重岩村嘉陵江大桥索塔钢锚箱安装测量定位控制技术

世界桥梁2018年第46卷第％期（总第19%期）

重岩村嘉陵江大桥索塔钢锚箱 安装测量定位控制技术

刘康，邢惟东，曾远，殷文斌(中建桥梁有限公司，重庆402260)

：重岩村嘉陵江大桥为高低塔双索面公轨两用钢桁梁斜拉桥，索塔斜拉索锚固采用钢锚箱形式。钢锚箱为箱形结

构，最大节段尺寸为6.2mX2.2mX3. 0m(长X宽X高\"，节段最重达26 t，吊装高度达160 m。首节钢铺箱索导管长达8 m，

摘

要

跨越塔柱2个浇筑节段(标准节段高6 m)。针对钢锚箱体积大、重量重、吊装高度高和首节钢锚箱索导管超长的特点，采用专 用起重设备吊装钢锚箱节段，首节钢锚箱与索导管分离安装，首节钢锚箱索导管通过空间位置放样、初定位、精密定位确保三 维坐标精度，采用K10角钢进行加强以防首节钢锚箱变形，剩余节段钢锚箱安装采用导向装置就位。施工中严格控制每节段 钢锚箱的平面位置、高程、倾斜度、顶面平整度，实现了钢锚箱安全、优质、快速的施工目标。

关键词

：公轨两用桥；斜拉桥；钢锚箱；索导管；定位；测量；安装；施工技术中图分类号：U448.27;U445.4 文献标志码：A 文章编号：1671 — 7767(2018)04 — 0036 — 06

1 工程概况

重岩村嘉陵江大桥是主城快速路网中“三 纵线”的重要组成部分，位于石门大桥和嘉华大桥之 间，距离上游石门大桥约1.7 km，距离下游嘉华大 桥约2.7 km。大桥为高低塔双索面公轨两用钢桁 梁斜拉桥，桥长732. 8 m，跨径布置为（91. 4 + 138. 6 — 375 + 120 + 7.8) m。大桥主梁为双层钢桁梁，上层 为城市快速路(双向6车道），下层为轨道交通5号 线（双线）+城市支路（双向4车道），总体布置如图 1所示。桥塔采用门式框架钢筋混凝土结构，高塔 高202 m，低塔高150. 75 m，基础为分离式承台接 群桩基础。

度随桥塔顺桥向渐变，最大长度为6. 2 m。

钢锚箱是由侧拉板与端部侧压板组成的矩形框 架结构，箱体内包含有锚垫板、承压板、承力板及施 工平台等构件。外部通过箱体上的剪力钉与桥塔混 凝土相结合，将斜拉索的索力传递到塔柱上，剪

力钉布置间距为180 mmX170 mm。钢锚箱节段间 采用法兰板与高强度螺栓连接。钢锚箱结构示意如 图2所示。

承压板

图2

图1

重岩村嘉陵江大桥总体布置

钢锚箱结构示意

塔端斜拉索锚固采用钢锚箱形式，钢锚箱设置 在上塔柱上部，均采用节段式设计。全桥共有42个 钢锚箱节段，其中高塔28个节段，低塔14个节段， 单节段最大高度为3. 4 m，锚箱长钢锚箱宽2. 2 m，

2 施工难点

!)钢锚箱采用整体吊装方式，单节段最大吊

装重量26 >，对吊装设备要求较高。

(2)首节钢锚箱索导管长达8 m，竖向穿越塔

收稿日期：017 —11 一07

作者简介：刘康（988 —），男，工程师，2014年毕业于重庆交通大学土木工程专业（E-mail: 771475038@qq.com)。

重岩村嘉陵江大桥索塔钢锚箱安装测量定位控制技术 刘康，邢惟东，曾远，殷文斌

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柱2个饶筑节段（标准节段高6 m)，三维空间定位 精度要求极高，其安装精度直接影响首节钢锚箱的 安装，进而影响整个钢锚箱的几何线形。

