第10章-道橋隧工程測量

《測量學(xué)》

第十章

道路橋梁隧道工程測量

193§10-1道路工程測量概述道路工程包括鐵路和公路工程。鐵路工程分為高速鐵路、主干鐵路、地方鐵路，道路工程分為聯(lián)系城市之間的公路(包括國道和高速公路)、城市道路(包括高架道路地下鐵路)、工礦企業(yè)的專用道路以及為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民生活服務(wù)的農(nóng)村道路,由此組成全國道路網(wǎng)。道路工程測量也應(yīng)遵循“先控制后細(xì)部”的原則。道路工程為線形工程，控制網(wǎng)只沿線路方向布設(shè)，是一個(gè)長度達(dá)數(shù)公里、數(shù)十公里甚至數(shù)百公里而寬度只有數(shù)十米或數(shù)百米的狹長帶狀控制網(wǎng)，并且需要與國家或城市控制網(wǎng)聯(lián)測，以納入統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系統(tǒng)。傳統(tǒng)上用導(dǎo)線布設(shè)道路工程的平面控制網(wǎng)，用水準(zhǔn)路線布設(shè)高程控制網(wǎng)。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）技術(shù)為道路測量建立控制網(wǎng)提供了新的方法。293道路GNSS控制網(wǎng)某高速公路中的一段的GNSS控制網(wǎng)圖393初測

—在路線范圍內(nèi)，測繪帶狀地形圖、縱斷面圖，收集地質(zhì)、水文等資料，為初步設(shè)計(jì)提供依據(jù)。定測

—在選定設(shè)計(jì)方案的路線上進(jìn)行中線測量、縱、橫斷面測量、帶狀地形圖測繪。為道路工程建立高程控制的路線水準(zhǔn)測量稱為基平測量，常用三﹑四等水準(zhǔn)測量來建立。GNSS高程測量也可用于路線測量中的基平測量。路線勘測一般分為“初測”和“定測”兩個(gè)階段。道路經(jīng)過定測后進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，它的平面線型、縱坡、橫斷面等已有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和圖紙，即可進(jìn)行道路施工。施工前和施工中，需要恢復(fù)中線、測設(shè)路基邊樁和豎曲線等。這些測量工作總稱為道路施工測量。以下主要介紹道路定測和施工測量。493§10-2道路中線測量道路中線的平面幾何線型由直線和曲線組成。中線測量工作主要包括：測設(shè)中線上各交點(diǎn)(JD)和轉(zhuǎn)點(diǎn)(ZD)、量距和釘樁、測量交點(diǎn)上的偏角、測設(shè)圓曲線和緩和曲線的主點(diǎn)(直圓ZY,曲中QZ,圓直YZ,圓緩YH,緩圓HY)和細(xì)部點(diǎn)等。ZY—直線和圓曲線連接點(diǎn)QZ—圓曲線的中點(diǎn)YZ—圓曲線和直線連接點(diǎn)YH—

圓曲線和緩和曲線連接點(diǎn)HY—緩和曲線和圓曲線連接點(diǎn)593上圖的圓曲線和緩和曲線組成一組反向曲線段山區(qū)道路的反向曲線段693一、路線的交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)測設(shè)交點(diǎn)—路線的相鄰直線段的相交之點(diǎn)。是詳細(xì)測設(shè)道路中線的控制點(diǎn)。在初測的帶狀地形圖上進(jìn)行紙上定線，設(shè)計(jì)交點(diǎn)的位置，然后實(shí)地測設(shè)。轉(zhuǎn)點(diǎn)—路線直線段上的點(diǎn)。定線測量中，當(dāng)相鄰兩交點(diǎn)互不通視或直線段較長時(shí)，每隔200～3O0m設(shè)一轉(zhuǎn)點(diǎn),以便在交點(diǎn)測量轉(zhuǎn)折角和直線量距時(shí)作為照準(zhǔn)和定線的目標(biāo)。(－)交點(diǎn)測設(shè)

圖上量得與地物的關(guān)系測設(shè)路線交點(diǎn)

