[工學]第10章--橋梁工程測量課件

1、工 程 測 量 學 第十章 橋梁工程測量第十章 橋梁工程測量 主要內(nèi)容 橋梁結(jié)構(gòu)基本知識 橋址選線測量 橋梁施工控制測量 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣 大型斜拉橋、懸索橋高塔柱施工測量 大型斜拉橋索道精密定位測量 橋梁施工和運營期的變形監(jiān)測重點 橋梁勘測、施工及運營階段的測量工作 大型橋梁高塔施工測量10.1 橋梁結(jié)構(gòu)基本知識1）橋梁的分類 一、按使用性分：公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機耕橋、過水橋等。 二、按跨徑大小和多跨總長分為：特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞。其中：特大橋：多孔跨徑總長500米，單孔跨徑100米大橋：多孔跨徑總長100米，單孔跨徑40米中橋：30米多孔跨徑總長100米， 20單孔

2、跨徑40米小橋：8米多孔跨徑總長300米， 5單孔跨徑20米涵洞：多孔跨徑總長8米，單孔跨5米三、按行車道位置分為：上承式橋、中承式橋、下承式橋。四、按承重構(gòu)件受力情況可分為：梁橋、板橋、拱橋、鋼結(jié)構(gòu)橋、吊 橋、組合體系橋（斜拉橋、懸索橋）。五、按使用年限可分為：永久性橋、半永久性橋、臨時橋。六、按材料類型分為：木橋、圬工橋、鋼筋砼橋、預(yù)應(yīng)力橋、鋼橋。鐵路鋼衍梁組成部分的示意圖橋墩與橋臺的淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)10.1 橋梁結(jié)構(gòu)基本知識2）橋梁基本術(shù)語 荷載：橋梁所承受的重力（豎直的）或外力（豎直的或水平的） 承重結(jié)構(gòu)：起承受重力作用的部分 上部結(jié)構(gòu)：橋面與承重結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，也稱作跨越結(jié)構(gòu)或橋跨結(jié)構(gòu) 橋

3、墩：支撐承重結(jié)構(gòu)的支承物，岸邊的支承物兼擋墻稱作橋臺 下部結(jié)構(gòu)：橋墩與橋臺的統(tǒng)稱，也稱作支承結(jié)構(gòu) 橋軸線：橋渡的中心線，橋軸線兩岸控制樁的距離稱為橋軸線長度10.1 橋梁結(jié)構(gòu)基本知識3）上部結(jié)構(gòu) 承重結(jié)構(gòu)是梁的，主梁可以用鋼（鋼板梁、鋼箱梁、銅街梁）、鋼筋混凝土（跨度不大時）或預(yù)應(yīng)力混凝土做成。 承重結(jié)構(gòu)是拱的叫做主拱（多于一片拱時稱拱肋）；承重結(jié)構(gòu)是懸索的叫做主索或大纜。 按行車道位置分為:上承式橋、中承式橋、下承式橋 橋面設(shè)在承重結(jié)構(gòu)上方的叫做上承式橋。 橋面設(shè)在承重結(jié)構(gòu)下方的叫做下承式橋。 按承重構(gòu)件受力情況可分為：梁橋、板橋、拱橋、鋼結(jié)構(gòu)橋、吊橋、組合體系橋（斜拉橋、懸索橋）。 怎樣區(qū)

4、分上承式、中承式、下承式橋梁？主要根據(jù)行車道的位置來判斷。當橋面系位于上部結(jié)構(gòu)上部，則稱上承式橋梁，如梁橋、拱橋；橋面系位于上部結(jié)構(gòu)中部的橋梁稱中承式橋梁；當橋面系位于上部結(jié)構(gòu)下部，則稱下承式橋如系桿拱橋。 10.1 橋梁結(jié)構(gòu)基本知識4）下部結(jié)構(gòu) 橋梁的下部結(jié)構(gòu)通常就由支座、墩臺、基礎(chǔ)三個部分組成。 上、下部結(jié)構(gòu)之間保證力的作用位置明確并且連接牢固的支點構(gòu)造，叫做支座。（活動支座、固定支座） 橋墩與橋臺一般用石砌筑或混凝土灌筑而成，在旱地上有時可用鋼做成 承受墩臺底部壓力的土壤或巖石叫做地基。沉井與沉樁統(tǒng)稱深基礎(chǔ)10.2 橋址選線測量10.2.1 橋址平面地形測繪 測繪范圍 一般應(yīng)滿足設(shè)計橋梁

5、孔徑、橋頭路堤和導流建筑物和施工場地的需要，個別情況下應(yīng)滿足水工模型試驗之用。 測繪內(nèi)容 測繪地形、地物、地貌、線路導線、中線、既有線中線、橋梁和導流建筑物平面、橋頭控制樁、水準基點、農(nóng)田分類及邊界、歷史最高洪水泛濫線、水流方向等。 初測階段：需進行地質(zhì)測繪； 定測階段：亦需進行地質(zhì)測繪；10.2 橋址選線測量10.2.1 橋址平面地形測繪 測量方法 陸上地形測量 水下地形（直接法、簡易斷面索法、迂回測深法、三船并進法、懸空斷面索，絞索拉船）圖10-1簡易斷面索法：水道斷面的測量，是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測深垂線，如圖10-1，施測各條垂線的水深，同時測得每條測深垂線與岸上某一固定點（斷面的起

6、點樁，一般設(shè)在左岸）的水平距離（稱為起點距），并同時觀測水位，用施測時的水位減去水深，得到各測深垂線處的河底高程。10.2 橋址選線測量10.2.1 橋址平面地形測繪 測量方法簡易斷面索法： （1）測量水深 測量水深的方法通常用測深桿（圖10-2）、測深錘（圖10-3）、鉛魚直接測出每根測深垂線的水深。當水很深、流速很大時，可用回聲測深儀測量水深（圖10-4）。 圖10-2測深桿圖10-3測深錘圖10-4 回聲測深儀測量示意圖 10.2 橋址選線測量10.2.1 橋址平面地形測繪 測量方法懸空斷面索：（2）起點距的測定 斷面索法：斷面索法是在斷面上架設(shè)鋼絲纜索，每隔適當距離做上標記，并事先測量

