橋梁墩臺定位測量

1、目錄摘要1前言2第一章 概述31.1重力式墩、臺3第二章 墩臺施工步驟及施工方法42.1墩柱采用搭架立模42.2蓋梁及臺帽42.3模板制作52.4鋼筋制作與安裝52.5立模52.6砼澆筑及養(yǎng)護62.7拆模72.8空心墩臺施工方法7第三章 對橋梁檢測定位方法的幾點研究103.1橋梁的全面檢測理論103.2測量壘橋的標(biāo)高和線形103.3圬工粱拱檢查量測103.4鋼結(jié)構(gòu)檢查量測113.5磚石砌體的檢查量測123.6墩臺及基礎(chǔ)的檢查量測123.7地基的檢驗123.8橋梁的檢測定位方法12第四章 橋梁墩、臺中心定位及軸線測設(shè)144.1直線橋的墩、臺中心定位144.2角度交會法154.3墩臺縱、橫軸線的測

2、設(shè)19結(jié)論21致謝22參考文獻23摘要隨著人們對大型重要橋朵安全性、耐久性與正常使用功能的日漸關(guān)注，橋梁健康監(jiān)測的研究與監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)運而生。為了保證既有橋的安全運營和盡可能處長其安全使用年限，應(yīng)對既有橋進行檢測，而且應(yīng)定期進行所謂全面檢查就是對橋梁的引道、周邊環(huán)境、地基下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、橋面(包括橋面鋪裝層、伸縮縫、人行道、欄桿、防撞設(shè)施、排水設(shè)施、照明及防雷設(shè)施)、支座等作全面查看、量測。本文提出了橋梁定位的研究以及橋梁的檢測方法分析。關(guān)鍵詞：定位 分析 測量 前言橋梁是人類文明的重要組成部分。橋梁工程伴隨社會生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的,既適應(yīng)社會發(fā)展的需要,促進社會的進步,又反映一個社會

3、的經(jīng)濟、文化、科技水平及其時代精神風(fēng)貌。 19世紀是鋼橋世紀,近代冶金工業(yè)提供的優(yōu)質(zhì)鋼材使橋梁技術(shù)實現(xiàn)了一次飛躍,跨越能力由幾十米擴大到了500米左右。隨著公路等級的提高,工程工期,質(zhì)量安全要求越來越高,特別是公路橋梁往往受諸多因素的影響，本文講述了墩臺施工步驟及施工方法，對橋梁檢測定位方法的幾點研究，橋梁墩、臺中心定位及軸線測設(shè)。第一章 概述橋墩和橋臺是支承橋跨結(jié)構(gòu)并將恒載和車輛等活載傳到地基的結(jié)構(gòu)物。 通常設(shè)在橋梁兩端的稱為橋臺，設(shè)在中間的稱為橋墩，如圖 1.1 所示。橋墩除承受上部結(jié)構(gòu)的荷重外, 還 圖1.1 梁式橋橋墩、橋臺位置示意圖要承受流水壓力，水面以上的風(fēng)力以及可能出現(xiàn)的冰荷載、

4、船只、排筏或漂浮物的撞擊力。橋臺除了是支承橋跨結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)物外，它又是銜接兩岸接線路堤的構(gòu)筑物,既要能承受上部結(jié)構(gòu)的荷重， 又要能擋土護岸、 承受臺背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加側(cè)壓力。 因此，橋梁墩、臺不僅本身應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,而且對地基的承載能力、沉降量、地基與基礎(chǔ)之間的摩阻力等也都提出一定的要求， 以避免在這些荷載作用下有過大的水平位移、轉(zhuǎn)動或者沉降發(fā)生。 橋梁下部結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢為向輕型合理的方向發(fā)展。自上個世紀 50 年代以來，國內(nèi)外出現(xiàn)了不少新型的橋梁墩臺，尤其是在橋墩的表現(xiàn)形式上顯得更為突出，把結(jié)構(gòu)上的輕型合理與藝術(shù)造型上的美觀有機地統(tǒng)一起來。目前橋梁墩臺種類繁多，

