珠江黄埔大桥主塔斜拉桥测量控制

广州珠江黄埔大桥斜拉桥主塔施工测量

曹剑辉

广州珠江黄埔大桥合同段起讫里程为K8+946.1～K9＋651.1，全长为705m的北汊主桥斜拉桥，全桥墩位位于黄埔区大濠洲岛。北汊主桥跨径组成为：383＋197＋63＋62m，为独塔双索面钢箱梁斜拉桥。

主塔采用门型索塔，钢筋混凝土结构。塔柱自承台顶起的高度为226.14m，自桥面起的高度为160.45m。塔柱设两道横梁，预应力混凝土结构。均采用箱型截面，高度为10m。主塔承台平面尺寸两塔柱底分别为19m×19m，厚度6m，两承台之间采用高6 m,宽8m系梁联成整体。基础为钻孔桩，每塔柱上布置16根直径250cm的钻孔桩，为嵌岩桩，桩长35m。

全桥共50段钢箱梁，钢箱梁标准块长16m、宽41m（含风嘴），高3.5m，最大起吊重量达345t。共设88根钢绞线斜拉索，最长索安装长度约391m，重约28t。

一、斜拉桥常规施工控制测量的主要特点

斜拉桥的施工测量与其它工程比较，有较为突出的特点：

1、大型斜拉桥空间结构位于宽阔水面的高空，误差结构中外界环境影响大。

2、斜拉桥空间结构复杂，精度要求高，其中以斜拉索体系最具代表性。

3、由于斜拉桥跨径大，其高程传递精度要远高于普通跨河水准测量精度，一般不能低于二等水准精度。

4、控制网分期建网而非常规分级建网，以满足不同施工阶段的控制要求。

5、控制点使用频繁，数据采集量大，观测周期长，主要控制点尽量采用强制归心观测墩。这样既减少仪器对中误差，又能提高工作效率。

二、控制测量

在珠江黄埔大桥施工测量中平面坐标系统采用广州城建坐标系统。为了方便施工放样，在此基础上建立了大桥独立坐标系，即以桥轴线里程增大方向为X轴的正方向，与X轴垂直向右为Y轴正方向即上游方向。在本段内X 值即为里程值，换算公式如下：

X=X0+（X′-a）*COSA+（Y′-b ）*SINA

Y=Y0-（X ′-a ）*SINA +（Y ′-b ）* COSA

其中：X 、Y 为大桥独立坐标；

X ′、Y ′为广州城建坐标；

X0=7285.444-2.825，Y0=0（以DJ4为起算点）； a=25600.3247，b=61451.2927;

A=212°18′43.1″。

高程采用广州城建高程系统。 主塔的施工控制网的布设如下图所示：

珠江

珠江

主塔施工控制网示意图主墩

上

主塔施工控制网利用原测量控制网中的ZJ03、ZJ05、ZJ07、ZJ08、ZJ12、ZJ10及新增点ZD-S 、ZD-S9八点组成，控制点均采用强制归心装置，既是平面控制点，也是高程控制点，即三维控制点。水准高程控制点由ZJ08下、ZJ07下两点控制。

主塔施工控制网主要控制点成果表：

序号 点号 广州城建坐标

施工坐标 城建高程 X

Y x y H 1 ZJ03 24408.9623 60184.2989 8966.7440 433.9823

24.148

2 ZJ05 24162.2960 60670.8234 8915.1526 -109.0542 20.898

3 ZJ07 23905.0500 59828.3849 9582.8719 465.427

4 11.816

4 ZJ08 23775.5820 60297.178

5 9441.7080 0.0220 11.681

5 ZJ10 23056.5372 60394.6909 9997.2857 -466.7409 12.818

6 ZJ12 23568.8088 59640.2265 9967.6223 444.7188 11.616

7 ZD-S9 23548.8557 60072.9916 9753.1602 68.3018 10.929

8 ZD-S 23679.9707 60195.1789 9577.0357 35.1200 9.4986

在承台到下横梁底，主塔大里程侧置全站仪于ZJ08，后视ZJ07进行测量；主塔小里程侧置全站仪于ZJ05，后视ZJ07进行测量；在下横梁底到塔顶，主塔大里程侧根据现场情况分别置全站仪于ZD-S、ZD-S9、和ZJ12上，除测站点外，选择另三点中的一点作为后视方向进行测量；主塔小里程侧则分别置全站仪于ZJ03、ZJ05，并选择相互后视进行测量。

三、主塔施工测量

由于主塔墩墩位处离大濠洲岛比较近，处于大濠洲边滩上，墩位处原始河床比较平坦，墩位处淤泥质粘土层及粘土层以下的粉砂层厚度均为6m左右，墩位处水深较浅，施工期高潮位时墩位处水深1.0～1.5m左右，在采取有效的措施的情况下，可以采用筑岛施工的方案。

1、基坑开挖、插打钢板桩测量

1、根据设计图放出承台十字线，开挖时应考虑基坑放坡和立模后工作间距的要求。

2、基坑开挖到设计要求后开始插打钢板桩，钢板桩插打精度要求较高，平面误差＜±30mm，倾斜度＜2%，为达到“插桩正直、分散偏差、有偏即纠、调整合拢”的目标，首先要精确放样钢板桩围堰四角坐标。插打过程中，必须控制好先插打的钢板桩位置及倾斜度，避免产生累计误差。测量技术人员应跟踪检查指导，防止产生平面累积误差。钢板桩垂直度采用双向吊陀控制。

3、钢板桩插打完成后应在钢板桩围堰顶面作好位移观测标志，在承台整个施工过程中应随时监测围堰的位移情况，当位移较大时应及时上报，进行必要的防护。

撑钢管

封底砼

A－A

钢板桩围堰围堰内支

2、斜拉桥高塔柱、斜拉索锚固钢套管的精密定位

斜拉桥是一种墩高、主梁跨度大的高次超静定结构体系，这种结构体系对每个节点的定位要求十分严格，节点坐标得变化将影响结构内力的分配和成桥线形，因此，索塔的定位就显得非常重要。

下塔柱（▽+6m ～+59.614m ）

下塔柱横桥向两柱体的两侧均按35.74267：1斜率内倾，

模板检查时各个角点X 值由建立塔柱体的几何数学模型按实测高程反算而得：：

X=9329.1±［4.25+(59.614-H)/35.74267］

其中“±”表示在大里程的侧面计算X 值时为“+”，在小里程的侧面计算X 值时为“-”

顺桥向两柱体内侧按26.80485：1斜率内倾，外侧按9.74772：1斜率内倾。

各个角点Y 值的反算计算公式：

内侧：Y=±［18.5+(59.614-H)/26.80845］

外侧：Y=±［24+(59.614-H)/9.74772］

上塔柱（▽+59.614m ～+230.140m ）