7、好它們的位置，測量水深的同時，直接在斷面索上讀出起點距。這種方法適合于河寬較小、水上交通不多、有條件架設(shè)斷面索的河道測站，精度較高。 圖10-5河道上鋼絲纜索 10.2 橋址選線測量10.2.1 橋址平面地形測繪 測量方法簡易斷面索法：（2）起點距的測定 交會法)經(jīng)緯儀岸上交會法（圖10-6）：水文站在布設(shè)測流斷面時，同時布設(shè)基線(AC)，并用精確方法量出基線的長度L，測角時，將經(jīng)緯儀安放在基線的終點，測出角度，)六分儀船上交會法（圖10-7）：當河道較寬時，岸上與船上聯(lián)絡(luò)困難，風浪較大時用經(jīng)緯儀瞄準河中活動的目標，施測有些困難，此時可使用六分儀交會法，它的主要優(yōu)點是測量時施測人員全部上船，不

8、用支架，只需手握儀器即可測出角，也能在搖動的船上使用，因此水文勘測中經(jīng)常使用。 圖10-6 交會法示意圖 圖10-7六分儀結(jié)構(gòu)示意圖 10.2 橋址選線測量10.2.1 橋址平面地形測繪 測量方法 陸上地形測量 水下地形 繪制橋址平面地形圖 橋址平面地形圖一般為比例尺150015000 橋梁測量工作貫穿于建橋始末。設(shè)計前必須進行橋位圖、橋址地形圖的測量工作，施工階段須建立控制網(wǎng)，跨河水準測量，放樣橋臺、橋墩及測量橋梁中線，竣工后進行變形測量。 勘測設(shè)計階段：為了選擇橋址，需要搜集比例尺為1:25000或1:50000的地形圖，為橋梁設(shè)計需測繪較大比例尺(1:10000)的橋渡位置圖及1:100

9、0或1:500的橋址地形圖，并選擇水文斷面測定水深、流向、流速及計算流量。10.2 橋址選線測量10.2.2 橋址縱斷面及輔助斷面測量 橋址縱斷面 輔助斷面10.2 橋址選線測量10.2.2.1橋址縱斷面1測繪范圍 兩岸應(yīng)測寬度根據(jù)路肩高程而定，以滿足在圖上足夠布置全部橋孔及導流堤的需要為原則，包括導流堤在橋址中線上的投影長度，并能設(shè)計橋頭填土。路肩最高水位或設(shè)計水位 如橋址縱斷面兼作水文斷面，并用以進行流量計算，則應(yīng)測至岸邊高出最高水位或設(shè)計水位至少1.0m，泛濫很寬的河流應(yīng)視具體情況而定，但必須滿足流量計算的要求。 如兩岸或一岸為山地時（包括高架橋），以在圖上能正確決定橋址及臺尾附屬工程為

10、原則。 特大橋及大中橋兩岸應(yīng)埋設(shè)橋址控制樁作為橋址定測和施工復測的依據(jù)，其位置不受洪水淹沒，必要時應(yīng)設(shè)立護樁或中線方向樁。10.2 橋址選線測量10.2.2.1 橋址縱斷面2測量方法及精度盡量在線路中線測量，按要求一次完成。如線路中線加樁不足，可根據(jù)中線樁在地形變化處加密。測點距離：在山區(qū)不得大于5 m，平坦地區(qū)不得大于2040m。加樁高程施測誤差不得大于0.1 m，與水準點閉合差的限差為 （L以km計）。3繪制橋址縱斷面圖繪制橋址縱斷面圖測繪比例尺為12001500，特長橋可采用11 000。10.2 橋址選線測量10.2.2.2 輔助斷面 1.線路走行于陡峻的山坡地段，為了防止橋址線路縱斷

11、面在設(shè)計中發(fā)生墩臺基礎(chǔ)有落空現(xiàn)象，可根據(jù)實際需要加測上、下游平行于橋址線路縱斷面的輔助斷面，間距一般為35 m。該項斷面與資料應(yīng)與橋址線路縱斷面合并繪制，其中橋址線路縱斷面用實線表示，上、下游斷面用虛線表示，并注明與線路縱斷面的距離。 2. 對于小橋，為了正確布置陡坡建筑物，上、下游可加測順溝方向河床縱斷面，上游應(yīng)連接原溝心，下游也連接原溝心或接至有出路之處。當需要計算水深，判斷水流狀態(tài)或考慮蓄水情況時，應(yīng)加測河床縱坡和下游原溝槽有代表性橫斷面。10.2 橋址選線測量10.2.3 既有橋梁丈量1. 需進行技術(shù)改造的大中橋或修建第二線橋與既有橋有關(guān)聯(lián)時，既有大中橋應(yīng)進行丈量挖探基礎(chǔ)，內(nèi)容包括上、

12、下部結(jié)構(gòu)尺寸、墩臺中心線與線路中心線的關(guān)系、各部位高程、結(jié)構(gòu)病害和病害部位等。2. 既有橋墩臺需要加高在0.4 m以內(nèi)，或運營情況良好，與增建第二線橋無影響時，其基礎(chǔ)部分可不進行挖探。3. 確定原式利用的或經(jīng)調(diào)查研究確定報廢的既有橋，只丈量主要尺寸，繪制輪廓尺寸圖，注明中心里程和主要部分高程。10.2 橋址選線測量10.2.3 既有橋梁丈量4. 樁基、沉井及氣壓沉箱等深基礎(chǔ)既有橋應(yīng)盡量了解其確實類型、頂部尺寸及埋置深度，不進行挖探。5. 小橋需丈量主要尺寸，需改建檢算和對增建第二線橋有影響時，應(yīng)挖探基礎(chǔ)，以取得基礎(chǔ)埋置深度及襟邊尺寸等有關(guān)資料。6. 需改建或加固的橋梁缺少所需的隱蔽部分尺寸或控

