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摘要：在斜拉桥主塔施工中，索道管准确、方便、快速定位是现场施工技术难点之一。本文详细叙述了在印尼马都拉大桥主塔塔柱施工期间，采用独特方法对主塔索道管精确定位的过程。
关键词:斜拉桥 主塔 索道管 定位
中图分类号：U448文献标识码： A
Technology of Positioning Cable Duct for Main Pylon of Cable-stayed Bridge
chuai Guozhi
CCCC First Highway Fifth Engineering Co.LtdBeijing
Abstract: Accurate, convenient and rapid positioning of cable duct is one of the difficulties for construction of main pylon of cable-stayed bridge. In this paper, exclusive method for accurate positioning of cable duct of main pylon is described in details during the construction of the upper pylon column of SulaMadu Bridge of Indonesia.
Key words: Cable-stayed bridge, main pylon, cable duct, positioning
“斜拉索是连接斜拉桥主塔与主梁的纽带，而斜拉索索道管是将斜拉索两端分别锚固在主塔和主梁上的重要构件。”【1】为避免斜拉索与索道管管口发生摩擦损坏斜拉索影响工程质量，以及保证主塔两侧对称布置的各斜拉索位于同一设计平面上，防止锚固定位偏心产生的附加弯矩超过设计允许值，对索道管上部锚垫板中心和塔壁外侧索道管口中心的三维空间坐标位置提出了很高的精度要求。
印度尼西亚SULAMADU大桥为主桥跨径192cm+434cm+192cm、主桥为三跨半漂浮体系双塔双索面叠合梁斜拉桥，钻孔桩高桩承台基础，主塔高度为140.62m，其中上塔柱高57m，中塔柱高约54m，下塔柱高约30m，塔柱设置三道横梁，塔柱均为空心薄壁结构。上部结构为钢主梁（由2个钢箱梁、横梁及小纵梁构成）和混凝土桥面板组成的叠合梁。斜拉索为半平行钢丝索。由于本斜拉桥主塔结构较复杂，作业面间干扰较多，索道管定位存在很大难度。很多资料中提到的常规定位方法是先粗略定位索道管位置，再提吊索道管缓慢移动进行精确放样定位。由于索道管较长较重，
这种方法存在安全隐患且定位速度慢，同时这种常规方法对于三维空间定位来说精度并不十分可靠。针对这种情况，在SULAMADU大桥主塔施工过程中，采用了此方法并设计了相应的模具对索道管进行定位，实际应用中取得了很好的效果。
图1斜拉索倾角示意图
1、主塔索道管定位原理、依据
与斜拉索相比较而言索道管的长度要短很多，在索道管长度范围内可以忽略斜拉索垂度的影响，在此长度范围内我们认为索道管与斜拉索在空间的轴线完全重合。因此按照已知主塔锚固端已知参数可以计算出放样数据。
塔端相关计算模型（由图1）：
AB=AC/cosβ＇=DB/(tgβcosβ＇) (1)
DB=XA-XB(2)
DC=AC▪tgγ (3)
式中：XA、XB为塔端、梁端锚固点桩号
DB为塔端锚固点与梁端锚固点间的水平距离（两点桩号差值）
2、定位准备工作
2.1索道管下料长度的确定
常规定位方法中索道管上、下管口均需要安装模具立前视棱镜进行放样定位，上下管口移动时，后点定位会影响前面定位点。而本方法无需在索道管下管口立棱镜放样定位，索道管安装就位后只需要检测锚垫板中心位置三维坐标即可。这就要求索道管下料长度必须准确。若索道管下料过长，会影响侧模就位，索道管下料过短会造成与模板结合面缝隙过宽，浇筑砼时大量水泥浆渗入索道管内，影响管口周边混凝土质量。由图1、图2及式（1）可得下料长度公式：
索道管下料长度L= (4)
式中XB＇、XA—索道管下口模板面与锚垫板中心处桩号。
由表1 斜拉索参数表（1-6#索）中数据和已知模板面及塔柱中心桩号分别为K1+458、K1+460,可知1号索塔端索道管下料长度L= = = 3.696m ，按此式可求得所有索道管精确下料长度。
2.2定位模具設计加工
图3、图4为索道管定位模具设计图, 对于不同直径索道管定位模具M加工一套、定位钢板N1加工8块。
3、定位方法