5、本章的目的是從最基本和常見的墩臺形式入手，掌握它們的基本構(gòu)造、設(shè)計原則和一般的計算方法。公路橋梁上常用的墩臺按受力特點和構(gòu)造特點大體可歸納為重力式墩臺和輕型墩臺兩大類。 1.1重力式墩、臺重力式墩臺由墩（臺）帽、墩（臺）身和基礎(chǔ)三個部分組成（圖1.2） 。這類墩、臺的主要特點是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。因此，墩、臺身比較厚實，可以不用鋼筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好的大、中型橋梁或流冰、漂浮物較多的河流中。在砂石料方便的地區(qū)，小橋也往往采用重力式墩、臺。重力式墩、臺的主要缺點是圬工體積較大，因而其自重和阻水面積也較大。 1.2輕型墩、臺屬于這類墩、臺的型式很多，而且

6、都有各自的特點和使用條件。選用時必須根據(jù)橋位處的地形、地質(zhì)、水文和施工條件等因素綜合考慮確定。一般說來，這類墩臺的剛度小、受力后允許在一定的范圍內(nèi)發(fā)生彈性變形。 所用的建筑材料大都以鋼筋混凝土和少量配筋的混凝土為主，但也有一些輕型墩臺，通過驗算后，可以用石料砌筑。 圖1.2梁橋重力式墩臺第二章 墩臺施工步驟及施工方法2.1墩柱采用搭架立模在承臺上將立柱或肋柱部位鑿去上面浮漿，以使承臺與立柱接合面良好，處理好立柱或肋柱預(yù)埋鋼筋。在承臺上測量放樣出立柱或肋柱中心點、縱、橫軸線。彈出立柱模板位置線。2.2蓋梁及臺帽立柱澆時要事先預(yù)埋120的通孔，預(yù)埋位置要準(zhǔn)確，便于蓋梁立底模，待墩柱強度達到規(guī)范要求

7、后，才可以進行蓋梁施工準(zhǔn)備工作，測量放樣出立柱、臺身中心點、蓋梁臺帽中心軸線。墩柱頂面要鑿毛。2.3模板制作墩柱模板采用定型鋼模板；模板拼裝必須保證足夠的強度和剛度，并保證板央的平整度滿足技術(shù)規(guī)范要求，對模板的固定要牢固可靠；蓋梁底模采用在工字鋼上先鋪設(shè)一排方木（10×10cm），間距為80cm，上方利用木模加鋼板，其中木模厚度不小于2.5cm，鋼板厚度不小于3mm，邊模采用大塊組合鋼模，背面加槽鋼支撐，以提高邊模的強度和剛度，拼裝好后整體吊至施工現(xiàn)場，進行安裝。2.4鋼筋制作與安裝鋼筋加工鋼筋在加工場地集中加工，鋼筋原材進場要通過試驗，合格后方能投入使用，鋼筋焊接試驗室要按頻率進行

8、抽檢。嚴格按圖紙下料，加工成型好的鋼筋按規(guī)格、長度堆放整齊，并注意防雨、防銹。最后集體運至現(xiàn)場綁扎、成型。鋼筋加工時，還應(yīng)著重注意以下幾點：鋼筋表面應(yīng)潔凈，使用前應(yīng)將表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈；應(yīng)避免在結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力處設(shè)置接頭，并應(yīng)盡可能使接頭交錯排列，接頭間距互錯開的距離大于50cm；焊接點與彎曲處的間距應(yīng)大于10d（d為鋼筋直徑）；焊接時存留的焊渣應(yīng)除去。布筋墩柱鋼筋施工時，墩柱鋼筋籠吊裝時對位要準(zhǔn)確，采用垂線法定位，中心點誤差控制在2cm內(nèi)，墩柱邊側(cè)的保護層利用墊塊來保證；蓋梁、臺帽鋼筋施工時，鋼筋彎曲要符合規(guī)范要求，盡量避免在接頭處彎起鋼筋。蓋梁、臺帽底面、邊側(cè)的保護層利用墊塊來保

