何向東，賈興文

（重慶建工第二建設(shè)有限公司，重慶 400030）

大跨度懸索橋預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)施工過程中通常采用鋼結(jié)構(gòu)定位架準確定位預(yù)應(yīng)力鋼管的空間位置，并通過其片架上的定位板實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼管精確定位，因此定位架的加工和安裝精度，尤其是片架的加工和安裝精度將直接影響預(yù)應(yīng)力鋼管的定位精度[1-2]。為了保證預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)坐標位置的精確性，定位架不僅加工精度和質(zhì)量要求極高，其施工工程中的定位精度和施工質(zhì)量要求也極高，因此保證定位架的安裝精度是實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)順利施工的前提[3]。

錨固系統(tǒng)定位架施工過程中，通常是在施工現(xiàn)場安裝定位架，由于現(xiàn)場測繪工作量大，工作環(huán)境對測量工作和安裝工作的準確性影響較大，導(dǎo)致定位架安裝精度相對較低，影響錨固系統(tǒng)的順利施工。因此本項目在重慶市南涪路青草背長江大橋預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)施工過程中采用工廠預(yù)拼校核與現(xiàn)場空間疊層定位方法安裝定位架，并利用三維測量定位技術(shù)，實現(xiàn)了錨固系統(tǒng)鋼管定位架的精確安裝，確保了預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)的順利施工。

1 工程概況

涪陵青草背長江大橋是南涪高速公路（重慶南川區(qū)至涪陵區(qū)）上最重要的關(guān)鍵性控制工程，于2009年6月開工建設(shè)，2012年10月主跨成功合龍。大橋橋型為單跨加勁梁懸索橋，加勁梁為流線型扁平鋼箱梁。主橋長1719m，南邊跨和北邊跨均為245m，中跨788m，是重慶市目前已建成通車的橋梁中單跨跨度最大的。

青草背長江大橋采用可換式無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)，索股錨固單元為單索股錨固單元，每側(cè)錨體共88套，南錨共2×88套。預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)預(yù)埋在錨塊混凝土中。錨管定位架系統(tǒng)是一個復(fù)雜的裝配式空間桿件體系，定位架構(gòu)件縱橫交錯，為了確保錨管安裝軸線與索股方向一致，必須確保定位架安裝時定位準確、連接可靠，并且在混凝土澆筑過程中整個定位架系統(tǒng)不變形，因此建設(shè)單位對定位架施工提出了極高的要求。青草背長江大橋錨固系統(tǒng)定位架示意見圖1。

圖1 青草背長江大橋錨固系統(tǒng)定位架示意

2 定位架工廠預(yù)拼裝

2.1 定位架預(yù)拼校核

定位架采用等邊角鋼加工而成，除了選擇專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)加工廠加工制作，還要嚴格按照設(shè)計要求加工，確保桿件尺寸精確，桿件切割面平整。桿件上的螺栓孔采用機床鉆孔，孔徑14mm，螺栓孔中心位置的精度直接影響定位架拼裝成型后的精度，因此應(yīng)確保螺栓孔加工精度符合設(shè)計要求。

定位架主要分為三個部分：基架、骨架和片架。在安裝施工前，定位架應(yīng)首先在工廠預(yù)拼校核，根據(jù)錨體混凝土分層澆筑速度按照基架、骨架和片架的先后順序進行預(yù)拼，每預(yù)拼一層定位架，都要進行反復(fù)調(diào)整，以確保定位架桿件空間位置的準確性。工廠預(yù)拼過程中應(yīng)精確測量和計算定位架各個桿件的定位坐標和空間位置，并對各個桿件準確編號。定位架預(yù)拼裝不僅可以確定定位架桿件的定位關(guān)系和空間坐標，還可以校核桿件的加工精度，同時也可以減少現(xiàn)場加工焊接作業(yè)，提高安裝精度。定位架預(yù)拼校核過程中應(yīng)注意以下幾點：

（1）在加工廠按施工設(shè)計圖和焊接要求，首先將角鋼桿件焊接成尺寸約為3m×4m的小型片架，小型片架的焊接質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求。

