刘群德 雷钧 梁彬彬 温彪 康宏晋 王海海 中交二公局第二工程有限公司

1.工程概况

南京长江第五大桥（以下简称“南京五桥”）主桥采用纵向钻石型索塔中央双索面三塔组合梁斜拉桥，桥跨布置为80+218+600+600+218+80=1796m，主跨2×600m，索塔采用钢壳-混凝土组合索塔、钻孔灌注桩基础，主梁采用粗骨料活性粉末混凝土为桥面板的流线型扁平整体箱型组合梁，斜拉索采用钢绞线斜拉索。

南京五桥的钢壳-混凝土组合索塔，中塔高175.4m，共37节段，边塔高167.7m，共36个节段，标准节段高4.8m。下塔柱为纵向双肢，每肢为单箱三室的外侧带凹槽的六边型断面，向上逐步分离，至下塔柱顶部纵向21m（边塔17.6m）；中塔柱为纵向双肢，每肢为单箱单室的外侧带凹槽的四边型断面；上塔柱合并为单箱单室。索塔下塔柱5个节段采用浮吊吊装，索塔剩余节段采用塔吊进行吊装。

南京五桥索塔钢壳安装精度设计要求：索塔整体倾斜度1/3000，纵、横向轴线偏位±5mm。

2.测量控制特点

保证钢壳-混凝土组合索塔的垂直度及平面位置，根据中央双索面斜拉桥索塔的构造特点，其中索塔横桥向的垂直度和平面位置的精度要求要高于索塔顺桥向的要求，顺桥向的垂直度也需满足规范要求。

3.施工测量控制网布设

南京五桥主桥索塔控制网平面基准采用工程独立坐标系统（1954北京坐标系：克拉索夫斯基椭球，中央子午线为118°40＇，高斯正形投影），投影面选择桥面的平均高程40m作为长度变形投影面。为了方便施工，测量数据更直观、更高效，专门建立了桥轴坐标系：以北塔（Z3号墩）中心—南塔（Z5号墩）中心方向为X轴正方向，X轴正方向顺时针旋转90°即为Y轴正方向，并假定北塔中心坐标为（5000，5000）。

由于主桥承台设计尺寸有限，加上桥面钢混组合梁初始0#块施工平台，几乎占有承台除塔柱以外的大部分控制点布设空间。为保证控制网的观测质量和测量精度，避免多路径效应的施工放样视线遮挡等不利因素，综合考虑后，最终确定索塔控制网组成共包括10个点位。见图1。

4.索塔节段安装定位测量技术

4.1 定位钢框架（T0）及预埋钢筋安装测量

首节段钢壳BT1定位钢框架为T0节段，首节段BT1钢壳内钢筋需与承台内预埋竖向钢筋连接，其首节段BT1钢壳的安装定位精度、钢壳内竖向钢筋及承台内竖向钢筋预埋精度决定着索塔首节段BT1的安装质量。

图1 索塔控制网布设示意图

加工完成现场安装定位基准为承台顶预埋定位钢框架（T0）和承台内预埋竖向钢筋。T0节段的现场安装，后场需对T0和T1在匹配状态下对T0节段轴线点进行相对位置测量（全站仪自由设站）和高差测量（采用水准仪测量）。全站仪自由设站测量的数据经过旋转平移后转换成现场的桥轴坐标（平面坐标的转换需要两个公共点本桥的两个公共点横向桥轴方向的两个点），并用钢卷尺对两两钢框架进行横向纵向的距离测量，高差测量用水准仪对四个钢框架进行顶面高差测量并记录测量数据，以准确的测量出T0和T1的相对位置高程关系，待T0运抵现场后，按照之前后场的测量数据在现场进行极坐标放样，根据后场T0和T1匹配状态下的位置关系和几何尺寸转换为前场需要放样的坐标。

T0节段定位钢框架在现场安装到位后，用钢卷尺对两两钢框架进行横向纵向间距测量并记录测量数据与之前宝桥后场测量的数据进行对比是否有较大的出入（平面位置）。高差现场测量采用水准仪，那么就要对T0四个钢框架进行两两相对高差测量，使测量后的每个钢框架的顶面高差与后场测量顶面高差在±2mm以内，以还原后场T0和T1匹配位置关系。