9、證。主筋、箍筋間距要依據(jù)圖紙要求進行。焊接時焊接處焊渣要敲掉方能進行綁扎、安裝。同時要注意預(yù)埋件的設(shè)置。2.5立模墩柱模板由于采用定型鋼模板，用吊機吊裝后，要檢查其中定位垂直度，為控制其中心位置，可在立柱鋼筋底部先對模板定位，垂直度用吊錘檢查。蓋梁模板運至現(xiàn)場后，在現(xiàn)場先將底模吊至工字鋼上，注意接縫及模板兩邊與中心軸線的距離，再安裝邊模板，吊裝前涂刷脫模劑，然后用吊車按順序?qū)⒏鬟吥０宓跗疬M行整體拼裝，為保證模板的整體穩(wěn)定，模板整體拼裝后，安裝加勁和對拉螺桿，外用拉錨固定蓋梁、臺帽整體位置，拼裝模板時還應(yīng)注意保證拼縫的密封性和鋼筋骨架的保護層，防止漏漿和露筋。臺帽背墻模板應(yīng)特別注意縱向支撐或拉條

10、的剛度，防止灌注混凝土?xí)r鼓肚，侵占梁端空隙。2.6砼澆筑及養(yǎng)護澆筑混凝土前，應(yīng)對支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件進行檢查，符合設(shè)計要求后，方可進行砼澆注。模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢應(yīng)清理干凈。模板如有縫隙，應(yīng)用海綿或泡沫填塞嚴密。澆筑混凝土前，模板內(nèi)面要涂刷脫模劑，砼澆注前檢查混凝土的均勻性的坍落度，按設(shè)計要求控制坍落度?；炷翍?yīng)按一定的厚度、順序、和方向分層澆筑。應(yīng)在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完上層混凝土，分層應(yīng)水平，分層厚度不宜超過30cm。墩柱澆筑時，砼自由下落高度一般不宜超過2m，以防發(fā)生離析。否則應(yīng)通過串筒、溜槽等設(shè)施卸澆混凝土；在每層混凝土澆筑過程中，隨混凝土的灌入及時采用插入式振

11、動棒振搗。振動棒振動移動間距不超過振動棒作用半徑的1.5倍；振搗過程中，振動棒與模板間距保持5-10cm，并避免碰撞鋼筋，不得直接或間接地通過鋼筋施加振動。振搗上層混凝土?xí)r，振動棒應(yīng)插入下層混凝土出現(xiàn)較大的氣泡。對每一振動部位，必須振動到該部位混凝土密實為止。密實的標(biāo)志是混凝土停止下沉、不再冒出氣泡、表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。澆筑混凝土過程中，設(shè)專人檢查支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有松動、變形、移位時，應(yīng)及時處理。澆筑完畢時，要進行收漿，并及時向表面灑水養(yǎng)護（水質(zhì)與拌和用水相同），灑水養(yǎng)護時間一般為7d。當(dāng)承臺與流動性地表水或地下水接觸時，應(yīng)采取防水措施，混凝土在澆筑后7d不受水的沖刷侵襲；混凝

12、土強度達到2.5Mpa前，不得使其承受各種外加荷載。2.7拆?；炷翝仓瓿珊?，待其強度達到規(guī)范要求后，拆除模板，拆除的模板必須立即進行清理和修整，涂上脫模劑，轉(zhuǎn)到下個結(jié)構(gòu)物施工。非承重側(cè)模板在混凝土強度能保證拆模時不損壞表面及棱角，一般以混凝土強度達到2.5Mpa為準(zhǔn)。承臺拆除模板后基坑還必須及時進行回填，回填時保證基底無滲漏無積水，回填土必須符合要求。蓋梁、臺帽可先拆邊模，底模須混凝土達到70%強度后方可拆除。2.8空心墩臺施工方法墩身外側(cè)模板選用大塊鋼模板,內(nèi)側(cè)采用定型鋼模板。對于收坡高墩,且同類型橋墩數(shù)量較多的,應(yīng)采用大塊成套鋼模,分段支立、澆灌,在不同墩位間倒用。 空心墩底部的實心部

13、分單獨分次澆筑,墩身每次的最高高度控制在5 m以內(nèi),施工中加強施工組織。墩身鋼筋、模板根據(jù)地形、墩高等條件由汽車起重機、自制提升架負責(zé)垂直提升,混凝土由混凝土泵或泵車泵送入模。20 cm30 cm的空心墩采用翻模施工。 （1）工藝流程 （2）模板工程 墩臺身外模模板采用大塊整體鋼模,選用不少于6 mm厚鋼板面板,加工時,派專業(yè)工程師在加工廠家進行全過程跟蹤,保證面板、平整度、接縫、尺寸誤差的質(zhì)量要求。內(nèi)模采用組合鋼模。模板進場后,進行清理、打磨,以無污痕為標(biāo)準(zhǔn),刷脫模劑,并用塑料薄膜進行覆蓋。立模前進行試拼,保證平整度小于3 mm,加固采用內(nèi)撐和外加拉桿形式,保證空心薄壁誤差小于5 mm。搭設(shè)