(例如用距離交會(huì)法)道路中線道路中線交點(diǎn)房屋電線桿793根據(jù)導(dǎo)線點(diǎn)測設(shè)路線交點(diǎn)893穿線法測設(shè)路線交點(diǎn)導(dǎo)線導(dǎo)線道路中線道路中線導(dǎo)線點(diǎn)交點(diǎn)測設(shè)的轉(zhuǎn)點(diǎn)不嚴(yán)格在一條直線上。用目估法或經(jīng)緯儀視準(zhǔn)法定出一條直線，使盡可能靠近這些測設(shè)點(diǎn)，這一工作稱為穿線。測設(shè)點(diǎn)P1P2P3P4不在一直線上導(dǎo)線沿道路中線布設(shè)，可按鄰近的導(dǎo)線點(diǎn)用極坐標(biāo)法測設(shè)交點(diǎn)。路線的相鄰直線段(AB,CD)用穿線法定出后,可用延長相交法測設(shè)交點(diǎn)(JD)。方法：將經(jīng)緯儀安置于B點(diǎn)，瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，在視線方向上,接近交點(diǎn)JD的概略位置前、后打下兩個(gè)樁（稱為騎馬樁）采用延長直線的“正倒鏡分中法”在該兩樁上定出a，b兩點(diǎn)，并釘以小釘,拉上細(xì)線；將經(jīng)緯儀搬至C點(diǎn),后視D點(diǎn),同法在交點(diǎn)概略位置前,后打下兩個(gè)騎馬樁,定出c,d兩點(diǎn),拉上細(xì)線；在兩條細(xì)線相交處打下木樁,并釘以小釘,得到交點(diǎn)JD。DJDABC993abcd二、路線轉(zhuǎn)折角的測定

路線前進(jìn)方向1093在路線的交點(diǎn)上，應(yīng)根據(jù)交點(diǎn)前、后的轉(zhuǎn)點(diǎn)測定路線的轉(zhuǎn)折角。通常測定路線前進(jìn)方向的右角β，用DJ2或DJ6級(jí)經(jīng)緯儀觀測一個(gè)測回。按β角計(jì)算出路線交點(diǎn)處的偏角α，當(dāng)β＜180°時(shí)，為右偏角（路線向右轉(zhuǎn)折），當(dāng)β＞180°時(shí)，為左偏角（路線向左轉(zhuǎn)折）。最后定出轉(zhuǎn)折角的分角線方向三、里程樁的設(shè)置

里程樁的作用：標(biāo)定路線中線的位置,注明類別和離起點(diǎn)的距離；

(例:

JD

3+135.12

—交點(diǎn),離起點(diǎn)3135.12m)測量路線縱、橫斷面的依據(jù)；便于計(jì)算工程量。1193距離為50m整數(shù)的整樁地物加樁(涵洞)曲線主點(diǎn)樁(ZY)方樁(標(biāo)明點(diǎn)位)扁樁(指明方樁所在和性質(zhì))§10-3道路圓曲線的測設(shè)一、圓曲線主點(diǎn)測設(shè)主點(diǎn)測設(shè)元素的計(jì)算:1293切線長曲線長外矢距曲切差根據(jù)主點(diǎn)元素測設(shè)圓曲線主點(diǎn)樁號(hào)的計(jì)算計(jì)算檢核：YZ樁號(hào)=

JD樁號(hào)+T-J1393樁號(hào)計(jì)算：道路中線不經(jīng)過交點(diǎn),圓曲線中點(diǎn)和終點(diǎn)的樁號(hào)必須從圓曲線起點(diǎn)的樁號(hào)沿曲線的長度推算而得。而交點(diǎn)樁的里程已由中線測量獲得,因此可根據(jù)交點(diǎn)的里程樁號(hào)及圓曲線測設(shè)元素計(jì)算出各主點(diǎn)的里程樁號(hào)。一、圓曲線主點(diǎn)的測設(shè)1.曲線起點(diǎn)(ZY)的測設(shè)經(jīng)緯儀安置在JD點(diǎn),后視相鄰交點(diǎn),按視線方向測設(shè)切線長T，即為ZY點(diǎn)。2.曲線終點(diǎn)(YZ)的測設(shè)經(jīng)緯儀前視相鄰交點(diǎn),按視線方向測設(shè)切線長T,即為YZ點(diǎn)。3.曲線中點(diǎn)(QZ)的測設(shè)測設(shè)路線轉(zhuǎn)折角的分角線方向(曲線中點(diǎn)方向),測設(shè)外矢距E,即為QZ點(diǎn)1493（用極坐標(biāo)法測設(shè)—方向,距離）二、圓曲線的細(xì)部點(diǎn)測設(shè)偏角法測設(shè)數(shù)據(jù)計(jì)算:(偏角即弦切角)細(xì)部點(diǎn)P1P2P3P4(整樁),l0整樁間弧長(整弧),l1