由图1我们可知，索道管中轴线在塔壁上的投影一旦确定，塔壁上相关投影点至索道管中轴线的距离可以计算得出，自投影点沿横轴线量取该距离可确定通过索道管中轴线的两点，即可确定索道管中轴线。使模具中轴线通过已经确定的两点a′、b′（如图5），并临时固定，将定位钢板N1的圆形凹槽与定位模具M的圆盘完全吻合。然后再将定位钢板焊接固定在劲性骨架或者支撑在已浇塔柱混凝土上。将定位模具取下，由两块空间上平行的定位钢板凹槽就确定了待安装索道管的位置。利用手拉葫芦轻轻将索道管安放于两块定位钢板的凹槽内，然后在索道管上口盖上圆形检测钢板（如图6），利用全站仪三角高程测量调整索道管上口标高至设计值。此时上口平面坐标只需进行复核即可，同时用模板线校核索道管下口位置。将索道管固定在劲性骨架上同时在已浇筑塔柱砼上做支撑，确保索道管牢固，然后拆除定位钢板N1。一根索道管定位完毕。实际施工中每层索道管放样定位步骤为：
①、在塔柱劲性骨架上用全站仪三角高程测量放样出索道管高度范围内每侧两条平行槽钢的高度，两条槽钢高差h可取80-120cm。安装好槽钢后用钢尺校核该高差，偏差0-5mm符合精度要求;
②、在安装好的平行槽钢上放样出四根索道管中轴线在塔柱每侧两条槽钢构成平面上的投影点a、b（共8个）,由劲性骨架位置，可以预估出两平面至顺桥轴线的水平距离，槽钢面有一定的宽度，可以确保放样点落到槽钢表面。放样平面坐标按照已装槽钢高度加10cm计算；
③、沿塔柱横向安放10cm高度槽钢，注意槽钢背面朝向索道管下口方向，槽钢下沿棱角恰好对准已放样点a、b；
④、用直角钢板尺将a、b点转移至横向槽钢上棱角，并做标记；
⑤、计算出所有槽钢上标记点值索道管轴线距离，然后沿横向槽钢分别量取该距离确定a′、b′（共8个）点；
⑥、安装定位模具M，固定第一条索道管的定位钢板N1。取下定位模具后按此步骤依次安装第2、3、4根索道管的定位钢板。
⑦、拆除定位用横、纵向槽钢,依次安装四根索道管,将圆形检测钢板盖于索道管上口,利用全站仪三角高程测量精确控制索道管高度,同时注意索道管下管口与塔柱模板边线的位置；
⑧、拆除定位钢板，用于下层索道管定位。
4、定位实例
以1#斜拉索小桩号侧两根索道管为例（表1提供了1-6#斜拉索参数）。
实际量取塔柱劲性骨架宽度为4.21m，可预估塔柱两侧放样点与桥中线距离即Y=±2.12；
取塔壁两侧两层纵向槽钢高程分别为68.164m、67.064m，在劲性骨架上放样出该高程，注意控制高程为安装好后的槽钢顶面高程（若控制底面高程减去槽钢高度即可）。
在安装好的纵向槽钢上放样出横向槽钢位置，横向槽钢的高度对投影点的桩号有影响，在计算时应予以考虑。横向槽钢放样桩号为：
X上=1193.466-（68.964-68.164-0.1）×tg（23.559°）=1193.161
X下=1193.466-（68.964-67.064-0.1）×tg（23.559°）=1192.681
根据X、Y值在两侧槽钢顶面放样出点位，然后安放好横向槽钢，用直角钢板尺将放样点转移至槽钢上背棱角，沿槽钢两侧转移点位向桥中线方向量取距离d确定模具轴线点：
d上=2.12-0.7-（68.964-68.164-0.1）×tg（7.699°）=1.325m
d下=2.12-0.7-（68.964-67.064-0.1）×tg（7.699°）=1.177m
安装索道管定位模具、固定定位钢板。然后取下模具,安放索道管进行精确定位，当满足“定位偏差<10mm”【2】时符合规范规定精度要求。
5、结论
在SULAMADU大桥主塔塔柱施工过程中，采用上述方法对斜拉索索道管进行精确放样定位，能够做到安全、快捷、高效。在保证工程质量的前提下，对加快施工进度方面效果明显。
参考文献：
【1】陈明宪编著.斜拉桥建造技术. 北京：人民交通出版社,2004
【2】公路工程标准规范汇编全书·桥隧施工卷/人民交通出版社汇编.北京：人民交通出版社,2007.12
关键词:斜拉桥 主塔 索道管 定位
中图分类号：U448文献标识码： A
Technology of Positioning Cable Duct for Main Pylon of Cable-stayed Bridge
chuai Guozhi
CCCC First Highway Fifth Engineering Co.LtdBeijing
Abstract: Accurate, convenient and rapid positioning of cable duct is one of the difficulties for construction of main pylon of cable-stayed bridge. In this paper, exclusive method for accurate positioning of cable duct of main pylon is described in details during the construction of the upper pylon column of SulaMadu Bridge of Indonesia.