14、支架時,在兩個互相垂直的方向加以固定,支架支承在可靠的地基上。墩臺空心內(nèi)的頂部采用搭設(shè)碗扣支架,50鋼管加固,安裝好后,檢查軸線、高程,保證模板、支架在灌注混凝土過程中受力后不變形、不移位。 （3）鋼筋的制備 基本要求:鋼筋具有出廠合格證;鋼筋表面潔凈、平直、無局部彎折,使用前將表面油膩、鱗銹等清除干凈;帶肋、光圓鋼筋及盤條,其性能分別符合規(guī)定;各種鋼筋下料尺寸、鋼筋的彎制和末端符合設(shè)計及規(guī)范要求。 鋼筋安裝要求:承臺與墩臺基礎(chǔ)錨固筋按規(guī)范和設(shè)計要求連接牢固,形成一體;基底預(yù)埋鋼筋位置準(zhǔn)確,滿足鋼筋保護層的要求,墩身鋼筋與預(yù)埋鋼筋按50%接頭錯開配置;墩身鋼筋規(guī)格多、數(shù)量大,為確保施工精度和綁

15、扎質(zhì)量,鋼筋綁扎作業(yè)在固定胎架上綁扎;采用定型塑料墊塊,保證鋼筋的保護層厚度。 （4）混凝土澆注 混凝土澆注分3階段進行,墩底實體段、墩身空心薄壁、墩頂部實體段?；炷敛捎米詣佑嬃堪韬驼旧a(chǎn),輸送車運輸,泵送入模。 澆注前,對支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件進行檢查,模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢清理干凈;模板縫隙填塞嚴密,模板內(nèi)面涂刷脫模劑;檢查混凝土的均勻性和坍落度;澆注混凝土使用的腳手架,便于人員與料具上下,并保證安全。 混凝土分層澆注厚度不超過30 cm,采用振動器振動搗實?；炷翝沧⑦B續(xù)進行,如因故必須間斷時,其間斷時間小于前層混凝土的初凝時間,允許間斷時間經(jīng)試驗確定,若超過允許間斷時間,

16、按工作縫處理,墩身截面突變處不設(shè)施工縫。對于工作縫,周邊應(yīng)預(yù)埋直徑不小于16 mm的鋼筋或其他鐵件,埋入與露出長度不應(yīng)小于鋼筋直徑的30倍,間距不應(yīng)大于直徑的20倍。 在混凝土澆注過程中,隨時觀察所設(shè)置的預(yù)埋螺栓、預(yù)留孔、預(yù)埋支座的位置是否移動,若發(fā)現(xiàn)移位時及時校正;預(yù)留孔的成型設(shè)備及時抽拔或松動;在灌注過程中注意模板、支架等支撐情況,設(shè)專人檢查,如有變形,移位或沉陷立即校正并加固,處理后方可繼續(xù)澆注。結(jié)構(gòu)混凝土澆注完成后,及時用塑料薄膜包裹灑水養(yǎng)護。 墩身下實體段、空心段、上實體段混凝土施工時,特別注意實體段與空心墩身連接處的混凝土質(zhì)量和外觀。特別在實體段,由于一次澆注混凝土體積過大,采取和

17、承臺相同措施降低水化熱。 （5）控制標(biāo)準(zhǔn) 模板的存放 平模存放時,必須滿足地區(qū)條件所要求的自穩(wěn)角。在地面存放模板時,兩塊大模板應(yīng)采用板面對板面的存放方法,長期存放應(yīng)將模板聯(lián)成整體。對沒有支撐或自穩(wěn)角不足的大模板,應(yīng)存放在專用的堆放架上,或者平臥堆放,嚴禁靠放到其他模板或構(gòu)件上,以防下腳移傾翻傷人。 大模板放置時,下面不得壓有電線和汽焊管線。 平模疊放運輸時,墊木必須上下對齊,綁扎牢固,車上嚴禁坐人。 吊裝控制 大模板起吊前,應(yīng)把吊車的位置調(diào)整適當(dāng),并檢查吊裝用繩索、卡具及每塊模板上的吊環(huán)是否牢固可靠,然后將吊鉤掛好,拆除一切臨時支撐,穩(wěn)起穩(wěn)吊,禁止用人力搬動模板。吊安過程中,嚴防模板大幅度擺動