ln+1(非整弧)所對圓心角分別為φ0

φ1

φn+1：

1593（一）偏角法(曲線上的細(xì)部點(diǎn)為應(yīng)設(shè)置的里程樁)9316根據(jù)弦切角為同弧所對圓心角之半：同弧所對的弦長為：根據(jù)弦切角和弦長,以切線為起始方向,用極坐標(biāo)法測設(shè)Pi9317曲線里程樁號(hào)相鄰樁點(diǎn)弧長

(m)偏角△弦長C(m)相鄰樁點(diǎn)弦長c

(m)ZY3+091.05P13+100P23+120P33+140P43+160YZ3+175.528.9520.0020.0020.0015.520°00’00”2°08’12”6°54’41”11°41’10”16°27’39”20°10’00”08.9528.8848.6168.0182.748.9519.9819.9819.9815.51QY3+133.2910°05’00”42.02表10-1圓曲線細(xì)部點(diǎn)偏角法測設(shè)數(shù)據(jù)(R=120m)測設(shè)方法：經(jīng)緯儀(或全站儀)置于ZY點(diǎn),以JD定向,轉(zhuǎn)過偏角按短弦c(相鄰點(diǎn)距離)測設(shè)點(diǎn)位Pi。(二)圓曲線細(xì)部點(diǎn)測設(shè)的極坐標(biāo)法1893計(jì)算各細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo),置全站儀于控制點(diǎn),用極坐標(biāo)法測設(shè)點(diǎn)位是功效最高的方法。主點(diǎn)和細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算方法：1.按交點(diǎn)坐標(biāo)和圓曲線元素計(jì)算曲線主點(diǎn)坐標(biāo)；2.按圓曲線起點(diǎn)坐標(biāo)根據(jù)偏角Δ和長弦C計(jì)算Pi點(diǎn)坐標(biāo)。9319曲線里程樁號(hào)偏角

方位角α弦長C(m)坐標(biāo)x(m)y(m)ZY3+091.05P13+100P23+120QZ3+133.29P33+140P43+160YZ3+175.520°00’00”2°08’12”6°54’41”10°05’00”11°41’10”16°27’39”20°10’00”52°16’30”54°24’42”59°11’11”62°21’30”63°57’40”68°44’09”72°26’30”8.9528.8842.0248.6168.0182.746821.356826.566836.156840.856842.696846.026846.315599.385606.665624.185636.605643.065662.765678.27

表10-2圓曲線細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算(按偏角和長弦)§10-4道路緩和曲線的測設(shè)一、緩和曲線計(jì)算2093車輛在平面線型為圓曲線的公路或鐵路上行駛，會(huì)產(chǎn)生離心力,正比于車速,反比于曲線的半徑。離心力影響行車安全，須用公路外側(cè)超高或鐵路外軌超高使車輛向曲線內(nèi)側(cè)傾斜來抵消這種離心力。超高不應(yīng)突然產(chǎn)生，因此需要在直線段與曲線段之間插入一段“緩和曲線“作為過渡。高速公路的圓曲線兩端必須設(shè)置緩和曲線

使外側(cè)超高均勻地增加2193曲線部分的路基橫斷面（一）緩和曲線的理論2293圓曲線半徑R緩和曲線半徑r

=∞→R緩和曲線弧長l

i緩和曲線全長l

S任意常數(shù)C緩和曲線的數(shù)學(xué)關(guān)系式：r

=Rr

=8半徑與弧長成反比緩和曲線和圓曲線的獨(dú)立坐標(biāo)系2393為了求得緩和曲線長度與點(diǎn)位的關(guān)系,建立以ZH為原點(diǎn),以切線方向?yàn)榭v軸的獨(dú)立坐標(biāo)系。

β為緩和曲線上任一點(diǎn)的切線方位角βo

為HY點(diǎn)的切線方位角,Β

j

為圓曲線點(diǎn)的切線方位角緩和曲線圓曲線緩和曲線點(diǎn)和圓曲線點(diǎn)的獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)2493緩和曲線點(diǎn)坐標(biāo)：9325HY點(diǎn)坐標(biāo)：圓曲線點(diǎn)坐標(biāo)：切垂距：內(nèi)移距：9326