!)钢锚箱为箱形结构，最大节段尺寸为6. 2

mX2. 2 mX3. 0 m(长X宽X高\"吊装过程中容易

发生局部变形，增加了钢锚箱安装及调整过程中的 施工难度。

!)钢锚箱吊装高度高达160 m，安装就位难 度大。3

钢锚箱安装测量定位控制关键技术

3. 1 施工准备

钢锚箱制造完成后在厂内进行节段间整体试拼 装，重点检查索导管锚固点及出塔点与钢锚箱之间 的匹配误差，并检验整体几何尺寸、侧拉板面的平整 度、节段对接偏差和栓孔重合率等。检测合格后进 行涂装，发运至工地。运至现场后再次对钢锚箱尺 寸、编号和加工质量进行检查校核。钢锚箱吊装至 设计位置后再进行安装及整体精准定位。安装前检 查机具设备是否处于正常工作状态，并随时掌握天 气的变化情况。

3. 2起重设备的选择

钢锚箱所有节段均采用整体吊装的施工方案， 单节钢锚箱最大起吊重量达26 >考虑到现场起重 设备不满足吊装需求，在P3、P4桥塔2个塔柱中部 分别安装1台永茂STL720-32 >塔吊，用于钢锚箱 吊装施工。该塔吊最大吊重32 >对应的吊幅为20

m，钢锚箱在塔吊辐射半径20 m范围内，能够满足

钢锚箱吊装要求[3]。

3)首节钢锚箱索导管预埋

首节钢锚箱索导管至外塔壁长度约$ m，竖向 穿过底部1个塔柱节段。为方便塔柱混凝土施工及 钢锚箱安装，索导管在箱体内1. 1 m处位置断开， 断开处采用法兰连接，索导管按照实际外塔壁切除， 使导管外端齐平塔外壁。首节钢锚箱索导管预埋及 连接如图3所示。

3.3.1索导管空间位置放样

索导管定位的关键在于索导管两端口中心的三 维坐标控制，因此，要在桥塔劲性骨架上放样出索导 管位置。根据上下端口中心设计坐标，在其设计位 置上方的劲性骨架上加焊细长钢板或钢筋，在钢板 或钢筋上投点（见图％)。投点的纵向、横向坐标即 为上下端口中心设计平面坐标，而投点的竖向坐标 比上下端口中心设计高程略高（0〜100 cm)，投放

图4索导管空间位置放样

的这两点分别称为A点和B点，并实测出A、B两 点的高程，计算出实测高程与设计高程的差值△>a、/>b[4]。

3.3.2索导管初定位

为避免因索导管定位与钢锚箱定位之间的累计 误差，从而造成索导管法兰无法准确连接，厂内钢锚 箱制作时承力板及锚垫板先不进行安装，待索导管 及钢锚箱现场安装定位完成后再进行焊接。同时为 保证两侧索导管定位不产生累计误差，在厂内钢锚 箱与索导管试拼过程中，通过具有一定刚度的钢管 将两侧索导管连接在一起，并用角钢焊接固定。连 接钢管两侧采用法兰断开，以便散件进行运输，运至 现场后再连接进行整体定位安装。索导管初定位装 置示意如图5所示。

两侧索导管通过连接钢管中的法兰连接成整体 后，用塔吊将索导管大概吊装至放样点A、B下方， 悬挂线綞在A、B点上，线綞底尖至A、B点的长度 即是实测A、B点高程与索导管两端口中心设计高 程的差值/Za、/>b，用手拉葫芦配合塔吊对索导管 顶底口位置进行微调，使其两端口中心位置与线綞

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底尖大概吻合，其对点误差控制在10 mm以内，并 临时固定。