18、或碰倒其他模板。 有平臺的大模板起吊時,平臺上禁止存放任何物料。 當(dāng)風(fēng)力小于5級時,僅允許吊裝12層模板和構(gòu)件。風(fēng)力超過5級時,應(yīng)停止吊裝。 安裝和拆除 模板安裝必須按模板的施工設(shè)計進行,嚴禁任意變動。 模板及其支撐系統(tǒng)在安裝過程中,必須設(shè)置臨時固定設(shè)施,嚴防傾覆。 組裝平模時,應(yīng)及時用卡具或花籃螺絲將相鄰模板連接好,防止傾倒,安裝外墻外模板時,必須待懸挑扁擔(dān)固定,位置調(diào)好后,方可摘鉤。外墻外模安裝好后,要立即穿好銷桿,緊因螺栓。 大模板安裝時,應(yīng)先內(nèi)后外,單面模板就位后,用鋼筋三角支架插入板面螺栓眼上支撐牢固。雙面板就位后,用拉桿和螺栓固定,未就位和未固定前不得摘鉤。 大模板必須設(shè)有操作平臺

19、、上下梯道、防護欄桿等附屬設(shè)施。如有損壞,應(yīng)及時修好。 模板安裝就位后,要采取防止觸電的保護措施,應(yīng)設(shè)專人將大模板串聯(lián)起來,并同避雷網(wǎng)接通,防止漏電傷人。 大模板組裝或拆除時,指揮、拆除和掛鉤人員,必須站在安全可靠的地方方可操作,嚴禁任何人員隨大模板起吊,安裝外模板的操作人員應(yīng)帶安全帶。 工程事實證明,在橋梁墩臺施工中,影響工程質(zhì)量、安全、工期的因素是多方面的,和設(shè)計、施工、試驗、統(tǒng)籌安排等環(huán)節(jié)也不可分,是一個協(xié)調(diào)合作的系統(tǒng),特別是在工程任務(wù)重、工程工期緊的條件下,嚴格管理,精心組織、精心施工才能如期如合同要求完成任務(wù)。第三章對橋梁檢測定位方法的幾點研究3.1橋梁的全面檢測理論3.1.1對引道

20、及橋址周邊環(huán)境進行檢查量測 (1)查看正橋與引橋、引遭(線)的銜接處是否正常，與竣工時的情況相比較，是否有變化。 (2)橋址及其附近的水流河道是否改變，必要時還應(yīng)測定主河槽的水流速度及其流向，橋下凈寬有無改變，橋墩臺處的局部沖刷與設(shè)計有關(guān)數(shù)據(jù)相比是否增大。 (3)兩岸的橋頭填土石砌錐坡有無沖刷、滑移和損壞。 3.2測量壘橋的標(biāo)高和線形 (1)橋的標(biāo)高和線形有聯(lián)系關(guān)系，但又有區(qū)別。前者是指某點的高程值，后者則是橋梁相關(guān)點的連線。一座設(shè)計施工質(zhì)量良好的橋梁，其標(biāo)高和線形均應(yīng)達到設(shè)計期望值。 (2)量測的主要部位和項目有：墩臺的支承墊石(即支座墊板)頂面、承臺頂面和梁底處的標(biāo)高；墩臺身在橋的縱、橫向

21、有無偏移傾斜。對斜拉橋和懸索橋，還應(yīng)量測其主塔身在橋的縱、橫向有無偏移傾斜，塔頂?shù)淖兾?。對懸索橋，還應(yīng)量測主纜的線形；對拱橋，還應(yīng)量測拱肋軸線的線形。 3.3圬工粱拱檢查量測(1)檢查圬工有無風(fēng)化、剝落、破損及裂逢，特別注意變截面處、加固修復(fù)處及防水層的情況。對圬工剝落、裂縫處，應(yīng)注意鋼筋的銹蝕情況。 鋼筋混凝土梁應(yīng)重點檢查寬度超過0.2 m m的豎向裂縫，并注意檢查有無斜向裂縫及順方向的縱向裂縫。預(yù)應(yīng)力鋼筋混梁要觀測梁的上拱度變化，并注意檢查有無不允許出現(xiàn)的垂直于主筋的豎向裂縫。 (2)拱橋應(yīng)量測實際拱軸線和拱圈(或拱肋)尺寸，并檢查它們有無橫向(垂直于路線方向)的裂縫發(fā)生。 3.4鋼結(jié)構(gòu)檢