Key words: Cable-stayed bridge, main pylon, cable duct, positioning
“斜拉索是连接斜拉桥主塔与主梁的纽带，而斜拉索索道管是将斜拉索两端分别锚固在主塔和主梁上的重要构件。”【1】为避免斜拉索与索道管管口发生摩擦损坏斜拉索影响工程质量，以及保证主塔两侧对称布置的各斜拉索位于同一设计平面上，防止锚固定位偏心产生的附加弯矩超过设计允许值，对索道管上部锚垫板中心和塔壁外侧索道管口中心的三维空间坐标位置提出了很高的精度要求。
印度尼西亚SULAMADU大桥为主桥跨径192cm+434cm+192cm、主桥为三跨半漂浮体系双塔双索面叠合梁斜拉桥，钻孔桩高桩承台基础，主塔高度为140.62m，其中上塔柱高57m，中塔柱高约54m，下塔柱高约30m，塔柱设置三道横梁，塔柱均为空心薄壁结构。上部结构为钢主梁（由2个钢箱梁、横梁及小纵梁构成）和混凝土桥面板组成的叠合梁。斜拉索为半平行钢丝索。由于本斜拉桥主塔结构较复杂，作业面间干扰较多，索道管定位存在很大难度。很多资料中提到的常规定位方法是先粗略定位索道管位置，再提吊索道管缓慢移动进行精确放样定位。由于索道管较长较重，
这种方法存在安全隐患且定位速度慢，同时这种常规方法对于三维空间定位来说精度并不十分可靠。针对这种情况，在SULAMADU大桥主塔施工过程中，采用了此方法并设计了相应的模具对索道管进行定位，实际应用中取得了很好的效果。
图1斜拉索倾角示意图
1、主塔索道管定位原理、依据
与斜拉索相比较而言索道管的长度要短很多，在索道管长度范围内可以忽略斜拉索垂度的影响，在此长度范围内我们认为索道管与斜拉索在空间的轴线完全重合。因此按照已知主塔锚固端已知参数可以计算出放样数据。
塔端相关计算模型（由图1）：
AB=AC/cosβ＇=DB/(tgβcosβ＇) (1)
DB=XA-XB(2)
DC=AC▪tgγ (3)
式中：XA、XB为塔端、梁端锚固点桩号
DB为塔端锚固点与梁端锚固点间的水平距离（两点桩号差值）
2、定位准备工作
2.1索道管下料长度的确定
常规定位方法中索道管上、下管口均需要安装模具立前视棱镜进行放样定位，上下管口移动时，后点定位会影响前面定位点。而本方法无需在索道管下管口立棱镜放样定位，索道管安装就位后只需要检测锚垫板中心位置三维坐标即可。这就要求索道管下料长度必须准确。若索道管下料过长，会影响侧模就位，索道管下料过短会造成与模板结合面缝隙过宽，浇筑砼时大量水泥浆渗入索道管内，影响管口周边混凝土质量。由图1、图2及式（1）可得下料长度公式：
索道管下料长度L= (4)
式中XB＇、XA—索道管下口模板面与锚垫板中心处桩号。
由表1 斜拉索参数表（1-6#索）中数据和已知模板面及塔柱中心桩号分别为K1+458、K1+460,可知1号索塔端索道管下料长度L= = = 3.696m ，按此式可求得所有索道管精确下料长度。
2.2定位模具設计加工
图3、图4为索道管定位模具设计图, 对于不同直径索道管定位模具M加工一套、定位钢板N1加工8块。
3、定位方法
