马鞍山长江公路大桥猫道索架设测量方法的研究

周亚军 武琳琳

摘 要：马鞍山长江公路大桥悬索桥上构施工中，猫道架设精度是主缆架设时期现场施工的安全性和可行性的基础，是保证主桥上部结构施工关键因素。猫道承重索长度长，并且跨越三个主塔，架设难度高，监测点属于高处悬空位置，常规的测量方法难以实现。重点介绍猫道索架设、线形调整方法、测量方法的优化及总体施工观测数据分析。

关键词：悬索桥;猫道架设;测量方法优化;数据分析

中图分类号：U445.46，U448.25 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）08-0142-03

1 工程概況

马鞍山长江公路大桥主桥桥型方案为主跨2×1080m三塔两跨悬索桥，设计车速100km/h。

猫道形式选择四跨连续无抗风缆构造，在上、下游对应于主缆中心线下方各设一幅猫道，猫道主要由承重索、扶手索、猫道面层、塔顶转索鞍及变位系统、横向通道、锚固体系等组成。猫道称重索采用对称布置形式，每条猫道设8根钢丝绳猫道承重索，横桥向采用0.42×3+1.3+0.42×3的布置形式（如图1）。

2 施工测量控制网布设

结合桥塔位置的实际情况，猫道承重索调整主要是对各跨跨中标高的测定，需要对首级网网内加密测量控制点，本着提高精度，优化测量方案，增强作业效益的原则，在桥轴线两侧对岸分别布置2个加密点（见图2）。采用GPS静态相对定位作业模式进行测量，测量等级和技术标准严格按照规范执行，统一按二等GPS网的精度要求进行施测。高程控制网复测采用常规精密水准测量（电子水准仪配高精密铟钢条码尺）和跨江高程测量（采用实时差分方式严格同步对向三角高程观测）相结合的方式进行，按二等水准要求进行观测并严密平差。

在中塔下横梁梁面中心处加密控制点作为主跨跨中高程测量的复核，增设观测条件，减小粗差，保证测量精度。由于中塔位置条件限制，两侧塔柱及上横梁的遮挡难以进行静态定位。采用全站仪TCA2003结合CPⅢ操作手簿通过两岸四个已知点进行后方交会定位，精确测定加密点平面位置。高程利用采用全站仪天顶距法将中塔承台面上已知跨江水准点高程投影至加密点盘面。

3 猫道架设

施工猫道线形要求平行于主缆空缆线形布置，猫道线形特征点坐标见表1。猫道初始线形设计以距主缆跨中标记点主跨1.5m、边跨1.7m为目标，计算过程中调整猫道计算参数，得到满足施工需要的猫道设计线形。以顺桥向实际里程为X轴，高程为Y轴建立猫道计算模型

主跨猫道承重索采用空中托架法间接架设，待整个牵引系统安装完成后，便可以进行猫道承重索架设。根据上下游对称施工、南北跨同步施工的顺序依次架设，以减小不均衡荷载对主塔的影响。施工顺序为先猫道内侧后猫道外侧。单根猫道承重索架设完成后，根据考虑变位长度影响情况下对垂度进行粗调，基本达到设计计算目标垂度。待猫道承重索全部架设连接就位后，根据监控计算猫道承重索空索线形，逐根按照变位处增加长度修正后的垂度进行精确调整。根据猫道设计单位提供的设计参数计算索股跨中点设计方位及高程对应天顶距（见表2）。

猫道架设单线往复牵引系统由边跨向中塔牵引猫道承重索。猫道承重索锚头到中塔顶时，10t卷扬机、滑车组配合连接锚头，中塔塔顶承重索置入猫道塔顶转索鞍内，猫道承重索中塔标记点定位后压板固定。边塔卷扬机调整主跨垂度之后，锚碇卷扬机、滑车组回牵后锚头，与锚固拉杆连接，调整单根猫道承重索垂度，重复施工完成全部猫道承重索架设。

单根猫道承重索架设完成后对其垂度粗调采用两种观测方法，由于跨中处于悬空状态，测量人员不能到达，棱镜对中杆无法架立，均采用全站仪三角高程法测定。每根承重索架设完均应测量索塔偏位及索股实时温度，为精确调整提供修正参数。

方法一：将全站仪分别架设于岸侧桥轴线两侧控制点如图3（3jm7、3jm8、dq8-1、dq9-1），承重索陆续架设过程中，跨中承重索几乎重叠，全站仪观测视角小，照准待调承重索位置困难，从而使得观测人员无法观测。且易造成调整错误，费时返工等问题。现制作承重索分辨标识牌，采用25cm×25cm钢板焊接挂钩，钢板平面使用红色夜光纸包裹，白色字体标注对应索号，挂钩与钢板平面成一定角度，该角度右观测控制点与跨中点方位角确定。牵引承重索时在边塔顶将标识牌下放，伴随承重索牵引，标识牌荡移约至跨中位置。边跨利用200m测绳系接标识牌下放至跨中位置后固定，按照表4数据反复调整直至垂度满足设计要求。

方法二：将全站仪架设于中塔承台上表2承重索对应Y坐标位置。需要加密每根承重索对应Y坐标测量点。观测每根承重索跨中最底点位置，利用全站仪天顶距反算跨中点高程，经过索塔偏位及索股温度修正调整至设计值，承重索属于临时施工工程，架设精度较低，跨中高程控制在±3cm内，完全满足设计及安全规范要求。

方法对比：方法一在增设标志牌后，避免了观测承重索时出现承重索交错重叠造成观测混乱问题、控制点采用强制归心点、操作简单、稳定性高。观测精度可靠。方法二需要建立大量加密点，作业前的准备工作量大。在猫道变位后，其跨中点Y坐标发生变动，导致加密点Y坐标需要重新测定。每道承重索调整需要重新架设仪器，不利于在调整时复测其他需要粗调的承重索，效率较低。但其观测时清晰度非常高，避免误调需要调整承重索的可能性。两种方法可根据施工要求酌情选择。见图4。

猫道承重索架设完成后，后续施工阶段（变位、下拉装置、面网铺设、横向通道安装、托滚安装等）过程中需要对应观测猫道跨中标高变化及变化量。对猫道结构的定期监测是施工安全的有力保障。承重索弹性伸长量的修正长度值随着荷载的增加可能超出预算值，伴随外界复杂因素的影响，猫道线形与设计存在一定的差异，此时需要通知前场做进一步的调整。总结整个过程中猫道线形变化值为以后猫道拆除提供数据支持。

4 总结

在悬索桥上部结构施工中，猫道索架设专项测量方法的研讨确定施工观测方法，施工中猫道索线形监测成果证实了该方法的可行性。猫道索线形测量方法具有类似工程施工借鉴意义，线形调整参数的同样具有参考价值。

参考文献

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