13、制新舊橋梁線間距的基礎(chǔ)尺寸時，應(yīng)進行必要的開挖和丈量。同一線路同類型的橋梁，可選擇有代表性的進行開挖和丈量。10.3 橋梁施工測量10.3-1 中線復測及橋軸線測定10.3-2 橋梁施工控制測量10.3-3 橋梁定位資料計算10.3-4 墩臺定位及縱橫軸線測設(shè)10.3-5 橋梁竣工測量 根據(jù)設(shè)計文件，按照規(guī)定的精度，將圖紙上設(shè)計的橋梁墩臺位置標定于地面，據(jù)此指導施工，確保建成的橋梁在平面位置、高程位置和外形尺寸等方面均符合設(shè)計要求。橋梁施工測量的基本任務(wù)10.3-1 中線復測及橋軸線測定 復測的主要方法是導線法。 定測或線路復測的精度較低，一般不能滿足橋梁施工測量的精度要求。因此橋梁施工前，需

14、對橋址線路中線以較高的精度進行復測。一、直線橋的中線復測觀測：橋址位置上所有轉(zhuǎn)點間的水平距離Di 和相鄰邊間的水平角i 。計算：以兩端轉(zhuǎn)點（ZD7-3,ZD7-8)的連線為x軸建立施工坐標系，計算各轉(zhuǎn)點的坐標二、曲線橋的中線復測 當橋梁位于曲線上時，應(yīng)對整個曲線進行復測。檢查切線方向控制樁是否在同一條直線上。如果不在同一條直線上，則應(yīng)給予改正。 重新精確測定線路的轉(zhuǎn)向角。 重新計算曲線綜合要素。 重新標定曲線的起點和終點。1. 切線控制樁的復測檢查切線上的控制樁是否在同一條直線上。方法：穿線法、導線法。2. 轉(zhuǎn)向角復測依據(jù)：已確認的切線控制樁；方法： 直接測量測回法 間接測量導線法如果已確認的

15、切線控制樁中含有交點樁，則采用直接測量法否則，采用間接測量法，即導線測量法或副交點法。復測轉(zhuǎn)向角與定測轉(zhuǎn)向角不符時處理方法：原則：盡量不改變原設(shè)計。方法一：利用復測轉(zhuǎn)向角重新計算曲線要素，改變曲線起點或終點里程1.橋梁布設(shè)在直線始端緩和曲線圓曲線區(qū)間內(nèi)，則曲線的ZH里程保持與原設(shè)計里程不變；2.橋梁布設(shè)在圓曲線末端緩和曲線直線區(qū)間內(nèi)，則曲線的HZ里程保持與原設(shè)計里程不變；同時保持各墩臺中心設(shè)計里程不變。要使ZH或HZ里程不變，可設(shè)斷鏈樁或?qū)⒕嚯x誤差調(diào)整在直線段。方法二：調(diào)整切線方向，使轉(zhuǎn)向角恢復到原設(shè)計值 整個橋梁布設(shè)在始端緩和曲線圓曲線末端緩和曲線區(qū)間內(nèi)，或回頭曲線轉(zhuǎn)向角在180左右時，如果

16、橋梁前后相鄰曲線沒有施工或無重大建筑物，可以調(diào)整切線方向，使轉(zhuǎn)向角恢復到原設(shè)計值，以保證橋梁原設(shè)計不變。方法三：采用復測轉(zhuǎn)向角，改變橋梁設(shè)計三、橋軸線長度測定 1. 橋軸線控制樁：兩岸橋頭中線上埋設(shè)的控制樁。 作用：保證墩臺間的相對位置正確，并使之與相鄰線路在平面位置上正確銜接。2. 橋軸線長度：兩岸橋軸線控制樁間的水平距離。3. 橋軸線長度的測量方法直接測定法光電測距間接測定法三角網(wǎng)推算10.3-2 橋梁施工控制測量 對于水中不能直接測設(shè)的橋梁或水面較寬且有高墩、大跨、深水基礎(chǔ)或基礎(chǔ)施工難度較大，梁部結(jié)構(gòu)類型復雜的特大橋和大橋，需要建立施工平面控制網(wǎng)。 為了合理地擬定橋梁施工平面控制測量的布

17、網(wǎng)方案和觀測方案，保證墩臺中心的定位精度，必須預(yù)先估算橋軸線長度測定的必要精度。一、橋軸線長度精度估算1. 鋼筋混凝土簡支梁 設(shè)墩臺中心點位放樣的極限誤差為D（通常取D =10 mm），中誤差為D / 2，則相鄰二墩臺中心的跨距中誤差為設(shè)全橋共有N跨，則橋軸線長度的中誤差為2. 鋼板梁及短跨（l64 m）簡支鋼桁梁每一節(jié)間的制造和拼裝誤差為 鋼衍梁節(jié)間長度制造容許誤差為每跨（聯(lián)）鋼梁安裝后的容許誤差為：兩節(jié)間拼裝孔距誤差為由n個節(jié)間拼裝的衍式鋼梁構(gòu)成一跨或一聯(lián)，其長度誤差包括拼裝誤差 和支座容許誤差 對于連續(xù)梁及長跨（64m）簡支梁，長度拼裝誤差 按規(guī)范取每跨（聯(lián)）鋼梁安裝后的容許誤差為：當橋