（2）將小型片架按照先基架、再骨架、后片架的順序進行預(yù)拼裝，并按設(shè)計要求確定預(yù)應(yīng)力鋼管定位板的定位點，然后用螺栓臨時連接預(yù)應(yīng)力鋼管定位板。

（3）定位架拼裝完成后應(yīng)校核桿件尺寸和加工精度是否符合設(shè)計要求，然后校核桿件空間位置關(guān)系與設(shè)計施工圖是否相符。

（4）定位架校核完成后，以第一層基架下端靠近后錨面且與后錨面平行的第一根水平桿的左端第一個螺栓孔中心作為三維坐標系的原點O，以該桿件為x1軸，以該桿件左端垂直于該桿件的縱向水平桿件為y1軸，以通過原點垂直于x1Oy1平面的垂線為z1軸，建立定位架結(jié)構(gòu)坐標系，按照設(shè)計圖紙并結(jié)合桿件實際安裝尺寸計算架桿件安裝節(jié)點和連接面在結(jié)構(gòu)坐標系中的三維坐標（x1，y1，z1）。

2.2 定位架運輸與存放

定位架預(yù)拼裝完成后對小型片架編碼，然后再分解成小型片架。小型片架運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，按照編號、施工順序分類存放，做出明確標記，并指定專人管理，并做好排水、防雨及安全措施。

3 定位架施工技術(shù)

定位架施工前應(yīng)首先通過三維測量技術(shù)確定基架的定位坐標，然后按照空間層疊定位方法確定骨架和片架的定位坐標，以確保定位架的精確施工。

3.1 基架定位點測量放樣

基架定位的關(guān)鍵在于控制基架頂面位置，以便于骨架的精確安裝[4-5]。為了方便基架的安裝，在澆筑基架墊層混凝土?xí)r，應(yīng)首先在基架四角測量放樣確定基架定位控制坐標，建立測量控制坐標系（x，y，z），并預(yù)埋角鋼和鋼板。在安裝基架前把角鋼調(diào)整至設(shè)計高程，在其頂面用角鋼連成整體框架，再準確放出四個角點的坐標?；芏ㄎ稽c測量放樣應(yīng)注意以下幾點：

（1）測量放樣時采用高精度全站儀將工程首級控制點傳遞到錨固系統(tǒng)施工面，并在后錨固面上設(shè)定1個二級控制點和2個加密控制點，然后根據(jù)業(yè)主給定的GPS控制坐標（X0，Y0，Z0），通過空間坐標系三維平移與旋轉(zhuǎn)確定定位架三維坐標系原點O的測量控制坐標（x，y，z），并計算定位架桿件安裝節(jié)點的施工定位測量控制坐標（x，y，z）。

（2）測量放樣時應(yīng)首先確定第一層基架下端靠近后錨面且與后錨面平行的第一根水平桿的定位線及實測標高，在底部混凝土上做出標記；用水平管配合鋼尺測量定位架基架柱腳的標高，調(diào)整找平符合安裝要求，然后將每片定位架的第一根水平桿焊接在預(yù)埋角鋼或鋼板上，此后的桿件和小型片架安裝以第一根水平桿為基準。

3.2 基架安裝

定位架的安裝應(yīng)符合預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)“錨體分層澆筑、預(yù)應(yīng)力鋼管分節(jié)支撐、鋼管分段接長”的施工原則[6-7]，因此基架安裝時應(yīng)考慮混凝土分層澆筑高度，基架桿件高出混凝土面層的高度應(yīng)不小于1m，以便于后續(xù)桿件安裝和接長?；馨惭b時采用塔吊吊裝到位?；馨惭b過程中應(yīng)注意以下幾點：

（1）基架安裝時應(yīng)首先安裝第一層基架下端靠近后錨面且與后錨面平行的第一根水平桿，待測量放線完成并校核后，即可焊接固定第一根水平桿，并以第一根水平桿為基準。

（2）基架安裝時，桿件和小型片架首先用螺栓連接，待測量校核達到設(shè)計要求后，再進行焊接。

（3）基架安裝完成后應(yīng)復(fù)測基架頂面高程，確保安裝精度達到設(shè)計要求。 基架頂面精度x值和高程控制在5mm以內(nèi)，y方向可以在片架左右調(diào)節(jié)得到控制。

