工程測量課件：橋梁施工測量

工程測量

橋梁施工測量①橋梁控制測量②橋梁墩、臺中心定位及軸線測設(shè)③橋梁細(xì)部放樣④橋梁變形監(jiān)測橋梁施工測量本章內(nèi)容本章內(nèi)容橋梁工程中測繪的主要任務(wù)勘測設(shè)計階段：需要進(jìn)行橋渡線長度測量和測繪橋址縱斷面圖、橋渡位置圖、橋址地形圖、水下地形圖以及水面縱斷面圖，為優(yōu)選橋址和進(jìn)行橋梁設(shè)計提供必要而詳細(xì)的資料；施工過程中：需要根據(jù)設(shè)計文件，按照規(guī)定的精度，將圖紙上設(shè)計的橋梁墩臺及各個細(xì)部位置標(biāo)定于地面，確保建成的橋梁在平面位置、高程和外形尺寸等方面符合設(shè)計要求；施工及運(yùn)行期間：需要定期觀測墩臺及其上部結(jié)構(gòu)的垂直位移、水平位移和傾斜位移，掌握隨時間推移而發(fā)生的變形規(guī)律，保障橋梁安全。1.橋梁控制測量施工控制網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)充分考慮橋梁的形式、跨度及施工精度。一般情況下，考慮到與周邊道路的銜接，平面控制網(wǎng)選用國家統(tǒng)一坐標(biāo)系。大型和特大型橋梁建設(shè)中，如果橋址區(qū)的平均高程過大或離3°帶中央子午線距離過大，其長度投影變形值將會超過允許值，此時宜采用抵償坐標(biāo)系。特大型橋梁施工中，尤其是橋面鋼構(gòu)件的施工精度要求很高時（小于5mm），可選用橋軸線坐標(biāo)系，以橋軸線為x軸，其高程歸化投影面為橋面高程面。1.橋梁控制測量1.1橋梁施工平面控制網(wǎng)1.橋梁控制測量-橋梁施工平面控制網(wǎng)布設(shè)要求布設(shè)要充分考慮橋梁的設(shè)計方案、施工方法、施工區(qū)及周邊地形及環(huán)境等要素，首先在橋址地形圖上擬定布網(wǎng)方案，再現(xiàn)場踏勘選點(diǎn)，點(diǎn)位應(yīng)選在施工范圍以外，地質(zhì)條件穩(wěn)定、視野開闊。圖形應(yīng)盡量簡單且具有足夠的強(qiáng)度，能以足夠的精度放樣橋墩橋臺。可采用“分級布網(wǎng)，逐級控制”的原則，當(dāng)主網(wǎng)控制點(diǎn)數(shù)量不能滿足施工需要時，加設(shè)一定數(shù)量的插點(diǎn)或插網(wǎng)。為使控制網(wǎng)與橋軸線連接，在河流兩岸的橋軸線上應(yīng)各設(shè)一個控制點(diǎn)，控制點(diǎn)距橋臺的設(shè)計位置也不應(yīng)太遠(yuǎn)，以保證橋臺的放樣精度。放樣橋墩時，儀器可安置在橋軸線上的控制點(diǎn)上進(jìn)行交會，以減少橫向誤差?？刂凭W(wǎng)邊長的設(shè)計參考跨越河寬，一般在0.5-1.5倍河寬的范圍內(nèi)變動。1.橋梁控制測量-橋梁施工平面控制網(wǎng)布設(shè)形式

雙三角形具有對角線的四邊形雙四邊形1.橋梁控制測量-橋梁施工平面控制網(wǎng)施測方法蕪湖長江大橋GPS控制網(wǎng)的布設(shè)圖1.橋梁控制測量-橋梁施工高程控制網(wǎng)水準(zhǔn)基點(diǎn)數(shù)量：一般小橋可只布設(shè)一個；在200m以內(nèi)的大、中橋，宜在兩岸各設(shè)一個；當(dāng)橋長超過200m時，由于兩岸聯(lián)測不便，為了在高程變化時易于檢查，則每岸至少設(shè)置兩個；大型橋梁工程中，為方便高程傳遞，還應(yīng)在每一個橋臺、橋墩附近設(shè)立一個臨時施工水準(zhǔn)點(diǎn)，構(gòu)成附合水準(zhǔn)路線。1.2橋梁施工高程控制網(wǎng)1.橋梁控制測量-橋梁施工高程控制網(wǎng)-水準(zhǔn)測量跨河水準(zhǔn)測量時，在選定的跨河場地上，兩岸的觀測點(diǎn)和立尺點(diǎn)應(yīng)構(gòu)成對稱圖形，如平行四邊形、等腰梯形。利用兩臺水準(zhǔn)儀分別架設(shè)于兩岸的I1、I2點(diǎn)，b1、b2點(diǎn)立水準(zhǔn)尺。兩臺水準(zhǔn)儀分別觀測兩水準(zhǔn)尺后，得到兩組高差，兩組高差較差滿足要求時，取平均值作為最終結(jié)果。布置點(diǎn)位時盡量使I1b2與I2b1相等、I1b1與I2b2相等，每岸短視線的長度為10m~20m。2.橋梁墩、臺中心定位及軸線測設(shè)直線橋墩、臺中心定位2.橋梁墩、臺中心定位及軸線測設(shè)2.1橋梁墩、臺中心定位曲線橋墩、臺中心定位2.2橋梁墩、臺軸線測設(shè)2.橋梁墩、臺中心定位及軸線測設(shè)直線橋墩、臺的縱軸線與線路的中線方向重合，可不另行測設(shè)；橫軸線測設(shè)時可在墩臺中心置鏡，自線路中線方向測設(shè)90°角2.2橋梁墩、臺軸線測設(shè)2.橋梁墩、臺中心定位及軸線測設(shè)曲線橋墩、臺的縱軸線位于橋梁偏角