22、查量測(1)檢查鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件油漆涂層的完好程度，有無起皮、剝落、銹斑等。特別是容易積水積塵或不通風(fēng)部位有無銹蝕。銹蝕嚴重的，應(yīng)量測鋼板或構(gòu)件的實際剩余厚度，以便考慮斷面削弱的影響。 (2)檢查構(gòu)件有無裂紋、穿孔、硬傷、硬彎、歪扭、爆皮及材料夾層等。要特別注意以下部位有無疲勞裂紋發(fā)生：承受拉力或反復(fù)應(yīng)力的桿件與節(jié)點板連接處或桿(構(gòu))件接頭處；由于損傷造成桿(構(gòu))件斷面削弱及應(yīng)力集中處；縱梁與橫粱的連接角鋼；無蓋板的縱梁上翼緣角鋼；主梁間的縱向聯(lián)結(jié)系的連接處；單剪鉚釘處。焊縫端部及其附近的基材；U形肋與橫隔板連接處焊縫等。 (3)檢查鋼箱梁工地拼接的大環(huán)形焊縫(即同一截面的頂板一腹板一底板一腹板的周

23、圈焊縫)和U形肋嵌補段焊縫有無異常。 (4)檢查桿件的平直度，當(dāng)城市桿的彎曲矢大于桿件由長度1、拉桿的彎曲矢度大于桿件自由長度的1500時，均應(yīng)注意彎曲的影響。 (5)檢查鉚釘頭有無銹蝕，鉚釘有無松動。檢查高強度螺栓是否完好，有無松動和延遲斷裂等情況；有無因銹蝕或其它原因降低磨擦力現(xiàn)象；并應(yīng)嚴密注意節(jié)點滑移的拱度的變化。3.5磚石砌體的檢查量測磚石砌體不同于鋼筋混凝土的一個特點是，抗拉強度更小，結(jié)構(gòu)脆性大，開裂荷載比較接近或幾乎等于破壞荷載。因此，當(dāng)磚石砌體出現(xiàn)由于荷載引起的裂縫時，往往是砌體破壞的特征或前兆。 3.6墩臺及基礎(chǔ)的檢查量測(1)墩臺的缺陷主要表現(xiàn)是：裂縫、剝落、空洞、鋼筋外露及

24、銹蝕、老化、變形位移等。 (2)檢查時，應(yīng)對裂縫及破損具體位置、寬度、長度、深度進行量測和描述，繪制成圖。 3.7地基的檢驗當(dāng)發(fā)現(xiàn)墩臺有沉降、傾斜、位移時，一定要對地基進行探測和商討。對已成橋的地其檢測是比較困難和麻煩的。可用觸探和鉆孔取樣的方法，也可用荷載板試驗。但很難在原位進行，常常只能是接近基礎(chǔ)原位。對巖地基，可在基巖的露頭地點進行檢驗。 3.8橋梁的檢測定位方法在結(jié)構(gòu)損傷檢測定位方面，目前可分為模型修正法和指紋分析法兩類。 1精確的有限元建模是大型橋梁鳳震響應(yīng)預(yù)測的重要前提；也是結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測，損傷檢測以及實現(xiàn)最優(yōu)振動控制的基礎(chǔ)。但是，盡管有限無法得到了高度的發(fā)展，實際復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有限元模

25、型仍然是有誤差的。有限元建模為結(jié)構(gòu)飛行提供完整的理論模態(tài)參數(shù)集，但這些參數(shù)常常與結(jié)構(gòu)模態(tài)實驗得到的參數(shù)不一致。因此，必須對結(jié)構(gòu)理論模型進行調(diào)整或修正，使得修正后的模態(tài)參數(shù)與實驗相一致，這一過程即有限元模型修正。 模型修正法在橋梁監(jiān)測中主要用于把實驗結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)記錄與原先的模型計算結(jié)果進行綜合比較，利用直接或間接測知的模態(tài)參數(shù)，加速度時程記錄，頻響函數(shù)等，通過條件優(yōu)化約束，不斷地修正模型中的剛度和質(zhì)量信息，從而得到結(jié)構(gòu)變化的信息，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷判別與定位。其主要方法有： (1)矩陣型法，是發(fā)展最早，最成熟，修正計算模型的整個矩陣的一類方法，它具有精度高、執(zhí)行容易的特點，主要缺點是所修正的模型的