当T0和TI相对位置关系确定好后同时要保证TI钢壳内的竖向钢筋与主墩承台预埋的钢筋位置一致，具体方法为：首先按照设计要求对承台钢筋进行测量放样，具体为把承台预埋钢筋所在的位置边线放样出来，确定好这条边线上端头的两根钢筋位置，由这两根钢筋带一条施工线，再根据图纸上钢筋与钢筋的间距，在施工线上用钢卷尺测量出钢筋间距尺寸。根据测量出的间距尺寸进行竖向钢筋定位固定。按照同样的办法对后场T1钢壳内的钢筋进行放样安装。

4.2 索塔下、中塔柱安装测量

索塔下塔柱首节钢壳BT1与下一节壳体BT2在后场匹配到位后，对匹配状态下进行BT1节段匹配件相对高差测量。

首节段顶面上的测量点用内控法测量，可达到±2mm的平面定位精度，将全站仪架设在承台上的索塔施工专用控制点处，以极坐标法测量节段顶面测量点的坐标。直接采用水准方式控制其顶面高程与相对高差。

首节钢壳BT1由南北肢两个塔肢组成，采用浮吊起重船进行桥位处吊装，桥位处对南北肢两个壳体分别进行测量，南北肢两个壳体顶面各右六个匹配件且每个匹配件上面有一个测量柱测量柱顶面有一个样冲眼，需对其中的四个匹配件进行相对高差测量，把前场测量的相对高差结果与后场匹配下的相对高差进行对比，保证前后场的测量相对高差基本一致，随后对每节壳体的顺桥向顶口两个轴线点和底口的一个轴线点进行平面位置测量，当前场匹配件的相对高差和后场匹配件的相对高差一致时，轴线的平面坐标基本都满足设计及规范要求。下、中塔柱其余节段施工按照以上步骤施工。

4.3 索塔下横梁安装测量

BT8节段南、北两肢之间设置纵向钢横梁，横梁高2.02m，宽4.767m，长3.996m，重22t。钢横梁与BT8节段间采用螺栓连接。

钢横梁安装调整到位后，根据监控指令实施BT6节段南、北两肢设置的钢绞线拉杆张拉，使钢横梁两端头与BT8紧贴。如果存在部分连接板无法按设计进行栓接，则需加工厂家进行根据现场螺栓孔实际位置对螺栓连接板进行配切开孔连接。

实施拼缝配板螺栓连接，螺栓连接到位后，按照监控指令实施钢横梁体外预应力束的张拉。

4.4 索塔上塔柱安装测量

索塔上塔柱钢壳的安装有别于下塔柱钢壳的安装，因为上塔柱钢壳结构尺寸和重量都比下塔柱钢壳要小、要轻，上塔柱钢壳的安装测量取消了测量柱，不再对测量柱进行测量，上塔柱钢壳在前场吊装到位后首先要检查上塔柱第n节钢壳和第n+1节钢壳的匹配件是否密贴，若是上下两个钢壳之间的匹配件完全密贴，再用钢卷尺对上下两个钢壳的300mm腰线进行测量，300mm腰线即是在第n节钢壳顶口下放150mm处环绕钢壳一圈有一条黑色的施工线，在第n+1节钢壳底口上方150mm处环绕钢壳一圈有一条黑色施工线，这两条施工线在后场匹配过中间距是300mm，钢壳在前场吊装完成后如果这两条施工的间距是300mm和后场能够吻合上，说明前场安装状态和后场匹配状态下一致，就可以对两个钢壳之间的匹配件打入冲钉。

索塔上塔柱钢壳在前场按照设计和监控要求安装到位后，待晚上气温恒定，再对n+1节钢壳顶口三处测量标志点和钢壳底口一处测量标志点进行测量，并记录测量数据，通过对n+1节钢壳数据进行分析对比决定n+2节钢壳是否进行微调，至此一个完整的上塔柱钢壳节段安装结束。

5.结束语

通过对南京五桥钢壳-混凝土组合索塔创新结构的研究，结合工程现场实际，研究制定的钢壳节段安装定位测量控制技术，根据索塔不同节段的特点，采取不同的测量方法，有效保证了南京五桥南主墩索塔的施工精度，最终南主墩索塔垂直度达到1/20000，远远优于设计要求的1/3000。