的分角線上，測設(shè)時，在墩、臺中心架設(shè)儀器，照準(zhǔn)相鄰的墩、臺中心，測設(shè)

/2角即為縱軸線的方向。自縱軸線方向測設(shè)90°角，即為橫軸線方向3.橋梁細(xì)部放樣3.橋梁細(xì)部放樣3.1基礎(chǔ)放樣3.2高程放樣3.3架梁時的測量工作大橋的水中橋墩大橋的梁部結(jié)構(gòu)明挖基礎(chǔ)3.橋梁細(xì)部放樣-基礎(chǔ)放樣開挖基坑前，首先應(yīng)測設(shè)出基坑的邊界線，如坑壁有一定的坡度，則應(yīng)根據(jù)基坑深度及坑壁坡度測設(shè)出開挖邊界線。邊坡樁至墩、臺軸線的距離D依下式計算：D=b/2+h×m+l

式中：b—基礎(chǔ)的長度或?qū)挾龋籬—坑底與地面的高差；m—坑壁坡度系數(shù)的分母。樁基礎(chǔ)3.橋梁細(xì)部放樣-基礎(chǔ)放樣基樁位置的放樣如圖所示，可以墩臺縱、橫軸線為坐標(biāo)軸，按設(shè)計位置用直角坐標(biāo)法直接測設(shè)，也可根據(jù)基樁的坐標(biāo)依極坐標(biāo)的方法置儀器于任一控制點(diǎn)進(jìn)行測設(shè)，后者更適合于斜交橋的情況。在基樁施工完成后，承臺修筑前，應(yīng)再次測定其位置以作為竣工資料。墩、臺施工中的高程放樣，通常都是在墩臺附近設(shè)立一個施工水準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)這個水準(zhǔn)點(diǎn)以水準(zhǔn)測量方法放樣各部分的設(shè)計高程。但在基礎(chǔ)底部及墩、臺的上部，由于高差過大，難于用水準(zhǔn)尺直接傳遞高程時，可用懸掛鋼尺的辦法傳遞高程。3.橋梁細(xì)部放樣-高程放樣架梁時的測量工作，主要是測設(shè)支座底板的位置，測設(shè)時也應(yīng)先測設(shè)出它的縱、橫中心線的位置。支座底板的縱、橫中心線與墩、臺縱橫軸線的位置關(guān)系是設(shè)計圖上給出的，因而在墩、臺頂部的縱橫軸線測設(shè)出以后，即可根據(jù)它們的相互關(guān)系，用鋼尺將支座底板的縱、橫中心線測設(shè)出來。架梁時需要將相鄰墩臺聯(lián)系起來，考慮其相關(guān)精度，要求中心點(diǎn)間的方向、距離和高差符合設(shè)計要求。橋梁中心線方向的測定，在直線部分采用準(zhǔn)直法，用經(jīng)緯儀正倒鏡觀測，在墩臺上刻劃出方向線，如果跨距較大（>l00m），應(yīng)逐墩觀測左、右角。3.橋梁細(xì)部放樣-架梁時的測量工作大跨度鋼桁架或連續(xù)梁采用懸臂或半懸臂安裝架設(shè)。安裝開始前，應(yīng)在橫梁頂部和底部的中點(diǎn)作出標(biāo)志，用來測量架梁時鋼梁中心線與橋梁中心線的偏差值，在梁的安裝過程中，應(yīng)不斷地測量以保證鋼梁始終在正確的平面位置上，同時高程位置也應(yīng)符合設(shè)計的大節(jié)點(diǎn)撓度和整跨拱度的要求。3.橋梁細(xì)部放樣-架梁時的測量工作4.橋梁變形監(jiān)測4.橋梁變形監(jiān)測4.1橋梁垂直位移觀測4.2橋梁水平位移觀測4.3橋梁傾斜度觀測4.4橋梁撓度觀測變形觀測的任務(wù)：就是定期地觀測墩臺及上部結(jié)構(gòu)的垂直位移、傾斜和水平位移（包括上部結(jié)構(gòu)的撓曲），掌握其隨時間的推移而發(fā)生的變形規(guī)律。以便在未危及行車安全時，及時采取補(bǔ)救措施。同時，也為以后的設(shè)計提供參考數(shù)據(jù)。垂直位移監(jiān)測方法幾何水準(zhǔn)測量三角高程測量液體靜力水準(zhǔn)測量壓力測量法GPS測量4.橋梁變形監(jiān)測-橋梁垂直位移觀測4.1橋梁垂直位移觀測觀測內(nèi)容包括兩部分：