26、物理意義不明確，喪失了原有限元模型的帶狀特點，這方面的代表應(yīng)屬BermanBaruch的最優(yōu)法。 (2)子矩陣修正法，通過對待修正的字矩陣或單元矩陣定義修正系數(shù)，通過對字矩陣修正系數(shù)的調(diào)整來修正結(jié)構(gòu)剛度，該方法的最大優(yōu)點是修正后的剛度矩陣仍保持者原矩陣的對稱，稀疏性。 (3)靈敏度法修正結(jié)構(gòu)參數(shù)通過修正結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)彈性模量E截面面積A等來對有限元模型進行修正。 2指紋分析方法，尋找與結(jié)構(gòu)動力特性有關(guān)的動力指紋，通過這些指紋的變化來判斷結(jié)構(gòu)的真實狀況。 在線監(jiān)測中，頻率是最易獲得的模態(tài)參數(shù)，而且精度很高，因此通過監(jiān)測頻率的變化來識別結(jié)構(gòu)破損是否發(fā)生是最為簡單的。此外，振型也可用于結(jié)構(gòu)破損的發(fā)現(xiàn)

27、，盡管振型的測試精度低于頻率，但振型包含更多的破損信息。利用振型判斷結(jié)構(gòu)的破損是否發(fā)生的途徑很多；MAC，COMAe，CMS，DI和柔度矩陣法。 但大量的模型和實際結(jié)構(gòu)實驗表明結(jié)構(gòu)損傷導(dǎo)致的固有頻率變化很小，而振型形式變化明顯，一般損傷使結(jié)構(gòu)自振頻率的變化都在5以內(nèi)，一般認為自振頻率不能直接用來作為橋梁監(jiān)測的指紋，而振型雖然對局部剛度比較敏感，但精確測量比較困難，MAC，COMAC，CMS等依賴于振型的動力指紋都遇到同樣的問題。對橋缺損狀態(tài)的評價缺乏統(tǒng)一有效的指標(biāo)，有人以模糊理論，結(jié)構(gòu)可靠度理論等為理論框架建立了各種橋梁使用性能評估專家系統(tǒng)，但必須首先建立各種規(guī)范和專家數(shù)據(jù)庫。第四章 橋梁墩、

28、臺中心定位及軸線測設(shè)橋梁墩臺定位測量是橋梁施工測量中的關(guān)鍵性工作。水中橋墩基礎(chǔ)施工定位，采用方向交會法，這是由于水中橋墩基礎(chǔ)一般采用浮運法施工，目標(biāo)處于浮動中的不穩(wěn)定狀態(tài)，在其上無法使測量儀器穩(wěn)定。在橋梁施工測量中，最主要的工作是: 測設(shè)出墩、臺的中心位置和它的縱橫軸線。其測設(shè)數(shù)據(jù)由控制點坐標(biāo)和墩、臺中心的設(shè)計位置計算,若是曲線橋還需橋梁偏角、偏距及墩距等原始資料。測設(shè)方法則視河寬、水深及墩位的情況，可采用直接測設(shè)或角度交會的方法。墩、臺中心位置定出以后，還要測設(shè)出墩、臺的縱橫軸線，以固定墩臺方向，同時它也是墩臺施工中細部放樣的依據(jù)。 圖4.1 直線橋墩臺4.1直線橋的墩、臺中心定位直線橋的墩