緩和曲線原素的計(jì)算公式：切線長外矢距圓曲線長曲線全長曲線獨(dú)立坐標(biāo)與大地坐標(biāo)的變換：式中：Xi

Yi為大地坐標(biāo),

Xo

Yo為ZH或HZ點(diǎn)坐標(biāo),

xi

yi

為獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)。五、緩和曲線利用AutoCAD計(jì)算與繪圖2793在AutoCAD系統(tǒng)軟件中，用Visual-LISP語言編制“具有緩和曲線的圓曲線計(jì)算程序”(E-CURVE.LSP

)，有計(jì)算、繪圖和數(shù)據(jù)文件輸出功能，其框圖如下：*原程序在本CD-ROM“7.工程測量LISP程序及應(yīng)用”具有緩和曲線的圓曲線計(jì)算程序(E-CURVE.LSP）

執(zhí)行程序時(shí)的數(shù)據(jù)輸入對話框28932993具有緩和曲線的圓曲線計(jì)算程序(E-CURVE.LSP）

執(zhí)行程序后的圖形屏幕輸出*路線中樁及邊樁的坐標(biāo)輸出見書附CD-ROM“7.工程測量LISP程序及應(yīng)用”§10-5路線縱橫斷面測量一、路線縱斷面測量（一）基平測量—高程控制測量（按四等水準(zhǔn)測量）（二）中平測量—按樁號(hào)依次測定中樁的地面高程(路線水準(zhǔn)測量,兩端附合于基平水準(zhǔn)點(diǎn))30939331（三）全站儀路線縱斷面測量在道路工程測量中，應(yīng)用全站儀的三維坐標(biāo)測量和測設(shè)的方法，在測設(shè)道路中樁的同時(shí)，測定其高程，并自動(dòng)記錄這些點(diǎn)的樁號(hào)和三維坐標(biāo)等。這些數(shù)據(jù)可與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)路線測量的自動(dòng)化和路線縱斷面圖的機(jī)助成圖。（四）縱斷面圖的繪制及施工量計(jì)算縱斷面圖是以中樁的里程為橫坐標(biāo)、以其高程為縱坐標(biāo)而繪制的。常用的里程比例尺有1∶5000、l∶2000和l∶1000幾種。為了明顯地表示地面起伏，一般取高程比例尺比里程比例尺大10倍或20倍。例如里程比例尺用1∶1000時(shí)，則高程比例尺取1∶100或l∶50。道路設(shè)計(jì)縱斷面3293二、路線橫斷面測量（一）橫斷面測量方法3393路線橫斷面測量的主要任務(wù)是在各中樁處測定垂直于道路中線方向的地面起伏，然后按每一中樁樁號(hào)繪成橫斷面圖。橫斷面圖是設(shè)計(jì)路基橫斷面、計(jì)算土石方和施工時(shí)確定路基填挖邊界的依據(jù)。橫斷面測量的寬度一般在中線兩側(cè)各測15～50m。二、橫斷面圖的繪制3493一般采用1∶100或l∶200的比例尺繪制路線橫斷面圖。繪制時(shí)，先標(biāo)定中樁位置(圖虛線)，由中樁開始逐一將地形特征點(diǎn)畫在圖上，用線連接而成地面線，地面線上注記樁號(hào)，地面線下注記地面高程。中樁位置地面高程樁號(hào)3593

橫斷面圖上進(jìn)行路基斷面設(shè)計(jì)：圖(a)為設(shè)計(jì)路基面高于地面,為路堤斷面(填方斷面)圖(b)為設(shè)計(jì)路基面低于地面,為路塹斷面(挖方斷面)圖(c)為半填半挖的路基斷面圖。根據(jù)橫斷面的填、挖面積及相鄰中樁的樁號(hào)(相減即得兩斷面間的水平距離),可以算出施工的土、石方量(填、挖的土石方體積)。填方斷面挖方斷面半填半挖斷面§10-6道路施工測量一、施工控制樁測設(shè)(一)平行線法測設(shè)施工控制樁道路邊樁道路中心線1+2601+2201+2403693道路邊樁平行線法是在設(shè)計(jì)的路基寬度以外,測設(shè)兩排平行于中線的施工控制樁,控制樁的間距一般取10～20m。設(shè)計(jì)道路邊線設(shè)計(jì)道路邊線（二）延長線法測設(shè)施工控制樁3793延長線法是在路線轉(zhuǎn)折處的中線延長線上以及曲線中點(diǎn)至交點(diǎn)的延長線上測設(shè)施工控制樁，量出控制樁至交點(diǎn)的距離并作記錄。必要時(shí)可以隨時(shí)恢復(fù)JD,ZY,QZ,YZ等點(diǎn)的位置。施工控制樁JD1JD2施工控制樁二、路基邊樁測設(shè)