一部分是水準(zhǔn)基點(diǎn)與工作基點(diǎn)聯(lián)測，這稱為基準(zhǔn)點(diǎn)觀測；另一部分是根據(jù)工作基點(diǎn)測定觀測點(diǎn)的垂直位移，稱為觀測點(diǎn)觀測?；鶞?zhǔn)點(diǎn)觀測，當(dāng)橋長在300m以下時，可用三等水準(zhǔn)測量的精度施測，在300m以上時，用二等水準(zhǔn)的精度施測；當(dāng)橋長在1000m以上時，則用一等水準(zhǔn)測量的精度施測?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的水準(zhǔn)路線必須構(gòu)成環(huán)線。4.橋梁變形監(jiān)測-橋梁垂直位移觀測4.1橋梁垂直位移觀測4.橋梁變形監(jiān)測-橋梁水平位移觀測水平位移監(jiān)測方法三角測量法交會法導(dǎo)線測量法基準(zhǔn)線法測小角法測量機(jī)器人監(jiān)測GPS監(jiān)測4.2橋梁水平位移觀測水平位移觀測的方法與橋梁的形狀有關(guān)，對于直線形橋梁，一般采用基準(zhǔn)線法、測小角法等測定橋墩臺的橫向位移，而縱向位移可用高精度測距儀直接測定；對于曲線橋梁，一般采用極坐標(biāo)法、前方交會法、導(dǎo)線測量法等，將觀測點(diǎn)不同周期測定的坐標(biāo)之差投影到橋梁縱、橫方向線上，即可獲得縱、橫向位移量。4.橋梁變形監(jiān)測-橋梁水平位移觀測4.2橋梁水平位移觀測4.橋梁變形監(jiān)測-傾斜度觀測4.3橋梁傾斜度觀測橋墩上的A、B兩點(diǎn)位于同一豎直線上，墩柱高為h，若墩柱傾斜時，A點(diǎn)相對于B點(diǎn)沿水平方向偏離某一距離a，則該墩柱的傾斜度為：垂直度或傾斜度觀測一般是在模板上、下口的立面上相同的位置各設(shè)一個監(jiān)測標(biāo)志，其高差為h，然后用經(jīng)緯儀或全站儀測量兩個標(biāo)志的偏離值，便可計算其傾斜度。有時也可利用全站儀測出模板上口標(biāo)志的平面坐標(biāo)，與設(shè)計坐標(biāo)進(jìn)行比較得出實(shí)際的偏斜方向和偏斜距離。橋墩傾斜度測定最簡單的方法是懸掛錘球，根據(jù)其偏差值可直接確定其傾斜度，但該方法有時受各種因素的影響無法實(shí)施。因此為了確定墩柱傾斜度，必須測出a的數(shù)值。將經(jīng)緯儀安置在離墩柱較遠(yuǎn)的地方（距離最好在1.5倍h以上），將墩柱頂部的A'投影到B點(diǎn)的水平面內(nèi)，再通過量距即可得到a的值。4.橋梁變形監(jiān)測-傾斜度觀測4.橋梁變形監(jiān)測-橋梁撓度觀測4.4橋梁撓度觀測

橋梁建成后，由于承受外界荷載作用，必然會產(chǎn)生撓曲變形。橋梁撓度觀測分為靜荷載撓度觀測和動荷載撓度觀測。前者指測定橋梁自重和構(gòu)件安裝誤差引起的橋梁的下垂量，后者指測定在車輛通過時的重量和沖量作用下橋梁產(chǎn)生的撓曲變形。撓度觀測通常是在橋面上布設(shè)一系列觀測點(diǎn)，利用基準(zhǔn)點(diǎn)觀測各測點(diǎn)在加載前和加載后的高程差，或定期對各測點(diǎn)進(jìn)行高程測量以求得其高程變化，進(jìn)而計算撓度變化。精密水準(zhǔn)法全站儀觀測法GPS觀測法液體靜力水準(zhǔn)觀測法專用撓度儀觀測法【思考題】1.橋梁控制網(wǎng)的布設(shè)有何特點(diǎn)？布設(shè)時有哪些注意事項？2.如何實(shí)施跨河水準(zhǔn)測量？3.橋梁墩臺中心及軸線測設(shè)時，可以使用哪些測設(shè)方法？4.橋梁的變形監(jiān)測包括哪些內(nèi)容？應(yīng)如何進(jìn)行？5.在圖中，A、B、C、D為橋梁施工控制網(wǎng)點(diǎn)，其中A、B位于橋軸線上，P1、P2、P