[甘肃]悬索特大桥猫道及主缆调控专项方案

1、刘家峡黄河特大桥猫道主缆调控专项方案PAGE 中交第一公路工程局有限公司 中国交通建设 临夏折桥至兰州达川二级公路ZD2合同段猫道及主缆调控专项方案中交第一公路工程局临夏折桥至兰州达川二级公路ZD2合同段二零一一年十二月一、工程概况刘家峡黄河特大桥属于临夏折桥至兰州达川二级公路的重点工程，跨越刘家峡水库，河面宽度约500m。桥梁全长797m，主桥为单跨重力式悬索桥，边跨设置形式是：西边跨148米，无吊索；东边跨113m，无吊索。跨径布置为：148536113。主缆中心距为15.6m。桥梁位于R=10700m的竖曲线上，主桥以中点为变坡点，采用双向2.5%纵坡，桥中心桥面标高1790.041m。

2、桥梁平面位于直线上，与河道中心线正交。桥面为双向2%横坡。 主缆共2根，采用对称布置，成桥状态下主跨跨度536m。主桥主缆成桥线型采用二次抛物线，中跨垂跨比为1/11。主跨主缆计算跨径为536m，西岸边跨主缆计算跨径为148m，东岸边跨主缆计算跨径为113m。本桥单跨桁架悬索桥，标准吊索间距为8m,端部吊索距桥塔中心线12m，布置为平行竖直吊索。二施工准备 序号仪器名称精度指标备注 1Lei leicaGPS12305mm+1ppm控制网测量 2天宝S8（测量机器人）1mm+1ppm/3.0秒3Leicatcr8022, 2mm+1ppm/3.0秒1.测量仪器2测量人员刘家峡大桥施工测量人员姓

3、名 职位 备注陈高成测量负责人 负责刘家峡大桥东西岸测量工作陈俊杰测量员负责刘家峡大桥东岸测量工作苏晓亮中级测量工负责刘家峡大桥东岸测量工作王世亮测量员负责刘家峡大桥西岸测量工作吴彦伟测量员负责刘家峡大桥西岸测量工作公司测量队公司测量刘家峡大桥施工控制网复测3测量控制网3.1仪器选用控制网的建设采用了标称精度为5mm+1ppm的3台大地测量型双频GPS接受机，均为徕卡Leica GPS1230接收机，安置天线采用三角架和对中精度小于1mm的光学对中器。作业前对GPS接收机和光学对中器进行了检验校正，全部仪器检验合格。3.2观测技术要求观测前，精心进行时段设计，避开少于4颗卫星的时间窗口，选择最

4、佳时段，按公路四等GPS 控制网的技术要求进行测设，测量的具体观测技术要求如下：采用GPS静态相对定位模式进行测量，观测时段长度为60分钟；卫星高度角：15；有效卫星总数：4颗；时段中任一卫星有效观测时间：20分钟；观测时段数：1；数据采样间隔：15秒；PDOP或GDOP：8。观测前，统一在GPS接收机上配置参数，使参与作业的全部GPS接收机配置的参数相同。作业时天线严格置平对中，对中误差小于1mm；每个时段观测前，后各量天线高一次，两次较差值小于2mm，取均值作为最后结果。 3.3 GPS控制网基线数据处理基线处理采用广播星历，计算机软件为Leica公司的商用软件Leica Geo Offi

5、ce7.0和南方GPSadj软件，基线解算时进行控制点兼容性、控制网网形测试、重复基线、同步环和异步环闭合差检验，检验标准如下：同步环闭合差满足： 由若干条独立边组成的闭合环，其闭合差均满足: 重复观测的基线长度较差均满足： 上面各式中 相应等级规定的精度，按环平均边长或基线边长由下式计算： n闭合环边数；其具体的测量的精度指标满足下表1-1的要求：表1-1 GPS测量的精度指标级别一等二等三等四等a(mm)5555b(mm/km)1112基线处理成果均满足上述质量检验标准，可以参与后续网平差计算。3.4 GPS控制网平差技术要求加密平面控制网分别采用设计单位提供的2个GPS点进行两次约束平差

6、，第一次约束平差采用GPS12-2、GPS12。同时检核设计院提供控制点GPS12-3。第二次约束平差采用GPS12-3和GPS12，同时检核GPS12-2。网平差软件采用南方测绘的GPS处理软件进行平差。表1-2 平面控制网测设精度要求控制网级别基线边方向中误差最弱边相对中误差公路四等21/350003.5平面控制网示意图折达2标GPS控制网示意图刘家峡大桥猫道索及主缆调控方案中交第一公路工程局有限公司三猫道索的调控调控的目的猫道作为悬索桥上部构造施工最重要的高空工作通道和临时作业场地，线型平行于主缆线型布置。在整个上部施工期间，猫道作为索股牵引、索股调整、主缆紧固、索夹及吊索安装、钢桁架梁