（一）平坦地段路基邊樁測設(shè)3893路基施工前要把設(shè)計(jì)路基的邊坡與原地面相交的點(diǎn)測設(shè)出來。該點(diǎn)對于設(shè)計(jì)路堤為坡腳點(diǎn)，對于設(shè)計(jì)路塹為坡頂點(diǎn)。路基邊樁的位置按填土高度或挖土深度、邊坡設(shè)計(jì)坡度及橫斷面的地形情況而定,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可從CAD圖上量測。設(shè)計(jì)路堤設(shè)計(jì)路塹坡腳點(diǎn)邊樁坡頂點(diǎn)邊樁（二）山坡地段路基邊樁測設(shè)3993山坡地段測設(shè)路塹的路基左、右邊樁離中樁的距離分別為：邊溝寬邊坡中樁挖深左邊樁右邊樁l左，l右的數(shù)值可以從CAD設(shè)計(jì)圖上量測而得。在實(shí)地從中樁沿橫斷面方向量距測設(shè)路基邊樁。路面寬三、豎曲線的測設(shè)4093在設(shè)計(jì)路線縱坡的變更處，考慮行車的視距要求和行車的平穩(wěn),在豎直面內(nèi)用圓曲線連接,這種曲線稱為豎曲線。如圖所示：路線上有三條相鄰的縱坡，其坡度分別為：i1(+

—上坡)、i2（-

—下坡）、i3(+

—上坡)在坡度為i1和i2的縱坡之間設(shè)置凸形豎曲線，在坡度為i2和i3的縱坡之間設(shè)置凹形豎曲線。路線前進(jìn)方向三、豎曲線的測設(shè)

4193豎曲線的設(shè)計(jì)半徑為R,

豎曲線的計(jì)算元素:

豎向偏角α,切線長T,曲線長L,外矢距E,高差改正yi?？梢圆捎门c平面圓曲線計(jì)算主點(diǎn)測設(shè)元素同樣的公式。豎曲線的設(shè)計(jì)半徑R

較大，而α角又較小，因此可以用下列近似公式計(jì)算：偏角：切線長：曲線長：外矢距：按yi在曲線范圍內(nèi)里程樁上測設(shè)豎曲線的高程§10-7

橋梁工程控制測量4293在鐵路公路和城市道路等的線路上，通過河流、山谷或與其他道路立交需要修建橋梁。有鐵路橋梁,公路橋梁,鐵路公路兩用橋梁等。高架道路也是屬于橋梁結(jié)構(gòu)。橋梁工程在勘測設(shè)計(jì)建筑施工和運(yùn)營管理階段都需要進(jìn)行測量工作。南京長江大橋—鐵路公路兩用橋9343一、橋梁平面控制測量橋梁平面控制網(wǎng)的圖形一般為包含橋軸線的雙三角形、具有對角線的四邊形或雙四邊形。橋梁平面控制網(wǎng)的觀測可以采用常規(guī)觀測角度和邊長的邊角網(wǎng)，計(jì)算各平面控制點(diǎn)的坐標(biāo)。大型橋梁平面控制網(wǎng)也可以采用GNSS方法測定。橋梁軸線橋梁平面控制網(wǎng)（一）過河水準(zhǔn)測量4493過河水準(zhǔn)測量主要問題:①前后視距不等②遠(yuǎn)尺距離過長解決方法:①測站河立尺點(diǎn)布設(shè)對稱圖形,采用對向觀測；②遠(yuǎn)尺上加裝覘牌,有利于遠(yuǎn)距離瞄準(zhǔn)；③用多測回觀測取平均值,提高精度。測站近尺視線遠(yuǎn)尺視線