3.3.3索导管精密定位

索导管定位后的轴线与设计斜拉索轴线的相对 偏差主要取决于索导管两端口中心三维坐标的绝对 精度。而要保证索导管两端中心三维坐标的绝对精 度，一方面要借助于高精度的测量仪器；另一方面， 要有一套能直接准确地反映索导管两端口中心位置 的定位装置。

索导管顶口中心位置采用平切口定位板进行精 密定位，定位板采用20 mm厚圆形木板制作而成， 直径与索导管内径尺寸相同，并在其中心位置做好 标记。使用时当圆木板面与顶口面齐平后，其中心 位置就直接反映了顶口中心的空间位置。为方便圆 木板取出，可在上面固定钢丝作为拉环。塔壁索导 管底口处中心位置采用斜切口定位板进行定位，这 种定位板也按照索导管内径尺寸加工为12 mm厚 半圆形钢板，观测时用半圆板下部垂直索导管内壁， 使半圆板外周边与索导管内壁紧贴并点焊固定，则 精确标定的半圆板中心即是索导管中轴线上的一 点，这一点只要在索导管中轴线上即可，不必准确标 定在塔壁索导管出口处。索导管精密定位装置示意 如图6所示。3.3.4索导管固定

反复调整索导管直至满足限差要求后，采用定 位钢筋和限位架2种方式结合进行固定，以防止浇 筑混凝土时索导管发生位移。

在索导管两侧竖向分别将2根L10角钢预埋 在塔柱上一节段内，沿索导管上下端口采用L7. 5 角钢设置“口”字形限位架，与竖向L10角钢焊接固 定，预埋长度小于2 m的索导管在两端口各焊设1 道限位架，大于2 m的索导管中间再加设1道限位

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图&索导管精密定位装置示意

架。索导管定位完成后，将限位支架与劲性骨架

焊接成整体(5)。索导管限位支架布置示意如图7 所示。

图7索导管限位支架布置示意

定位钢筋采用彡16 mm钢筋，布置间距为0. 5

m，当定位钢筋与塔柱构造钢筋发生冲突时，可适当

调整构造钢筋的位置。索导管就位后用钢筋卡子与 定位钢筋固定。

为防止吊装作业等碰撞已加固的索导管而引起 其变位，混凝土浇筑前需对索导管安装位置进行复 测，索导管安装误差要满足设计和规范要求，顶底口 中心位置偏差不大于3 mm。3.3. 5

索导管封口

外模合模之前，索导管底口采用沙袋塞实并用 土工布封闭，在索导管内腔灌注约50 cm厚细沙，保 证索导管内不被混凝土堵塞（见图8)。3.4首节钢锚箱安装定位 3. 4. 1

定位工具预埋

为便于准确安装调整钢锚箱的平面位置和高 程，钢锚箱底部节段塔柱施工时，在钢锚箱底部四角 与塔柱混凝土顶面的接触位置分别预埋1块250

mmX250 mmX12 mm的钢板作为承重板，在承重

重岩村嘉陵江大桥索塔钢锚箱安装测量定位控制技术 钢板上测量放样出钢锚箱四角位置坐标及高程，并 做好记号。承重钢板顶面高程不得超出钢锚箱底部 设计高程。

在塔柱内腔侧壁，钢锚箱底部四角往下％〇cm 位置分别预埋1块200 mmX 200 mmX 12 mm的钢 板，锚固钢筋采用4根30 cm长的彡25 mm钢筋，塔 柱混凝土浇筑完成后采用12 mm厚的钢板制作成 三角形钢牛腿作为千斤顶的底部支撑，以调整钢锚 箱的高程及底边四点不平度值[67]。钢锚箱定位工 具预埋示意如图9所示。