由图1我们可知，索道管中轴线在塔壁上的投影一旦确定，塔壁上相关投影点至索道管中轴线的距离可以计算得出，自投影点沿横轴线量取该距离可确定通过索道管中轴线的两点，即可确定索道管中轴线。使模具中轴线通过已经确定的两点a′、b′（如图5），并临时固定，将定位钢板N1的圆形凹槽与定位模具M的圆盘完全吻合。然后再将定位钢板焊接固定在劲性骨架或者支撑在已浇塔柱混凝土上。将定位模具取下，由两块空间上平行的定位钢板凹槽就确定了待安装索道管的位置。利用手拉葫芦轻轻将索道管安放于两块定位钢板的凹槽内，然后在索道管上口盖上圆形检测钢板（如图6），利用全站仪三角高程测量调整索道管上口标高至设计值。此时上口平面坐标只需进行复核即可，同时用模板线校核索道管下口位置。将索道管固定在劲性骨架上同时在已浇筑塔柱砼上做支撑，确保索道管牢固，然后拆除定位钢板N1。一根索道管定位完毕。实际施工中每层索道管放样定位步骤为：
①、在塔柱劲性骨架上用全站仪三角高程测量放样出索道管高度范围内每侧两条平行槽钢的高度，两条槽钢高差h可取80-120cm。安装好槽钢后用钢尺校核该高差，偏差0-5mm符合精度要求;
②、在安装好的平行槽钢上放样出四根索道管中轴线在塔柱每侧两条槽钢构成平面上的投影点a、b（共8个）,由劲性骨架位置，可以预估出两平面至顺桥轴线的水平距离，槽钢面有一定的宽度，可以确保放样点落到槽钢表面。放样平面坐标按照已装槽钢高度加10cm计算；
③、沿塔柱横向安放10cm高度槽钢，注意槽钢背面朝向索道管下口方向，槽钢下沿棱角恰好对准已放样点a、b；
④、用直角钢板尺将a、b点转移至横向槽钢上棱角，并做标记；
⑤、计算出所有槽钢上标记点值索道管轴线距离，然后沿横向槽钢分别量取该距离确定a′、b′（共8个）点；
⑥、安装定位模具M，固定第一条索道管的定位钢板N1。取下定位模具后按此步骤依次安装第2、3、4根索道管的定位钢板。
⑦、拆除定位用横、纵向槽钢,依次安装四根索道管,将圆形检测钢板盖于索道管上口,利用全站仪三角高程测量精确控制索道管高度,同时注意索道管下管口与塔柱模板边线的位置；
⑧、拆除定位钢板，用于下层索道管定位。
4、定位实例
以1#斜拉索小桩号侧两根索道管为例（表1提供了1-6#斜拉索参数）。
实际量取塔柱劲性骨架宽度为4.21m，可预估塔柱两侧放样点与桥中线距离即Y=±2.12；
取塔壁两侧两层纵向槽钢高程分别为68.164m、67.064m，在劲性骨架上放样出该高程，注意控制高程为安装好后的槽钢顶面高程（若控制底面高程减去槽钢高度即可）。
在安装好的纵向槽钢上放样出横向槽钢位置，横向槽钢的高度对投影点的桩号有影响，在计算时应予以考虑。横向槽钢放样桩号为：
X上=1193.466-（68.964-68.164-0.1）×tg（23.559°）=1193.161
X下=1193.466-（68.964-67.064-0.1）×tg（23.559°）=1192.681
根据X、Y值在两侧槽钢顶面放样出点位，然后安放好横向槽钢，用直角钢板尺将放样点转移至槽钢上背棱角，沿槽钢两侧转移点位向桥中线方向量取距离d确定模具轴线点：
d上=2.12-0.7-（68.964-68.164-0.1）×tg（7.699°）=1.325m
d下=2.12-0.7-（68.964-67.064-0.1）×tg（7.699°）=1.177m
安装索道管定位模具、固定定位钢板。然后取下模具,安放索道管进行精确定位，当满足“定位偏差<10mm”【2】时符合规范规定精度要求。
5、结论
在SULAMADU大桥主塔塔柱施工过程中，采用上述方法对斜拉索索道管进行精确放样定位，能够做到安全、快捷、高效。在保证工程质量的前提下，对加快施工进度方面效果明显。
参考文献：
【1】陈明宪编著.斜拉桥建造技术. 北京：人民交通出版社,2004
【2】公路工程标准规范汇编全书·桥隧施工卷/人民交通出版社汇编.北京：人民交通出版社,2007.12