二、橋梁高程控制測量4593由觀測者根據(jù)水準(zhǔn)儀橫絲指揮遠(yuǎn)尺立尺者上下移動(dòng)覘牌，使覘牌中部的橫條或三角形圖案被水準(zhǔn)儀的橫絲所平分。由立尺者根據(jù)覘牌中心孔的指標(biāo)線在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。覘牌上圖案設(shè)計(jì)成有利于瞄準(zhǔn)9346（二）電磁波測距三角高程測量（三）GNSS高程測量用全站儀可進(jìn)行電磁波測距三角高程測量。在河的兩岸布置A、B兩個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn),在A點(diǎn)安置全站儀,量取儀器高

i；在B點(diǎn)安置棱鏡，量取棱鏡高l；全站儀瞄準(zhǔn)棱鏡中心,測觀天頂距Z和斜距S,計(jì)算出A,B點(diǎn)間的高差。由于過河的距離較長,高差測定受到地球曲率和大氣垂直折光的影響。應(yīng)采用對向觀測的方法,能抵消地球曲率和大氣垂直折光的影響。用GNSS測量布設(shè)的橋梁平面控制網(wǎng)也可以用GNSS高程測量的方法進(jìn)行兩岸控制點(diǎn)高程的聯(lián)測。河面寬闊的特大橋梁，用過河水準(zhǔn)測量和三角高程測量有困難時(shí)更為合適?！?0-7

橋梁工程施工測量4793一、中小型橋梁施工測量（一）橋梁中軸線和施工控制樁測設(shè)

根據(jù)道路中線上的橋位施工控制樁k1,k2,k3,k4，測設(shè)出橋臺(tái)和橋墩的中心樁位A,B,C,D點(diǎn),然后分別在這些點(diǎn)上安置全站儀，在與橋梁中軸線垂直的方向上測設(shè)橋臺(tái)和橋墩的施工控制樁位a1,a2,b1,b2,…，每側(cè)要有兩個(gè)控制樁。（二）橋梁基礎(chǔ)施工測量根據(jù)橋臺(tái)和橋墩的中心線定出基坑開挖邊界線。基坑上口尺寸應(yīng)根據(jù)坑深、邊坡坡度、土質(zhì)情況和施工方法而定。基坑挖到一定深度后，應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)高程在坑壁測設(shè)距基底設(shè)計(jì)面為一定高差（例如1米）的水平樁,作為控制挖深及基礎(chǔ)施工的高程依據(jù)。9348基礎(chǔ)完工后，應(yīng)根據(jù)上述的橋位控制樁和墩、臺(tái)控制樁用經(jīng)緯儀或全站儀在基礎(chǔ)面上測設(shè)墩、臺(tái)中心及其相互垂直的縱、橫軸線，根據(jù)縱、橫軸線即可放樣橋臺(tái)、橋墩的外廓線，作為砌筑橋臺(tái)和橋墩的依據(jù)。（一）橋梁墩臺(tái)定位測量9349二、大中型橋梁施工測量大型橋梁的施工必須布設(shè)平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。控制網(wǎng)布設(shè)后,用較精密的方法進(jìn)行墩臺(tái)定位和架設(shè)梁部結(jié)構(gòu)的定位。大橋的水中橋墩大橋的梁部結(jié)構(gòu)方向交會(huì)法測設(shè)橋墩9350A-B為橋軸線，C,D為橋梁平面控制網(wǎng)中的控制點(diǎn)，Pi點(diǎn)為第i個(gè)橋墩設(shè)計(jì)的中心位置。用方向交會(huì)法測設(shè)橋墩中心位置時(shí)，需要計(jì)算在橋梁控制點(diǎn)上的交會(huì)角：α

,

β,

γ,

δ。橋梁軸線控制點(diǎn)控制點(diǎn)方向線相交的角度應(yīng)近于90°方向交會(huì)法的誤差三角形5193由于測量誤差的影響，從C,A,D點(diǎn)指來的三條方向線一般不可能正好交會(huì)于一點(diǎn)，而構(gòu)成方向交會(huì)定點(diǎn)位的“誤差三角形”(Pa-Pb-Pc)。如果誤差三角形在橋軸線上的邊長(Pa-Pb)為容許范圍之內(nèi)(一般規(guī)定：對于墩底放樣,為2.5cm;對于墩頂放樣，為1.5cm），則取C,D