18、梁全長有N跨時，極限誤差為：3. 連續(xù)及長跨（l 64 m）簡支鋼桁梁由 n 個節(jié)間構(gòu)成的單聯(lián)或單跨梁，設(shè)節(jié)間拼裝的極限誤差為l（通常取l =2mm），則由于梁體拼裝誤差和固定支座安裝誤差的共同影響，每一聯(lián)（跨）長度的中誤差為當橋梁為N 跨時，則橋軸線長度 L 的中誤差為 例10-1某三聯(lián)三跨連續(xù)梁橋，每跨支座間距離為128m，由長16m 的8個節(jié)間組成，每聯(lián)24個節(jié)間，固定支座安裝極限誤差為7mm，試計算全橋橋軸線中誤差。解單聯(lián)中誤差為全橋橋軸線中誤差為例10-4橋軸線中誤差計算2 當要求控制網(wǎng)點誤差影響僅占總誤差的十分之一時，控制網(wǎng)的精度要求（控制點誤差對放樣點位不發(fā)生顯著影響原則） 式中

19、：m1m2 ，將上式展開為級數(shù)，并略去高次項，則有： 若控制點誤差影響僅使總誤差增加1 / 10，上式括號中第二項應(yīng)為0.1，即得： 上式解出m2代入式（10-9）得： 若考慮以橋墩中心在橋軸線方向的位置中誤差不大于2.0cm作為研究控制網(wǎng)必要精度的起算數(shù)據(jù)，則要求 此即為放樣墩臺中心時控制網(wǎng)誤差的影響應(yīng)滿足的要求。由此算出放樣的精度應(yīng)達到的要求是 。二、橋梁施工平面控制測量1. 橋梁施工平面控制網(wǎng)網(wǎng)形布設(shè) 在滿足橋軸線長度測定和墩臺中心定位精度的前提下，力求圖形簡單并具有足夠的強度，以減少外業(yè)觀測工作和內(nèi)業(yè)計算工作。 根據(jù)橋梁的大小、精度要求和地形條件，橋梁施工平面控制網(wǎng)的網(wǎng)形布設(shè)有以下幾種

20、形式。 雙三角形 大地四邊形 雙大地四邊形 加強型大地四邊形大地四邊形加三角形橋梁平面控制網(wǎng)的建立（1） 橋梁平面控制網(wǎng)的布設(shè)形式 按觀測要素的不同，橋梁控制網(wǎng)可布設(shè)成三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、精密導線網(wǎng)、GPS網(wǎng)等。（2） 橋梁平面控制網(wǎng)坐標系和投影面的選擇 橋梁控制網(wǎng)常采用獨立坐標系統(tǒng) 直線橋坐標軸采用平行或垂直橋軸線方向 曲線橋坐標軸可選為平行或垂直于一岸軸線點（控制點）的切線。 若施工控制網(wǎng)與測圖控制網(wǎng)發(fā)生聯(lián)系時可進行坐標換算，統(tǒng)一坐標系。 橋梁控制網(wǎng)選擇橋墩頂平面作為投影面（3） 橋梁平面控制測量的外業(yè)工作 橋梁控制網(wǎng)經(jīng)設(shè)計估算能達到施工放樣的精度后，就可以進行控制網(wǎng)的外業(yè)測量工作。外業(yè)測量工

21、作包括實地選點、造標埋石及水平角測量和邊長測量等工作。2. 橋梁施工平面控制測量的角度觀測水平角觀測要求： 開測前應(yīng)對所測角儀器進行檢驗和校正。 作業(yè)過程中，儀器2C絕對值：DJ1型儀器不得超過20； DJ2型儀器不得超過30 水平角觀測測回數(shù)應(yīng)符合JTJ041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 的規(guī)定， 各測回的零方向讀數(shù)應(yīng)均勻分布在度盤和測微器的不同位置上。公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范橋梁施工平面控制網(wǎng)平面控制測量等級表2. 橋梁施工平面控制測量的角度觀測水平角觀測要求：公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范橋梁施工平面控制網(wǎng)三角測量的技術(shù)要求表方法：銦鋼基線尺，光電測距3. 橋梁施工平面控制網(wǎng)的距離觀測 用光電測距儀

22、或全站儀測量平面控制網(wǎng)邊長時，外界環(huán)境條件應(yīng)符合下列4點要求：1、注意減弱大氣折光和旁折光的影響；2、測線及兩端的延線上，不得有任何其它發(fā)光物體或反光的物體，以免引起反射信號混亂；3、測站應(yīng)設(shè)在電磁場影響的范圍以外；4、光電測距邊的測回數(shù)及往返測次數(shù)，應(yīng)符合下頁公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范橋梁施工平面控制網(wǎng)測距的主要技術(shù)要求表的規(guī)定。3. 橋梁施工平面控制網(wǎng)的距離觀測公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范橋梁施工平面控制網(wǎng)測距的主要技術(shù)要求表距離觀測的數(shù)據(jù)處理：光電測距邊，必須加入氣象、加乘常數(shù)、周期誤差改正，然后化算為水平距離，水平距離應(yīng)歸算至墩頂（或軌底）平均高程面上。 設(shè)儀器與棱鏡橫軸的平均高程為H1，墩頂（或軌

23、底）的平均高程為H2，地球平均曲率半徑為R，則歸算長度DH為測距精度評定設(shè)某條邊長進行了n次對向觀測，第 i 次對向觀測的差值為di，則一次觀測的中誤差為： 對向觀測平均值的中誤差為：4. 橋梁施工平面控制測量內(nèi)業(yè)計算施工平面控制網(wǎng)通常采用獨立的坐標系（分直線橋和曲線橋）； 直線橋以橋軸線兩控制樁中里程較小的一個為坐標原點，以橋軸線按里程增加方向為 x 軸正向建立測量坐標系； 曲線橋一般以曲線起點 ZH 或始切線上的轉(zhuǎn)點為坐標原點，以始切線指向JD方向為 x 軸正向建立測量坐標系； 曲線橋也可以橋軸線控制點為坐標系原點，以該點處曲線的切線方向為 x 軸，以線路前進方向為 x 軸正向建立測量坐標

