索股中跨跨中点卡环上、下反射棱镜自动观测，计算出卡环上、下棱镜点的里程、标高，取其中数即为基准索股几何中心里程、标高。

（2）每根基准索股的各跨中点绝对标高、左右幅高差均满足监控要求后，至少进行不少于3d的基准索稳定观测，每天观测标高均满足要求后即可开始进行一般索股的架设。

5 材料与设备

本施工技术无需特别说明的材料，采用的主要机械设备见表1 及表2。

表1 主要机械设备表

表2 主要工装设备表

6 质量、安全、环保保证措施

6.1 卡环材质采用304 不锈钢（或铝材），在车间按照基准索股截面几何尺寸加工制作，制作好后要检测卡环中心与连接杆两端棱镜中心在三点一线位置。

6.2 观测前对每个测点进行精度预期估算，跨中测点采用3 台全站仪在不同测站独立观测，在三组测量数据小于规范限差取中数，确保观测数据的绝对可靠和足够的多余观测。

6.3 测量定位时应在无风、恒温、无雾且通视良好的夜间进行。

6.4 施工现场要求符合高空作业的要求和条件，做好高空作业的各种防范措施。按照安全要求，做好高空作业各项防护措施，科学布设安全标识标牌，有针对性分析、辨识风险源，降低施工安全风险。

6.5 本项目涉及高空作业，且存在工序交叉，因此具体施工前，操作架必须科学搭设，施工人员正确佩戴劳防用品。

6.6 施工全程根据国家现行环保法律、法规，做好各项环保工作。

6.7 施工现场对产生的建筑垃圾要定点、定时清理，垃圾集中堆放，严禁随意丢弃，专人专岗专业化清理，以免导致环境污染。

7 结论

本大桥项目在测量定位主缆基准索过程中，将卡环安装于索股上，直接测量卡环上、下两端对称棱镜，计算出索股几何中心的里程、高程。本项目共设测点6 个，均安装卡环，表3 所示为具体观测成果。经本项目实践，基准索各关键点的高差、高程等与规范要求相符，取得较好施工效果，可在同类型工程施工中推广应用。

表3 主缆基准索稳定观测成果表（中跨跨中）