第十二章 橋梁施工測量

橋梁施工測量1/62

根據(jù)設計文獻，按照要求精度，將圖紙上設計橋梁墩臺位置標定于地面，據(jù)此指導施工，確保建成橋梁在平面位置、高程位置和外形尺寸等方面均符合設計要求。橋梁施工測量基本任務2/62

橋梁構(gòu)造基本知識1.橋梁基本術(shù)語

荷載：橋梁所承受重力（豎直）或外力（豎直或水平）承重構(gòu)造：起承受重力作用部分上部構(gòu)造：橋面與承重構(gòu)造統(tǒng)稱，也稱作跨越構(gòu)造或橋跨構(gòu)造橋墩：支撐承重構(gòu)造支承物，岸邊支承物兼擋墻稱作橋臺。下部構(gòu)造：橋墩與橋臺統(tǒng)稱，也稱作支承構(gòu)造。橋軸線：橋渡中心線，橋軸線兩岸控制樁距離稱為橋軸線長度3/622.上部構(gòu)造承重構(gòu)造是梁，主梁能夠用鋼（鋼板梁、鋼箱梁、銅街梁）、鋼筋混凝土（跨度不大時）或預應力混凝土做成。承重構(gòu)造是拱叫做主拱（多于一片拱時稱拱肋）；承重構(gòu)造是懸索叫做主索或大纜。橋面設在承重構(gòu)造上方叫做上承式橋。橋面設在承重構(gòu)造下方叫做下承式橋。

4/625/62南京長江大橋武漢長江大橋6/62鄭州黃河大橋7/62鄭州黃河二橋8/62杭州灣大橋9/62渤海灣大橋10/62美國金門大橋11/62日本明石大橋12/6213/6214/623.下部構(gòu)造

橋梁下部構(gòu)造一般就由支座、墩臺、基礎(chǔ)三個部分組成。上、下部構(gòu)造之間確保力作用位置明確并且連接牢靠支點構(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土壤或巖石叫做地基。15/62測繪范圍

一般應滿足設計橋梁孔徑、橋頭路堤和導流建筑物和施工場地需要，個別情況下應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、現(xiàn)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。

橋址選線測量

橋址平面地形測繪

16/62測量辦法

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）繪制橋址平面地形圖

橋址平面地形圖一般為百分比尺1∶500～1∶500017/621．測繪范圍兩岸應測寬度根據(jù)路肩高程而定，以滿足在圖上足夠布置所有橋孔及導流堤需要為標準，包括導流堤在橋址中線上投影長度，并能設計橋頭填土。如橋址縱斷面兼作水文斷面，并用以進行流量計算，則應測至岸邊高出最高水位或設計水位最少1.0

m，泛濫很寬河流應視詳細情況而定，但必須滿足流量計算要求。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從屬工程為標準。特大橋及大中橋兩岸應埋設橋址控制樁作為橋址定測和施工復測根據(jù)，其位置不受洪水淹沒，必要時應設置護樁或中線方向樁。橋址縱斷面及輔助斷面測量

橋址縱斷面18/622．測量辦法及精度

盡可能在線路中線測量，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5m，平坦地域不得大于20～40m。加樁高程施測誤差不得大于±0.1m。

3．繪制橋址縱斷面圖繪制橋址縱斷面圖測繪百分比尺為1∶200～1∶500，專長橋可采取1∶1000。19/62橋梁施工控制測量對于水中不能直接測設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，梁部構(gòu)造類型復雜特大橋和大橋，需要建立施工平面控制網(wǎng)。為了合理地確定橋梁施工平面控制測量布網(wǎng)方案和觀測方案，確保墩臺中心定位精度，必須預先估算橋軸線長度測定必要精度。20/62一、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

在滿足橋軸線長度測定和墩臺中心定位精度前提下，力求圖形簡單并具有足夠強度，以減少外業(yè)觀測工作和內(nèi)業(yè)計算工作。

根據(jù)橋梁大小、精度要求和地形條件，橋梁施工平面控制網(wǎng)網(wǎng)形布設有下列幾個形式。21/62

雙三角形大地四邊形22/62

雙大地四邊形加強型大地四邊形23/62大地四邊形加三角形24/622.橋梁施工平面控制測量角度觀測水平角觀測要求：開測前應對所測角儀器進行檢查和校正。

作業(yè)過程中，儀器2C絕對值DJ1型儀器不得超出20″；DJ2型儀器不得超出30″

水平角觀測測回數(shù)應符合要求

各測回零方向讀數(shù)應均勻分布在度盤和測微器不一樣位置上。25/62辦法：銦鋼基線尺，光電測距3.橋梁施工平面控制網(wǎng)距離觀測用光電測距儀或全站儀測量平面控制網(wǎng)邊長時，外界環(huán)境條件應符合下列要求：注意削弱大氣折光和旁折光影響；測線及兩端延線上，不得有任何其他發(fā)光物體或反光物體，以免引發(fā)反射信號混亂；測站應設在電磁場影響范圍以外；光電測距邊測回數(shù)及來回測次數(shù)，應符合要求。26/62光電測距限差，應符合要求。距離觀測限差與數(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歸算至墩頂（或軌底）平均高程面上。設儀器與棱鏡橫軸平均高程為H1，墩頂（或軌底）平均高程為H2，地球平均曲率半徑為R，則歸算長度DH為27/62測距精度評定設某條邊長進行了n次對向觀測，第i次對向觀測差值為di，則一次觀測中誤差為：