24、系。 橋梁施工平面控制網(wǎng)按方向或角度，用條件平差或間接平差方法進行嚴密平差。 平差計算完成后，應(yīng)對網(wǎng)中所有的幾何條件（或附合條件）進行檢算，并計算單位權(quán)中誤差、橋軸線及最弱邊邊長中誤差。 對于邊角網(wǎng)或測邊網(wǎng)，不應(yīng)大于10 mm； 對于以基線為基礎(chǔ)的測角網(wǎng)，不應(yīng)大于原估算的橋軸線及最弱邊邊長相對中誤差。三、橋梁施工高程控制測量 各水準點應(yīng)沿橋軸線兩側(cè)以400 m左右的間距均勻布設(shè)，并構(gòu)成連續(xù)水準環(huán)。水準點應(yīng)與相鄰的線路水準點聯(lián)測，以保證橋梁與相鄰線路在高程位置上的正確銜接。水準測量的等級、精度、限差應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定。為了便于施工放樣，可根據(jù)實際需要在施工地點附近設(shè)立若干個施工水準點。 橋梁高程控

25、制測量的作用有兩方面： 1、統(tǒng)一本橋高程基準面； 2、在橋址附近設(shè)立基本高程控制點和施工高程控制點，以滿足施工中高程放樣和監(jiān)測橋梁墩臺垂直變形的需要。 建立高程控制網(wǎng)的常用方法是水準測量和三角高程測量。 為了方便橋墩高程放樣，在距水準點較遠（一般大于1km）的情況下，應(yīng)增設(shè)施工水準點。施工水準點可布設(shè)成附合水準路線。施工高程控制點在精度要求低于三等時，也可用三角高程建立。 當水準路線需要跨越較寬的河流或山谷時，需要跨河水準測量方法特殊的觀測方法建立橋梁高程控制。水準點應(yīng)埋設(shè)標石施工水準點的高程必須定期檢測。水準測量的等級和精度應(yīng)滿足下表的要求水準點應(yīng)埋設(shè)標石施工水準點的高程必須定期檢測。水準測

26、量的等級和精度應(yīng)滿足上表的要求10-3 橋梁定位資料計算直線橋墩臺中心坐標計算 直線橋的墩臺中心位于橋軸線上，且橋軸線和線路中線完全重合。 xi = DKi - DKA yi = 0 設(shè)橋軸線控制點 A 為施工坐標系的原點，其里程為DKA ， x 軸與橋軸線重合，且指向里程增加方向，第 i 號墩的里程為 DKi ，則該墩中心的坐標 xi、yi 為y x10-4 墩臺定位及縱橫軸線測設(shè) 橋梁施工測量中，主要的工作是準確地測設(shè)出橋梁墩、臺的中心位置，即所謂的墩、臺中心定位，簡稱墩臺定位。 墩臺定位必須滿足一定的精度要求，特別是對預(yù)制梁橋更是如此。一、直線橋的墩臺定位1.直接量距法 光電測距 或 直

27、接丈量 2. 前方交會法如果橋墩位置無法直接丈量，也不便于架設(shè)反光鏡時，可采用前方交會法測設(shè)墩位。前方交會法既可用于直線橋的墩臺定位測量，也可用于曲線橋的墩臺定位測量。用交會法測設(shè)墩位，需要在河的兩岸布設(shè)平面控制網(wǎng)，如導線、三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測邊網(wǎng)等。 前方交會法的基本原理:根據(jù)控制點坐標和墩臺坐標，反算交會放樣元素i、i ，在相應(yīng)控制點上安置儀器并后視另一已知控制點，分別測設(shè)水平角i、i ，得到兩條視線的交點，從而確定墩臺中心的位置。i i異側(cè)交會 同側(cè)交會兩交會方向線之間的夾角 稱為交會角墩臺中心交會的精度與交會角 的大小有關(guān)。 交會角的要求：當置鏡點位于橋軸線兩側(cè)時，交會角應(yīng)在90150之

28、間；當置鏡點位于橋軸線一側(cè)時，交會角應(yīng)在60110之間。在橋梁控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計和布網(wǎng)時，應(yīng)充分考慮每個墩臺中心交會時交會角的大小，必要時，可根據(jù)情況增設(shè)插點或精密導線點作為次級控制點。測設(shè)數(shù)據(jù)計算為了便于作業(yè)，應(yīng)根據(jù)控制點的坐標和墩臺中心的坐標，計算測設(shè)數(shù)據(jù)并將其編制成表。墩臺定位測設(shè)數(shù)據(jù)主要包括：置鏡點、墩臺或控制點編號、坐標方位角、邊長等。以下格式更簡潔置鏡點控制點邊 長坐標方位角 墩臺號邊 長坐標方位角 D10#161.4192145 04 25.8D2141.793140 39 40.41#141.8365139 20 24.9D3199.900883 43 49.12#101.9071

29、114 55 28.3D4151.0969142 17 32.53#94.783777 09 57.94#126.005047 10 28.85#143.978139 55 54.1現(xiàn)場測設(shè)在控制點D安置儀器，后視控制點A，將度盤安置為DA;根據(jù)測設(shè)數(shù)據(jù)表,轉(zhuǎn)動照準部至度盤讀數(shù)為Di 得到 D-i 方向；同樣方法得到 C-i 方向，兩條視線的交點處打樁，釘設(shè)出 i 號墩臺中心位置;在橋軸線上檢查各墩臺位置。示誤三角形通常將三臺經(jīng)緯儀分別安置于三個控制點上，用三條方向線同時交會。理論上三條方向線應(yīng)交于一點，而實際上由于控制點誤差和交會測設(shè)誤差的共同的影響，三條方向線一般不會交于一點，而是形成一個