兩點(diǎn)指來方向線的交點(diǎn)PC在橋軸線上的投影點(diǎn)Pi作為橋墩放樣的中心位置。誤差三角形橋墩中心點(diǎn)極坐標(biāo)法測設(shè)橋墩

在使用全站儀進(jìn)行橋梁墩臺(tái)定位時(shí)，用極坐標(biāo)法放樣橋墩中心位置，則更為方便。對于極坐標(biāo)法，原則上可以將儀器放于任何控制點(diǎn)上，按計(jì)算的放樣數(shù)據(jù)（角度和距離）測設(shè)點(diǎn)位。9352測設(shè)橋墩中心位置，最好是將儀器安置于橋軸線點(diǎn)A或B上，瞄準(zhǔn)另一軸線點(diǎn)作為定向，然后指揮棱鏡安置在該方向上測設(shè)APi或BPi的距離,即可定出橋墩中心位置Pi點(diǎn)。（二）橋梁梁部架設(shè)施工測量

橋梁的梁部結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜,要求對墩臺(tái)的方向、距離和高程用較高精度測設(shè)，作為架梁的依據(jù)。9353橋梁中心線方向測定,在直線部分采用準(zhǔn)直法,用經(jīng)緯儀或全站儀正倒鏡分中法,刻劃方向線。如果跨距較大(＞100m),應(yīng)逐個(gè)橋墩觀測左、右角。在曲線部分則采用偏角法或極坐法。相鄰橋墩中心點(diǎn)間距離用測距儀觀測，在中心標(biāo)板上刻劃里程線,與已經(jīng)刻劃的墩臺(tái)方向線正交,形成代表墩臺(tái)中心的十字。墩臺(tái)頂面高程用精密水準(zhǔn)測定,構(gòu)成水準(zhǔn)路線,附合到兩岸水準(zhǔn)點(diǎn)上。如果梁的拼裝系自兩端懸臂、跨中合攏，則合攏前的測量重點(diǎn)應(yīng)放在兩端懸臂的相對關(guān)系上。中心線方向偏差,高程差和距離差要符合設(shè)計(jì)和施工的要求。三、大型斜拉橋施工測量大型斜拉橋主要由索塔

(墩塔)、斜拉索、主梁三大部分組成，塔、索、梁三者之間的聯(lián)系一般常用雙塔三跨連續(xù)梁布置。9354固定于索塔的斜拉索每隔一定索距對梁進(jìn)行提拉，將梁的荷載傳至索塔，再傳至塔墩基礎(chǔ)。斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有利于用懸臂法架設(shè)主梁。(包括預(yù)制拼裝或現(xiàn)場澆注)雙塔三跨連續(xù)梁的斜拉橋上海楊浦大橋5593下圖的上半部分為斜拉橋完成索塔建造后主梁開始用懸臂法施工,下半部分為懸臂施工,中間合攏后的示意圖。斜拉橋的施工施工中的斜拉橋預(yù)制梁塊的分段吊裝5693兩端懸臂施工逐步向中間合攏9357竣工后的斜拉橋—典型的雙塔三跨連續(xù)梁（一）塔柱施工測量

索塔的下半部分為基礎(chǔ)和塔墩，其施工定位測量同一般大橋的定位。其上半部分為塔柱，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般由下塔柱、下橫梁、中塔柱、上橫梁、上塔柱等幾部分組成，如右圖所示。5893塔柱施工測量的重點(diǎn)是保證塔柱各部分的傾斜度、鉛垂度和外形幾何尺寸以及一些構(gòu)件的空間位置等符合設(shè)計(jì)要求。索塔平面基準(zhǔn)投影

索塔建造的平面基準(zhǔn)是塔墩的中軸線和橋梁的中軸線(相互垂直),塔墩中心點(diǎn)的垂直投影是塔柱施工測量的關(guān)鍵。在墩中心點(diǎn)及兩邊平面控制點(diǎn)的旁邊預(yù)留有垂準(zhǔn)孔，垂直投影(鉛垂線測設(shè))的方法有垂準(zhǔn)儀法和全站儀天頂觀測法。5993通過垂準(zhǔn)孔向上垂直投影施工索塔上部結(jié)構(gòu)橋梁中軸線索塔中軸線6093（二）主梁施工測量