對向觀測平均值中誤差為：28/624.橋梁施工平面控制測量內(nèi)業(yè)計算施工平面控制網(wǎng)一般采取獨立坐標系；

直線橋以橋軸線兩控制樁中里程較小一種為坐標原點，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；也能夠橋軸線控制點為坐標系原點，以該點處曲線切線方向為x軸，以線路前進方向為x軸正向建立測量坐標系。29/6230/62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辦法進行嚴密平差。

平差計算完成后，應對網(wǎng)中所有幾何條件（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)，不應大于10mm；對于以基線為基礎(chǔ)測角網(wǎng)，不應大于原估算橋軸線及最弱邊邊長相對中誤差。31/62二、橋梁施工高程控制測量各水準點應沿橋軸線兩側(cè)以400m左右間距均勻布設，并組成連續(xù)水準環(huán)。水準點應與相鄰線路水準點聯(lián)測，以確保橋梁與相鄰線路在高程位置上正確銜接。水準測量等級、精度、限差應符合對應要求。為了便于施工放樣，可根據(jù)實際需要在施工地點附近設置若干個施工水準點。32/62水準點應埋設標石施工水準點高程必須定期檢測。水準測量等級和精度應滿足有關(guān)要求每公里水準測量高差中數(shù)偶爾中誤差按下式計算：33/62橋梁定位資料計算直線橋墩臺中心坐標計算

直線橋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

設橋軸線控制點A為施工坐標系原點，其里程為DKA，x軸與橋軸線重合，且指向里程增加方向，第i號墩里程為DKi，則該墩中心坐標xi、yi為34/62yx35/62墩臺定位及縱橫軸線測設

橋梁施工測量中，主要工作是精確地測設出橋梁墩、臺中心位置，即所謂墩、臺中心定位，簡稱墩臺定位。

墩臺定位必須滿足一定精度要求，尤其是對預制梁橋更是如此。36/62一、直線橋墩臺定位直接量距法光電測距或直接丈量37/62

2.前方交會法假如橋墩位置無法直接丈量，也不便于架設反光鏡時，可采取前方交會法測設墩位。前方交會法既可用于直線橋墩臺定位測量，也可用于曲線橋墩臺定位測量。用交會法測設墩位，需要在河兩岸布設平面控制網(wǎng)，如導線、三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測邊網(wǎng)等。38/62

前方交會法基本原理:根據(jù)控制點坐標和墩臺坐標，反算交會放樣元素αi、βi，在對應控制點上安頓儀器并后視另一已知控制點，分別測設水平角αi、βi，得到兩條視線交點，從而確定墩臺中心位置。39/62αi

βi異側(cè)交會同側(cè)交會兩交會方向線之間夾角γ稱為交會角墩臺中心交會精度與交會角γ大小有關(guān)。40/62

交會角要求：當置鏡點位于橋軸線兩側(cè)時，交會角應在90°~150°之間；當置鏡點位于橋軸線一側(cè)時，交會角應在60°~110°之間。在橋梁控制網(wǎng)網(wǎng)形設計和布網(wǎng)時，應充足考慮每個墩臺中心交會時交會角大小，必要時，可根據(jù)情況增設插點或精密導線點作為次級控制點。41/62測設數(shù)據(jù)計算為了便于作業(yè)，應根據(jù)控制點坐標和墩臺中心坐標，計算測設數(shù)據(jù)并將其編制成表。墩臺定位測設數(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。下列格式更簡潔42/62置鏡點控制點邊長坐標方位角°′″墩臺號邊長坐標方位角°′″D10#161.41921450425.8D2141.7931403940.41#141.83651392024.9D3199.9008834349.12#101.90711145528.3D4151.09691421732.53#94.7837770957.94#126.0050471028.85#143.9781395554.143/62現(xiàn)場測設在控制點D安頓儀器，后視控制點A，將度盤安頓為αDA;根據(jù)測設數(shù)據(jù)表,轉(zhuǎn)動照準部至度盤讀數(shù)為αDi得到D-i方向；同樣辦法得到C-i方向，兩條視線交點處打樁，釘設出i號墩臺中心位置;在橋軸線上檢查各墩臺位置。44/62示誤三角形一般將三臺經(jīng)緯儀分別安頓于三個控制點上，用三條方向線同步交會。理論上三條方向線應交于一點，而事實上由于控制點誤差和交會測設誤差共同影響，三條方向線一般不會交于一點，而是形成一種小三角形，該三角形大小反應交會精度，故稱其為示誤三角形。45/62交會限差及墩臺中心確定示誤三角形最大邊長或兩交會方向與橋中線交點間長度，在墩臺下部（承臺、墩身）不應大于25mm，在墩臺上部（托盤、頂帽、墊石）不應大于15mm。若交會一種方向為橋軸線，則以其他兩個方向線交會點P1投影在橋軸線上P點作為墩臺中心。交會方向中不含橋軸線方向時，示誤三角形邊長不應大于30mm，并以示誤三角形重心作為橋墩臺中心。46/6247/62二、墩臺縱橫軸線測設墩臺縱橫軸線是確定墩、臺方向根據(jù)，也是墩、臺施工中細部放樣根據(jù)。直線橋各個墩臺縱軸線與橋軸線重合，可根據(jù)橋軸線控制樁測設；直線橋橫軸線不一定與縱軸線垂直，二者夾角根據(jù)設計文獻確定，可將經(jīng)緯儀安頓于墩臺中心，后視橋軸線控制樁定向，測設要求角度得到墩臺橫軸線方向。48/62A49/62橋梁完工測量