30、小三角形，該三角形的大小反映交會的精度，故稱其為示誤三角形。交會限差及墩臺中心的確定 示誤三角形的最大邊長或兩交會方向與橋中線交點間的長度，在墩臺下部（承臺、墩身）不應(yīng)大于25mm，在墩臺上部（托盤、頂帽、墊石）不應(yīng)大于15mm。若交會的一個方向為橋軸線，則以其它兩個方向線的交會點P1投影在橋軸線上的P點作為墩臺中心。交會方向中不含橋軸線方向時，示誤三角形的邊長不應(yīng)大于30mm，并以示誤三角形的重心作為橋墩臺中心。二、墩臺縱橫軸線測設(shè) 墩臺縱橫軸線是確定墩、臺方向的依據(jù)，也是墩、臺施工中細部放樣的依據(jù)。直線橋各個墩臺的縱軸線與橋軸線重合，可根據(jù)橋軸線控制樁測設(shè)；直線橋的橫軸線不一定與縱軸線垂直

31、，兩者夾角根據(jù)設(shè)計文件確定，可將經(jīng)緯儀安置于墩臺中心，后視橋軸線控制樁定向，測設(shè)規(guī)定的角度得到墩臺橫軸線方向。A例103某鐵路直線橋設(shè)計的結(jié)構(gòu)形式為：124m 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁 + 364m箱形連續(xù)鋼梁 + 124 m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，各墩臺中心的設(shè)計里程如表105。試完成：1. 橋軸線長度精度估算2. 平面控制測量的實施3. 墩臺中心定位資料的計算。返回例101表10-5 墩臺中心的設(shè)計里及其坐標樁號及 墩臺號里 程間 距x0#臺DK638+798.92-12.807012.807D4+811.727011.9431#墩+823.6711.943064.652#墩+888.3276.59

32、3064.003#墩+952.32140.593064.004#墩DK639+016.92205.193021.9366D2038.8566227.12962.81345#臺+041.67229.94301橋軸線長度精度估算第1孔和第5孔為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁，設(shè)其跨長中誤差分別為 ml1 和 ml5 ，已知點位放樣極限誤差D=10mm，則 解第 24 孔為箱形連續(xù)鋼梁，為預(yù)制的16m梁段運到現(xiàn)場后拼接，并以高強螺栓固定連接。64m64m64m1#2#3#4#已知 n=12，節(jié)間拼裝誤差l = 2mm (P317) ，支座安裝誤差 = 7mm(P317)，設(shè)該段中誤差為ml2-4，則橋軸線長

33、度中誤差mL為: 已知橋長 L=242.75m，則橋軸線長度的相對中誤差為2. 平面控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計根據(jù)橋軸線長度的估算精度，參照表 10-5可知，該橋施工平面控制網(wǎng)按五等三角網(wǎng)施測即可。由于橋軸線長度小于橋長，故控制網(wǎng)提高一個等級施測。箱形連續(xù)鋼梁當時屬新型結(jié)構(gòu)，在墩臺施工、梁體架設(shè)和運營管理階段均要進行變形觀測，故控制網(wǎng)再提高一個等級施測。所以，技術(shù)設(shè)計書確定，該橋施工平面控制網(wǎng)按三等三角網(wǎng)施測?；€D1、D3 的邊長采用光電測距方法實測，數(shù)據(jù)處理后，相對中誤差1/260000。三角網(wǎng)的角度采用方向觀測法。按條件觀測平差。平差后 橋軸線長度相對中誤差1/1890001/21700， 測角中誤

34、差m=1.491.8。3. 三角網(wǎng)觀測與平差計算以橋軸線控制點D4為坐標原點，以橋軸線按里程增加方向為 x 軸正向，計算各控制點和墩臺中心在該坐標系中的坐標。4. 控制點坐標和墩臺坐標計算注:如果D4的 x 坐標值等于其里程，則坐標計算更加簡單，且不容易錯!樁 號 及 墩 臺 號xyD1119.5391-92.4158D2227.12960D3141.3700106.2893D4000#-12.807001#11.943002#76.593003#140.593004#205.193005#229.94300置鏡點控制點邊 長坐標方位角 墩臺號邊 長坐標方位角 D10#161.4192145

35、04 25.8D2141.793140 39 40.41#141.8365139 20 24.9D3199.900883 43 49.12#101.9071114 55 28.3D4151.0969142 17 32.53#94.783777 09 57.94#126.005047 10 28.85#143.978139 55 54.15. 交會數(shù)據(jù)表編算10-5 橋梁竣工測量 墩臺施工完成以后架梁以前，應(yīng)進行墩臺的竣工測量。對于隱蔽在竣工后無法測繪的工程，如橋梁墩臺的基礎(chǔ)等，必須在施工過程中隨時測繪和記錄，做為竣工資料的一部分。 橋梁架設(shè)完成后還要對全橋進行全面測量。 一、橋梁竣工測量的目的

36、：測定建成后墩臺的實際情況；檢查是否符合設(shè)計要求；為架梁提供依據(jù)；為運營期間橋梁監(jiān)測提供基本資料。測定墩臺中心、縱橫軸線及跨距；二、橋梁竣工測量的內(nèi)容：丈量墩臺各部尺寸；測定墩帽和支承墊石的高程；測定橋中線、縱橫坡度；根據(jù)測量結(jié)果編繪墩臺中心距表、墩頂水準點和墊石高程表、墩臺竣工平面圖、橋梁竣工平面圖等；如果運營期間要對墩臺進行變形觀測，則應(yīng)對兩岸水準點及各墩頂?shù)乃疁蕵艘圆坏陀诙人疁蕼y量的精度聯(lián)測。10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣 準確地測設(shè)橋梁墩臺的中心位置和它的縱橫軸線，是橋梁施工階段最主要的工作之一，這個工作稱為墩臺定位和軸線測設(shè)。10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣10.4.1 曲線橋梁測設(shè)