图G钢锚箱定位工具预埋示意

3.4.2吊点设置及防变形措施

钢锚箱采用四点起吊，在每节段钢锚箱顶面四

角位置设置4个吊耳(见图10\"钢锚箱吊耳与钢锚 箱一起加工，充分利用承压板余料下料，同时进行防腐涂装。

首节钢锚箱尺寸为6. 2mX 2. 2mX 3. 0 m(长X 宽X高\"重量达26>吊装过程中容易发生局部变 形。在钢锚箱吊耳附近采用L10角钢加强钢锚箱 相邻侧拉板和端部侧压板，利用钢锚箱顶面法兰定 位螺栓孔临时连接；同时在钢锚箱侧拉板间设置3 道临时支撑件，临时支撑件采用L10角钢制作，为 避免破坏侧拉板涂装，临时支撑件采用楔形薄钢片 和环氧树脂胶粘连接，塔柱混凝土浇筑完成后使用 钉锤敲除。

刘康，邢惟东，曾远，殷文斌

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图10钢锚箱吊点及防变形措施布置示意

3.4.3首节钢锚箱安装及定位

首节钢锚箱安装定位控制是关键，安装精度直 接影响整个钢锚箱的几何线形及斜拉索能否顺利穿 束，其安装定位精度必须控制在允许偏差范围内。 钢锚箱安装定位关键是控制中心轴线、高程及平整 度，使桥塔中心线与钢锚箱结构中心轴线重合，钢锚 箱平面位置及高程符合设计、规范以及施工控制 要求。

钢锚箱运输至起吊位置后，采用塔吊进行吊装。 先利用承重钢板上的坐标控制点进行锚箱平面位置 初定位，再利用手拉葫芦配合塔吊进行微调，使钢锚 箱中心线与塔柱横桥向中心线重合，平面轴线误差 不超过3 mm。为保证测量数据准确可靠，消除环 境因素的影响，使塔柱处于“零”状态，选择在没有日 照、没有大风且温度变化不大的时间段进行测量定

位，一般情况下宜选择在清晨或傍晚进行，测量次数 不少于2次（]。同时利用千斤顶精确调整锚箱标 高，然后将锚箱与承重板之间焊接固定，高程调整精

度应控制在2mm以内。首节钢锚箱的四角高程通 过设置在承重板上的薄垫片调整，为满足精度要求， 最薄垫片厚度为0. 2mm(]。钢锚箱定位完成后， 将钢锚箱上的索导管与预埋索导管法兰连接固定， 并焊接好锚垫板和承力板。

最后复测钢锚箱平面位置、高程、平整度及锚固 点位置，如果钢锚箱定位控制测点（截面角点、轴线 点）实测三维坐标与设计三维坐标不符，应重新调整 钢锚箱，将误差调整至设计要求的范围内，再进行螺 栓的安装和施拧工作。

钢锚箱安装精度按表1进行控制。

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表1钢锚箱安装精度要求

项目

允许偏差轴线在横桥向的位置偏差 士3mm横桥向铺固点位置偏差 士3mm顺桥向铺固点位置偏差 士3mm高程偏差

士 2 mm侧拉板底边四点不平度 ％2mm侧拉板中心线垂直偏差

1/1 000(单节)

侧拉板中心线与塔壁中心线偏差 士2mm侧拉板平面度

1/2 000上下相邻侧拉板错边量

％0. 5 mm

3.5剩余节段钢锚箱安装定位

!)在安装上层钢锚箱前，首先对已安装好的 下层钢锚箱进行精确测量，以确保轴线和高程满足 要求。若误差较大则在后续安装的钢锚箱上进行微

调，高程微调采用在2节钢锚箱之间加入楔形钢垫 的方法进行。

(2)钢锚箱吊装高度高达160 m，为了保证钢 锚箱能顺利就位，可在底节钢锚箱侧拉板、侧压板顶 面设置一些导向装置（见图11)。在钢锚箱外侧壁 上焊接导向块，导向块利用20 mm厚的钢板制作， 待钢锚箱连接完成后割除。

