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特大跨径悬索桥主缆锚固系统施工定位技术研究

【摘要】锚碇系统是大跨径悬索桥的重要组成部分，主缆锚固系统的精确
定位是大跨径悬索桥测控关键之一。后锚梁、锚杆自重大，定位支架刚度要求高，
从而造成精确定位困难，如果锚杆不能精确定位，则影响主缆锚固长度调整量，
主缆拉力在锚体内产生次应力，影响锚跨张力、成桥线型以及主体工程耐久性。

【关键词】特大跨径；悬索桥；主缆锚固系统；定位

1工程概况

马鞍山长江公路大桥为（2×1080m）三塔两跨悬索桥，为世界上最大连续双
主跨超千米的悬索桥。锚碇作为悬索桥的主要受力结构，承受主缆传递的竖向反
力和水平分力。锚固系统由锚杆、后锚梁组成，采用钢结构制作而成。马鞍山长
江公路大桥左汊悬索桥的主缆拉力设计由钢锚杆传递至锚块后部钢锚梁上，通过
钢锚梁传递至锚体。

施工控制涉及结构应变、尺寸偏角的测量、数据采集和计算分析。施工控制
方案包括控制方法、应用软件、测量及放样方法和技术要求。进行施工控制模拟
计算分析和对比，以确保控制方法的正确性；收集已完工程相关结构特性信息；
对测量结果进行数据处理，核对实测值与计算值的差别等。

锚体混凝土浇注前，先安装锚固系统定位支架，并利用定位支架，将后锚梁
及锚杆安装到位，精确定位后，浇注锚体混凝土。浇注过程中，需要对所有锚梁、
锚杆变位进行严密观测，防止因施工过程中的影响造成锚杆跑偏、偏斜等情况发
生。

2施工控制网的精度控制

2.1加密控制点布设

结构定位要求严，布设不但要考虑结构控制精度要求，还要兼顾施工作业顺
序的需求，满足使用方便、通视效果好等优点。控制点布设位置、精度及安全性
将直接影响到结构工程施工的安全、质量和进度。

大桥首级控制网对于主缆锚固系统所在测区通视条件较差，无法满足施工需
要，必须在其基础上加密锚固系统定位专用控制点。综合考虑施工环境、结构特
点、质量要求等，拟定控制网布设为：

（1）在锚碇下游、岸侧处设置控制点M3，可以与三个首级控制网点通视。

（2）在锚碇盖板顶面桥轴线上，做专用控制点M1、M2，两个点对向设站，
进行锚固系统各结构部位测量定位。

2.2精度控制要点

采用GPS静态测量以及全站仪后方交会测量复核的测量方法。

（1）GPS静态测量

利用5台接收机同一时间段安置在三个首级控制点和二个加密点M1、M2
上，同步观测确定多条基线向量，利用已知坐标基线向量，推算加密控制网点的
坐标。过程控制、精度要求及技术指标严格按照《全球定位系统测量规范》执行。
GPS网精度提高策略为引入高精度全站仪测边，作为观测值与GPS观测值（基
线向量）一同进行联合平差，或将它们作为起算边长。为提高GPS网的尺度精
度，采用增设长时间、多时段的基线向量的方法。内业处理计算为利用TGO静
态后处理软件。

（2）全站仪后方交会测量

适用于加密控制点M3的平面坐标测量，原由：与之通视的已知控制点多，
观测角度合适，具备后方交会精度保证条件。

采用全站仪边角后方交会法测设。基于目前先进的高精度全站仪自带的交会
功能，由已知点确定未知测站点的坐标，灵活地运用于控制点加密，可以预设精
度限制，方位（方向）和距离任意组合，显示并存储残差及标准差。使用高精度
全站仪、实施多测回、改变观测已知点先后顺序、不同仪器高架站、取均值为成
果等提高测设精度。

（3）精密高程测量

利用高精度水准测量的精密电子水准仪，实现观测、读数、记录、计算、校
核自动化，提高测量作业效率和可靠性。按照国家二等水准施测，采用闭合线路
往返观测。

将各次观测记录整理检查无误后，利用中铁二院研制的观测数据水准平差计
算软件（带加密狗）进行平差计算。

3测控参数分析

结构计算包括主缆锚固系统定位支架的混凝土支承座、前后支架，锚固系统
后锚梁MH1-5、

参数分析：

（1）主要施工定位误差源

包括构件加工制作误差、高强度螺栓连接误差、拼装焊接误差、测量控制网
精度、安装精度、锚体浇筑前变形等。

（2）锚碇位移、沉降计算分析、预测

从锚碇沉井下沉到位至鞍部施工4个节段，根据监测数据分析可知平面未发
生位移，平均沉降量6.32mm。根据前后序施工结构荷载变化比例、计划工期分
析，参考国内其他同类桥梁锚碇结构不同时期沉降量，预测本锚碇结构施工完成
最终沉降小于5cm。

（3）锚固系统预抬值分析

按照预测结果，实施前对测量水准点预抬高5cm，以使悬索桥上部结构安装
前锚固结构位置误差在5mm以内。

4锚固系统施工控制

为确保按照设计施工，保证线形的连续性，在施工的每项工艺流程中都要认
真控制结构的空间位置。按照测量数据计算、复核流程与施工放样流程、测量自
控体系进行严格控制。

4.1测量内容

结合施工顺序，归纳主要测量工作有：