斜拉橋的主梁施工是由索塔下雙向?qū)ΨQ懸臂架設(shè)、跨中合攏的動(dòng)態(tài)施工方法。主梁架設(shè)分為現(xiàn)場澆注和預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件拼裝兩種基本方法。主梁施工是從索塔下的“零號(hào)梁塊”開始,向兩側(cè)懸臂伸展。主梁施工測量是保證斜拉橋成橋線型符合設(shè)計(jì)要求。零號(hào)梁塊零號(hào)梁塊矩形控制網(wǎng)

主梁橫斷面線型測量

主梁橫斷面的梁底線型是每一節(jié)段由前端梁底1，2，3，4四個(gè)測點(diǎn)的標(biāo)高來表示。用水準(zhǔn)測量方法測定梁頂面上高程線性點(diǎn)2’3’點(diǎn)的標(biāo)高，推算出梁底測點(diǎn)的標(biāo)高,用斜拉索調(diào)整。6193梁體中軸線主梁橫斷面斜拉索斜拉索6293索道管定位測量斜拉索是連接索塔和主梁并使之構(gòu)成整體斜拉橋的重要組成部分，而索道管是將纜索兩端分別錨固在索塔和主梁上的重要構(gòu)件。為了使纜索能正確定位，對索道管頂口和底口中心的三維坐標(biāo)位置的定位提出了很高的精度要求（例如±5mm）9363

1.塔柱索道管定位測量塔墩靠近岸邊，可以在岸上布置平面控制點(diǎn)，建立通過塔柱中線和墩中線的豎直基準(zhǔn)面。在控制點(diǎn)上安置經(jīng)緯儀或全站儀，瞄準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的方向后，利用望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸的上、下轉(zhuǎn)動(dòng)建立上述基準(zhǔn)面，再用測距、方向交會(huì)等方法測設(shè)待放樣的索道管口中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

遠(yuǎn)離岸邊的塔墩，可以利用塔柱施工測量時(shí)留下的控制點(diǎn)和垂準(zhǔn)孔建立垂準(zhǔn)線和豎直基準(zhǔn)面。高程測設(shè)可以采用高層建筑高程傳遞的方法。

2.主梁索道管定位測量利用主梁施工矩形控制網(wǎng),用經(jīng)緯儀或全站儀,水準(zhǔn)儀和鋼卷尺測設(shè)索道管口中心的三維坐標(biāo)?！?0-9橋梁工程變形觀測

橋梁工程在施工和建成后的運(yùn)營期間，由于各種內(nèi)在因素和外界條件的影響，會(huì)產(chǎn)生各種變形。例如，橋梁的自重對基礎(chǔ)產(chǎn)生壓力，引起基礎(chǔ)、墩臺(tái)的均勻沉降或不均勻沉降，從而會(huì)使墩柱傾斜；梁體在動(dòng)荷載的作用下產(chǎn)生撓曲；高塔柱在日照和溫度的影響下會(huì)產(chǎn)生周期性的扭轉(zhuǎn)或擺動(dòng)；等等。為了保證工程施工質(zhì)量和運(yùn)營安全，驗(yàn)證工程設(shè)計(jì)的效果，應(yīng)對大型橋梁工程定期進(jìn)行變形觀測。93649365一、橋梁變形觀測內(nèi)容垂直位移觀測—對各橋墩、橋臺(tái)進(jìn)行沉降觀測水平位移觀測—對橋墩、橋臺(tái)在水平方向位移的觀測（橋軸線方向和垂直于橋軸線方向）傾斜觀測—對高橋墩和斜拉橋的塔柱進(jìn)行鉛垂線方向的傾斜觀測撓度觀測—對梁體在靜荷載和動(dòng)荷載的作用下產(chǎn)生的撓曲和振動(dòng)的觀測二、橋梁變形觀測方法常規(guī)測量儀器方法—用精密水準(zhǔn)儀測定垂直位移,用全站儀測定水平位移，用垂準(zhǔn)儀作傾斜觀測專用儀器測量方法—用流體靜力水準(zhǔn)儀測定撓度等攝影測量方法—用地面近景攝影測量方法

GNSS方法—橋梁的變形觀測已可用GNSS方法激光三維掃描法—采集橋梁的點(diǎn)云數(shù)據(jù)用于變形分析§10-10