7、吊装、主缆缠丝防护等施工的作业平台,它的整个体系的完好性将直接影响上部构造施工各个主要分项工序的质量和进度。所以在测量方面,我们要控制好其线形及垂直度，刘家峡大桥猫道共有6根承重索，第一根承重索作为基准索进行调控，我们标段对猫道的线形调控采取以下方法：2.调整方法首先测量索塔、散索鞍支墩位置，确定各跨跨径，计算猫道承重索标高。采用间接三角高程法观测调整猫道承重索的标高，调整需考虑温度对猫道垂度的影响。利用塔顶门架处的卷扬机及散索鞍处的千斤顶对猫道承重绳垂度进行调整，此项工作反复进行，直至猫道承重绳垂度满足要求为此。根据承重索跨中点的平面坐标（X,Y，H）与建站控制点的坐标（X0,Y0,H0）计

8、算出控制点与跨中点连线的方位角及平距： 垂度测量示意图将仪器建在GPS12-3，以J-1为后视，计算出GPS12-3到J-1的方位角，然后再计算GPS12-3到猫道基准索跨中位置的方位角，那么三点间的夹角=|-|，仪器照准J-1且置零，拨转仪器至，水平制动，完成猫道基准索跨中位置水平方向的调控，那么后面来完成猫道基准索竖直的调控，假设猫道基准索跨中位置的高程为H,GPS12-3控制点的高程为H1，,GPS12-3到猫道基准索跨中位置的水平距离为D1,仪器高为i，棱镜高为i0，那么可以计算所需要拨的角度0：H= H1+i+D1*tan0= 0= arctan(H-H1-i)/D1) （i为仪器高

9、）计算出0之后，拨竖直角至0，那么既完成猫道基准索跨中位置的调控，然后利用同样的方法分别对猫道基准索两个1/4处的调控，猫道承重索的相对垂度控制在3cm以内。3. 测站点布置及选择根据控制网布设情况，可选用J-1和GPS12-3测量猫道垂度，选用GPS12-2和ZD2-2复测猫道垂度，以保证猫道垂度的精确控制4 猫道架设完毕数据收集猫道架设完成、牵引系统形成、主缆架设前，对塔锚位置进行全面的测量，包括塔锚的轴线、平面位置、高程及跨径。四 主缆的调控41调控的目的主缆线形的监控是通过相应工况下主缆在各跨中点绝对垂度控制来实现的。而主缆的线形调整精度主要受基准索股的线形调整精度控制，因为其它索股（

10、一般索股）是根据基准索股的线形进行相对控制的，因此基准索股垂度调控决定了主缆以至全桥的施工精度。4.2基准索股绝对垂度测量的方法 基准索股垂度测量采用全站仪对向三角高程法。4.3进一步提高基准索股垂度精度的方法为了提高测量精度，常规的方法是基准索股垂度测量前，在测区进行大量对向三角高程测量，反算测区大气折光系数K值，而此反算的K值为测区平均K值。因为大桥横跨刘家峡水库，K值的方向性就更加明显，受气象及环境影响，同方向的K值在不同时段也存在较大差异。因此，高精度的三角高程测量采用测区平均K值修正是不合理的。为了进一步提高基准索股垂度的测量精度，在每次垂度观测前，先进行观测方向的单向三角高程测量，

11、反算出此方向的K值，在后面的观测中对观测数据进行两差改正。4.4大气折光系数K的计算例如在控制点A观测某主跨跨中垂度，首先选取与此观测方向基本一致的从A点到控制点B的方向进行单向三角高程法测量，再利用单向三角高差公式 反推出此方向的K值： 式中：为测站点A到观测点B的高差； 为测站点A到观测点B的水平距离； 为测站点到观测点的竖直角； 为测站点A的仪器高，为观测点B的目标高。计算时，采用跨水库水准测量成果。将推算出的K值设输入全站仪，再进行单向三角高程法测量B点，所得B点高程与跨水库水准测量成果的B点高程比较，若差异较小（按5mm控制）则可采用此K值进行基准索股的垂度测量。4.5基准索股绝对垂

12、度监控测量的精度分析 精度公式应用单向三角高程测量时，计算测站点A到观测点B的高差的公式为：式中：为测站点A到观测点B的水平距离； 为测站点到观测点的竖直角； 为测站点A的仪器高，为观测点B的目标高； 为测站点A到目标点B的两差（地球弯曲差和大气折射差）改正（式中R为地球的曲率半径R=6370000m）。将上式全微分并转化为成中误差关系式，得：式中：为距离测量的中误差； 为竖直角测量的中误差； 、分别为仪器高和目标高测量的中误差； 为两差改正的中误差。 主跨跨中垂度测量精度当基准索测量的控制点为GPS12-3时，此时=305m，基准索的跨中位置的高程为1797.396，约为0.4129，采用标称精度为1mm+1ppm的天宝S8全站仪施测，则有，；当采用小钢尺丈量仪器高和目标高时，；折光系数K的中误差一般为0.030.05，取0.05则可算得。把以上各值带入上式，算得：取2倍的中误差为极限误差，则基准索垂度测量的误差区间为（+6.6mm,-6.6mm），该精度能满足且远高于设计的索股垂度架设的精度要求。