图11钢锚箱导向装置示意

!)钢锚箱吊装至塔顶后开始缓缓下落，当下 落至距离底部钢锚箱10 cm左右位置时，调整钢锚 箱位置，使得钢锚箱沿着导向装置就位于上一节钢 锚箱顶面，然后使用冲钉检查上下2节钢锚箱螺栓 孔是否对齐，对齐后即可焊接固定好索导管(10)。同 时通过现场测量，检查钢锚箱的轴线位置、倾斜度、 高程等是否符合规范要求，合格后安装高强度螺栓 进行定位连接并拧紧，随后转入本节段塔柱的钢筋、

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模板、混凝土工程施工。依次反复循环，直至完成全 部钢锚箱的安装。

!)钢锚箱索导管竖向穿过塔柱混凝土，为确 保钢锚箱索导管能一次性安装到位，塔柱混凝土浇 筑分节段位置避开下一节段钢锚箱索导管。!)严格控制每节段钢锚箱的平面位置、高程、 倾斜度、顶面平整度，避免误差向上传递累积。钢锚 箱倾斜度控制采用全站仪三维坐标截面中心法，以 传统线坠测量法校核。通过钢锚箱顶截面与底截面 的中心坐标，就可得出钢锚箱倾斜率，并对节段顶截 面轴线点及角点进行调整，从而将钢锚箱倾斜度控 制在设计、规范以及施工控制要求的范围内。4

结语

重岩村嘉陵江大桥为高低塔双索面公轨两 用钢桁梁斜拉桥，索塔钢锚箱作为斜拉索锚固点，其 安装定位至关重要。通过对该桥钢锚箱的结构特点 和难点分析，针对钢锚箱体积大、重量重、吊装高度 大和首节钢锚箱索导管超长的特点，通过采用专用 起重设备、防变形措施、就位导向装置及首节钢锚箱 与索导管分离安装工艺等控制技术，从根本上提升 了安装精度，且定位过程灵活、迅速，为桥塔快速施 工赢得了时间，保证了现场施工进度要求。2018年 1月，高塔成功封顶(见图12)。

图12重岩村嘉陵江大桥高塔施工

参 考 文 献：

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Techniques for Installation，Measuring and Positioning Control of Steel

Anchor Boxes in Pylons of Jialingjiang River Bridge in Hongyan Village

LIUKang，XING Wei-dong，ZENG Yuan，YIN Wen-bin

(China State Construction Bridge Corp.，Ltd.，Chongqing 402260 ? China)

Abstract: The Jialingjiang River Bridge in the Hongyan Village , Chongqing , is a rail-cum-road steel truss girder cable-stayed bridge with double cable planes. The two pylons of the bridge have different heights. The stay cables were anchored to the pylons by the steel anchor boxes and the maximum sectional dimension of the anchor box is 6. 2 m by 2. 2 m， and 3. 0 m in height. The heaviest section weighs up to 26 t and needs a lifting height of 160 m. The cable conduit in the first section of the steel anchor box is 8 m long，which spans two casting sections of the pylon columns (a standard pylon section is 6 m

long). Due

to

that

the

steel anchor

excesses the conventional height and the cable conduit in the first steel anchor box section is verylong，the specialized lifting equipment was used to lift and install the sections of the steel anchorbox. The first section of the steel anchor box and the cable conduit were installed separately. To ensure the three-dimensional coordinate precision of the first section of the steel anchor box，a se­ries of measures were taken , including the conduction of the spatial location lofting , rough positio­ning and precise positioning. The first section of the steel anchor box was strengthened by the L10 angle steel to prevent deformation. The remaining sections were installed into place with the aid of guiding devices. The plan location， elevation， inclination， top surface flatness of each section of the steel anchor box was

Key words: rail-cum-road

strictly controlled，the goal

bridge； cable-stayed

of

safe and

chor box was realized，and the construction quality was qualified.

bridge； steel

tion； measurement ； installation & construction technique

box is hefty，th

rapid construction of the

anchor box； cable conduit & po

(编辑:刘海燕)