37、資料的計算 在曲線橋梁設(shè)計中，梁中心線的兩端并不位于線路的中心線上，因為那樣將使梁的中部線路中心偏向梁的外側(cè)，致使車輛通過時，梁的兩側(cè)受力不均勻，因而必須將梁的中線向外側(cè)移動一段距離E，這段距離稱為偏距。曲線橋線路中心線與梁的中線不能完全吻合10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣10.4.1 曲線橋梁測設(shè)資料的計算梁中線向外側(cè)的偏距梁中線向外側(cè)的偏距偏距的布置方式 平分中矢布置：使E等于中矢值的一半。 切線布置：使E等于中矢。10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣偏距的計算 I.當梁在圓曲線上時 切線布置，則E為中矢值 平分中矢布置，則E為中矢之半 II. 當梁在緩和曲線上時 切線布置 平分中矢布置10.4

38、橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣 橋臺的布置 （1）直線布置：橋臺的中心線與相鄰梁跨的中線布置在一條直線上。 圖10-7 直線布置10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣 橋臺的布置 （2）折線布置：使臺前的E與相鄰梁跨的E相同，而使臺尾的E為零。10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣 偏心距E、偏角及墩中心距L，一般在設(shè)計文件中給出，但在測設(shè)以前仍應(yīng)按上述計算方法重新進行校核計算。10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣10.4.2 曲線橋梁墩臺中心坐標計算 墩臺中心坐標 縱軸線上離墩中心E1處取一點t，則t的坐標為10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣10.4.3 墩臺中心定位和軸線測設(shè) 測設(shè)墩臺中心的方法有直接丈量法、偏角法、導線法、

39、極坐標法及前方交會法。 1）極坐標法 2）前方交會法10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣10.4.4 橋梁施工中的檢測與竣工測量1 橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工放樣的檢測(1) 樁基礎(chǔ)：一般單排樁要求軸線偏位5cm，群樁要求軸線 偏位10cm。(2) 承臺（系梁）的軸線偏位15 mm。(3) 立柱、墩帽軸線偏位10 mm。2 橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工放樣的檢測 本階段的測量工作主要是高程的控制，如T梁、板梁、現(xiàn)澆普通箱梁、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力箱梁的頂面標高直接影響到橋面的厚度，橋面的厚度直接影響橋梁使用。懸澆預(yù)應(yīng)力箱梁的高程控制更是要影響貫通的高差及橋面的厚度。10.4 橋墩臺基礎(chǔ)的施工放樣10.4.4 橋梁施工中的檢測與竣

40、工測量3 橋梁的竣工測量 橋梁的竣工測量主要根據(jù)規(guī)范、圖紙要求，對已完成的橋梁進行全面的檢測，主要檢測的測量項目有軸線、高程、寬度等。10.7 大型斜拉橋、懸索橋高塔柱施工測量 10.7.1 概況 斜拉橋用若干根斜拉索將梁拉在塔上，它由斜索、塔柱和主梁所組成。10.7 大型斜拉橋、懸索橋高塔柱施工測量斜拉橋、懸索橋的斜索和懸索一般均支承在兩個塔柱上。索塔是斜拉橋、懸索橋的主體構(gòu)件之一，橋的跨徑越大，其索塔越高。10.7 大型斜拉橋、懸索橋高塔柱施工測量10.7.2 索塔施工對測量控制的技術(shù)要求1 平面定位技術(shù)要求 塔柱中心線位偏位誤差不超過塔高的1/3000； 東西索塔的中心距符合設(shè)計距離，橋

41、軸線長度的精度不低于1/4萬； 索塔的中心線與橋軸線平行及垂直； 控制塔身以設(shè)計的傾斜度、收坡和斷面提升，其偏位誤差不超過塔高的1/3000。2 高程定位技術(shù)要求 控制上、中、下塔柱和各橫系梁等各施工斷面的標高，使其上升到一定的高度時符合設(shè)計的傾斜度；下橫系梁頂面標高的誤差不大于1.0cm，中橫系梁頂面標高的誤差不大于2.0cm，塔頂和上橫梁標高的誤差不大于3.0cm。10.7 大型斜拉橋、懸索橋高塔柱施工測量10.7.3 索塔施工首級與局部控制網(wǎng)的建立與施測 1 索塔施工首級控制網(wǎng)的建立與施測 為保證塔柱間的橫向間距和縱向跨徑符合設(shè)計要求，需建立控制范圍包括東西塔的首級平面和高程控制網(wǎng)。10

42、.7 大型斜拉橋、懸索橋高塔柱施工測量2 索塔施工局部控制網(wǎng)的建立與施測 圖中1、2、3、4和1、2、3、4為局部網(wǎng)平面控制點，E1、E2E8、為局部網(wǎng)高程控制點（兼作沉降監(jiān)測點），57，68、和和為準直儀觀測平臺，利用首級控制網(wǎng)按極坐標方法精確放樣1、2、3、4和1、2、3、4用二等水準測量聯(lián)測E1E8的高程，再利用局部控制點精密放樣準直儀的觀測平臺。10.7 大型斜拉橋、懸索橋高塔柱施工測量3 觀測平臺、滑車的設(shè)計與安裝 為適應(yīng)不同高度處塔柱的模板定位，使準直儀能快速地安置于需要的位置上，在每個塔柱的內(nèi)側(cè)設(shè)計兩個觀測平臺； 為減少準直儀對中誤差的影響和快速安置儀器，設(shè)計了裝載準直儀的滑車，

43、這樣便可使裝載準直儀的滑車能在觀測平臺上來回滑動。 為使滑車能方便地裝載準直儀并在觀測平臺上滑動，滑動時保持其中心與平臺的中線一致，且能從滑車上觀測準直儀的移動量，要求滑車上要有安裝準直儀的中心螺孔，沿槽鋼頂面和側(cè)面滑動的滑輪和量取移動量的刻劃標志線。 10.7 大型斜拉橋、懸索橋高塔柱施工測量10.7.4 索塔施工測量控制方法1 天頂準直儀鉛垂線控制法 利用準直儀垂直方向上的鉛垂光線投影在光靶上的視點或光斑，控制施工模板在順橋向和橫橋向兩個垂直向上的移動，使施工模板定位在塔柱的設(shè)計位置上，以達到控制塔柱施工的橫向傾斜度2 全站儀極坐標控制法 全站儀極坐標法測量坐標與設(shè)計坐標比較3 索塔的標高