3.3 骨架安裝

骨架安裝于基架之上，并逐步接長安裝。骨架的定位需要考慮加工誤差和安裝連接面不平引起的骨架總長的變化，因此首先要保證骨架與片架連接面的空間位置的準確，定位時再使用定位片架的定位線坐標進行調(diào)節(jié)[8]。骨架與基架，骨架與骨架之間先采用螺栓連接，便于調(diào)整，通過調(diào)整并采用全站儀測量定位點坐標滿足設(shè)計要求后再焊牢。骨架安裝過程中應(yīng)注意以下幾點：

（1）基架安裝定位后，即可安裝骨架，將分成小型片架的骨架分層疊加，首先用螺栓固定，然后用全站儀測量校核，經(jīng)校核符合要求后再焊接。

（2）骨架分為多層疊加安裝，安裝時需要與混凝土澆筑速度和分層澆筑高度協(xié)調(diào)，每根連接桿應(yīng)至少伸出混凝土面1m，確保下次連接時有足夠的連接長度。

（3）骨架拼裝時應(yīng)隨時檢查其位置是否存在偏差，發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)及時糾正。

3.4 片架和定位板安裝

骨架安裝完成后安裝定位片架，根據(jù)工廠預(yù)拼校核過程中計算出的片架的三維坐標確定施工現(xiàn)場的定位坐標。片架定位時應(yīng)首先調(diào)整定位片z方向的高程，然后調(diào)節(jié)定位片平面上x、y方向的坐標點，以提高施工效率和節(jié)省人力。片架與骨架通過螺栓連接，調(diào)整后再焊牢。

定位架安裝到位并經(jīng)檢測符合設(shè)計要求后，利用全站儀測出每根預(yù)應(yīng)力鋼管的管道中心線，現(xiàn)場焊接預(yù)應(yīng)力定位板，同時在定位板上標注管道中心點位置，并在定位板的4條邊上做出4點標記，使這4點的連接線的角點與管道中心線相重合。采用全站儀三維測量法校核定位板軸線，符合要求后焊接固定定位板。定位板安裝完成后即可安裝預(yù)應(yīng)力鋼管。安裝一層基架、骨架、片架和預(yù)應(yīng)力鋼管后，分層澆筑混凝土，然后再安裝上層基架、骨架、片架和預(yù)應(yīng)力鋼管，分層澆筑混凝土，按照此工序重復(fù)進行直至整個定位架系統(tǒng)施工完成。定位架系統(tǒng)施工見圖2。

圖2 定位架施工現(xiàn)場

3.5 監(jiān)測技術(shù)與分析

使用高精度全站儀，實施多測回、改變觀測已知點先后順序等方法確保定位架安裝測設(shè)精度。同時，為了保證按照設(shè)計施工，施工過程中每項工藝流程都要嚴格控制，每一步工序完成后都應(yīng)校核定位架的空間位置，按照測量數(shù)據(jù)計算復(fù)核，施工放樣后應(yīng)由專人檢查。

4 結(jié)語

定位架桿件由專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)工廠加工制作，不僅提高了桿件加工精度，減少了現(xiàn)場加工過程中的材料浪費，也顯著縮短了加工工期和勞動力消耗。施工前定位架進行預(yù)拼裝，可以有效避免定位架安裝過程出現(xiàn)錯誤和返工，有利于加快施工進度，同時，預(yù)拼裝過程中可以確定定位架安裝節(jié)點的定位坐標。根據(jù)混凝土澆筑進度和分層澆筑高度，預(yù)拼裝完成后將各層定位架拆解并焊接為為規(guī)格和重量接近的小型片架，將小型片架運輸?shù)浆F(xiàn)場后采用層疊定位技術(shù)安裝，只需測設(shè)各小型片架定位點的控制坐標，有利于降低測設(shè)工作量和提高安裝精度。由于小型片架在工廠焊接，減少了現(xiàn)場焊接作業(yè)量，顯著提高了焊接質(zhì)量。通過上述技術(shù)措施，不僅減少了施工現(xiàn)場作業(yè)量，施工速度也顯著加快，定位架安裝質(zhì)量和精度得到了有效保證，為確保青草背長江大橋按期完工奠定了堅實的基礎(chǔ)。

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