墩臺施工完成后來架梁此前，應進行墩臺完工測量。對于隱蔽在完工后無法測繪工程，如橋梁墩臺基礎(chǔ)等，必須在施工過程中隨時測繪和統(tǒng)計，做為完工資料一部分。橋梁架設完成后還要對全橋進行全面測量。

50/62一、橋梁完工測量目標測定建成后墩臺實際情況；檢查是否符合設計要求；為架梁提供根據(jù)；為運行期間橋梁監(jiān)測提供基本資料。51/62測定墩臺中心、縱橫軸線及跨距；二、橋梁完工測量內(nèi)容丈量墩臺各部尺寸；測定墩帽和支承墊石高程；測定橋中線、縱橫坡度；根據(jù)測量成果編繪墩臺中心距表、墩頂水準點和墊石高程表、墩臺完工平面圖、橋梁完工平面圖等；假如運行期間要對墩臺進行變形觀測，則應對兩岸水準點及各墩頂水準標以不低于二等水準測量精度聯(lián)測。52/62橋梁變形

橋梁施工和運行期變形監(jiān)測

概述靜態(tài)變形:

變形觀測成果只表達在某一期間內(nèi)變形值。如墩臺變形。動態(tài)變形:

在外力影響下而產(chǎn)生某個時刻瞬時變形。如撓度變形。

墩臺垂直位移觀測

墩臺水平位移觀測

53/62橋梁變形觀測辦法

大地控制測量辦法又稱常規(guī)地面測量辦法，是變形觀測主要伎倆。

特殊測量辦法，包括傾斜測量和激光準直測量地面立體照相測量辦法

GPS動態(tài)監(jiān)測辦法

橋梁變形分析：歸納出橋梁變形過程、變形規(guī)律和幅度，分析變形原因，判斷變形是否異常。

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1.垂直位移監(jiān)測網(wǎng)基準點應盡可能選在橋梁承壓區(qū)之外，但又不宜離橋梁墩臺太遠，以免加大實測工作量及增大測量累積誤差，一般來說，以不遠于橋梁墩臺lkm～2km為宜。

工作基點一般選在橋臺上，方便于觀測布設在橋梁墩上觀測點，測定各橋墩相對于橋臺變形。

觀測點布設應遵循既要均勻又要有重點標準。

垂直位移觀測

55/622.垂直位移觀測垂直位移觀測是定期地測量布設在橋墩臺上觀測點相對于基準點高差，求得觀測點高程，利用不一樣步期觀測點高程求出墩臺垂直位移值?；鶞庶c觀測應每年定期進行一次或二次，各次觀測條件應盡也許相同，以減少外界條件對成果影響。水準測量應執(zhí)行等級，根據(jù)變形觀測精度要求而定。一般大型橋梁應按一等水準測量施測。觀測點觀測包括引橋觀測點觀測和水中橋墩觀測點觀測，由于引橋觀測點是在岸上，其施測辦法可參照工作基點施測辦法進行。水中觀測點觀測線路方案從一種墩到另一種墩觀測，能夠采取跨河水準測量或跨墩水準測量。56/62

跨河水準測量：當跨河距離大于200m時，宜采取過河水準法連測兩岸水準點?？绾狱c間距離不大于800m時，可采取三等水準，大于800m時則采取二等水準進行測量。57/62跨河水準測量地點應盡可能選擇在橋渡附近河寬最窄處，兩岸測站點和立尺點可布成對稱圖形。圖中1，2為測站點，A，B為立尺點，1與A和2與B距離盡可能相等，并使距離大于10m，觀測時，視線距水面高度宜大于3m。58/62跨河水準測量視線較長，讀數(shù)困難，在水準尺上安裝一塊能夠沿尺上下移動覘板,覘板用鋁或金屬或有機玻璃制造，背面設有夾具，可沿水準標尺面滑動，并能用固定螺絲控制，將覘板固定于標尺任一位置；覘板中央開一小窗，小窗中央安一水平指標線。由觀測者指揮立尺員上下移動覘板，使覘板上水平指標線落在水準儀十字絲橫絲上，立尺員在水準尺