44、定位 懸掛鋼尺水準測量的方法分段往上傳遞10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.1概述 斜拉索的應(yīng)力和線形控制是施工監(jiān)控的重要內(nèi)容，斜拉索的線形與由塔上和梁上斜拉索索道管的空間位置相關(guān)，斜拉索索道管空間位置的精密測量定位及其精度，是影響斜拉橋施工質(zhì)量、成橋線形和施工工期的重要因素，在斜拉橋的施工測量中占有重要的地位。 塔上斜拉索索道管其位置高，又與索塔同時施工，受施工的影響大，因此比主梁上的斜拉索索道管測量定位難度大，塔上斜拉索索道管的精密測量定位方法，是大型斜拉橋施工測量的主要內(nèi)容之一。10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.2 斜拉索索道管的測量定位的精度要求 為了確保成橋后斜

45、拉索和主梁線形接近設(shè)計線形，大型斜拉橋斜拉索索道管測量定位的精度要求高達5mm，即相對于局部坐標系原點而言，索道管上、下口中心的施工定位與設(shè)計位置在X、Y、Z三方向的誤差，都不得大于5mm。10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.3 斜拉索索道管空間位置的設(shè)計參數(shù)1) 索塔錨固區(qū)鋼墊板中心點A的空間坐標，A點的位置見右圖。10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.3 斜拉索索道管空間位置的設(shè)計參數(shù)2) 索道管的縱向傾角，其幾何含義見圖10-23。10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.3 斜拉索索道管空間位置的設(shè)計參數(shù)3) 索道管水平投影的橫向偏角和錨固區(qū)索道管中心點A的橫向偏

46、距d，它們的幾何含義見圖10-24。索道管水平投影橫向偏角示意圖10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.3 斜拉索索道管空間位置的設(shè)計參數(shù)4）索道管的空間橫向偏角（用公式編輯器修改），與的關(guān)系為，的幾何含義見圖10-22。5）索塔順橋向方向的傾斜度的幾何含義見圖10-23。6）索道管的長度L、索道管的半徑R和鋼墊板的厚度t2，它們的幾何含義見圖10-25。7）索塔錨固區(qū)索道管中心與塔柱外側(cè)壁交點C的空間坐標，C點的位置見下圖10-25。圖10-25索道管測量定位示意圖10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.4 索道管施工放樣點設(shè)計坐標的計算1 中跨上游側(cè)1號索道管設(shè)計參數(shù)10.8

47、大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.4 索道管施工放樣點設(shè)計坐標的計算2 索道管出口B、H和G點設(shè)計坐標的計算10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.4 索道管施工放樣點設(shè)計坐標的計算3 索道管與塔柱外側(cè)壁最低交點D的坐標計算 塔柱在索道管中線鉛垂面方向的傾斜率： 該方向塔柱傾角： D點坐標：10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量4 索道管測量放樣點E和F的設(shè)計坐標計算 已知E和F點距塔柱外側(cè)壁的順橋向方向水平距離分別為L1=0.400m和L2=1.200m，根據(jù)索道管的縱向傾角和橫向偏角，可把L1和L2轉(zhuǎn)換為索道管中線方向的空間長度。E、F點的設(shè)計坐標為：10.8 大型斜拉橋索道精密定位

48、測量10.8.5 斜拉索索道管測量定位的方法1 加密索道管測量定位的局部控制網(wǎng)點 在邊跨已經(jīng)竣工的橋墩或橋面上距索塔200m左右處，設(shè)置索道管測量定位的局部平面控制網(wǎng)點 在索塔上橫梁上，設(shè)置索道管測量定位的局部高程控制網(wǎng)點2 索道管定位點E及F空間位置測設(shè)和索道管定位 按E、F設(shè)計高度，用局部水準點和懸吊鋼尺水準測量精確確定支撐鋼板高度 在已經(jīng)調(diào)好高度的鋼板上放出E和F點的設(shè)計位置10.8 大型斜拉橋索道精密定位測量10.8.5 斜拉索索道管測量定位的方法3 檢查索道管出口上邊緣點H的位置 在出口上端H點設(shè)置測量標志，以整體或局部平面控制點為基準，測量H點的平面坐標； 以局部高程控制網(wǎng)點為基準

49、，用精密水準儀懸吊鋼尺水準測量方法測量H點的標高，這樣就獲得了H點的三維實測坐標； 與其推算的設(shè)計坐標相比較，若X、Y、Z三方向的誤差均在以內(nèi)，則該索道管定位完畢，否則，應(yīng)按上述方法重新進行調(diào)整再次檢查，直到滿足要求為止。10.9 橋梁施工和運營期的變形監(jiān)測10.9.1 概述動態(tài)變形:在外力影響下而產(chǎn)生的某個時刻的瞬時變形，如撓度變形。靜態(tài)變形:變形觀測的結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形值，如墩臺變形。橋梁變形墩臺垂直位移觀測墩臺水平位移觀測10.9 橋梁施工和運營期的變形監(jiān)測大地控制測量方法（常規(guī)地面測量方法），是變形觀測的主要手段。特殊測量方法，包括傾斜測量和激光準直測量地面立體攝影測量方法GPS動態(tài)監(jiān)測方法橋梁變形觀測方法橋梁變形分析：歸納出橋梁變形的過程、變形的規(guī)律和幅度，分析變形的原因，判斷變形是否異常。10.9 橋梁施工和運營期的變形監(jiān)測10.9.2 垂直位移觀測1