29、，臺中心都位于橋軸線的方向上。已知墩、臺中心的設(shè)計里程及橋軸線起點的里程，如圖4.1所示，相鄰兩點的里程相減即可求得它們之間的距離。測設(shè)墩、臺中心的位置的方法：直接測距法或交會法。1.直接測距法這種方法適用于無水或淺水河道。如圖4.2（1）用檢定過的鋼尺測設(shè)：根據(jù)計算出的距離，從橋軸線的一個端點開始，逐個測設(shè)出墩、臺中心，并附合于橋軸線的另一個端點上。若在限差范圍之內(nèi)，則依各端距離的長短按比例調(diào)整已測設(shè)出的距離。在調(diào)整好的位置上釘一小釘，即為測設(shè)的點位。（2）用光電測距儀測設(shè)：在橋軸線起點或終點架設(shè)儀器，并照準(zhǔn)另一個端點。在橋軸線方向上設(shè)置反光鏡，并前后移動，直至測出的距離與設(shè)計距離相符，則該

30、點即為要測設(shè)的墩、臺中心位置。為了減少移動反光鏡的次數(shù)，在測出的距離與設(shè)計距離相差不多時，可用小鋼尺測出其差數(shù)，以定出墩、臺中心的位置。 圖4.24.2角度交會法當(dāng)橋墩位于水中，無法直接丈量距離及安置反光鏡時，則采用角度交會法。坐標(biāo)系:如圖13-3所示，C、A、D為控制網(wǎng)的三角點，且A為橋軸線的端點，E為墩中心設(shè)計位置。C、A、D各控制點坐標(biāo)已知，若墩心E的坐標(biāo)與之不在同一坐標(biāo)系，可將其進行改算至統(tǒng)一坐標(biāo)系中。計算測設(shè)數(shù)據(jù)：利用坐標(biāo)反算公式可推導(dǎo)出交會角、。利用坐標(biāo)反算公式即可推導(dǎo)出交會角、。如利用計算器的坐標(biāo)換算功能，則的計算過程更為簡捷。以CASIO fx-4500P為例：其中：pol 為

31、直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)的換算功能；W 為極角的存儲區(qū)，W<0時，加360°賦于方位角。同理可求出交會角。當(dāng)然也可以根據(jù)正弦定理或其它方法求得。測設(shè)：在C、D點上安置經(jīng)緯儀，分別自CA及DA測設(shè)出交會角、，則兩方向的交點即為墩心E點的位 置。為了檢核精度及避免錯誤，通常還利用橋軸線AB方向，用三個方向交會出E點。示誤三角形：由于測量誤差的影響，三個方向一般不交于一點，而形成一如圖示的三角形E1、E2、E'， 該三角形稱示誤三角形。檢核：示誤三角形的最大邊長，在建筑墩臺基礎(chǔ)時不應(yīng)大于25mm，墩身時不應(yīng)大于15mm。墩中心E 的點位：如果在限差范圍內(nèi)，則將交會點E'投影至

32、橋軸軸線上，作為墩中心E的點位。隨著工程的進展，需要經(jīng)常進行交會定位。為了工作方便，提高效率，通常都是在交會方向的延長線上設(shè)置標(biāo)志，以后交會時可不再測設(shè)角度，而直接瞄準(zhǔn)該標(biāo)志即可。當(dāng)橋墩筑出水面以后，即可在墩上架設(shè)反光鏡，利用光電測距儀，以直接測距法定出墩中心的位置。4.2 曲線橋的墩、臺中心定位曲線橋墩、臺中心定位的測量工作有：曲線線路復(fù)測、橋軸線控制樁的測設(shè)、控制測量、墩臺中心及墩臺軸線的測設(shè)。 圖4.3曲線橋上線路中線是曲線1' -2' -3' -4' ，每跨梁中心線的連線是折線1-2-3-4，兩者不能完全吻合，如圖4.3所示。曲線橋的幾個術(shù)語橋梁工作線：

33、各跨梁的中線聯(lián)結(jié)起來的折線1-2-3-4 -K。墩、臺中心： 位于橋梁工作線轉(zhuǎn)折角的頂點上(1、2、3K)，所謂墩臺定位，就是測設(shè)這些轉(zhuǎn)折角頂點的位置。橋墩偏距：墩、臺中心與線路中心的距離E,(1-1,2-2 , 3-3等。偏距E一般是以梁長為弦線的中矢值的一半，這是鐵路橋梁的常用布置方法，稱為平分中矢布置。橋梁偏角 ： 相鄰兩梁跨工作線構(gòu)成的偏角稱為 。橋墩交點距(中心距)Li ：橋梁工作線每段折線的長度L (如L1,L2,L3)。跨梁間隙2a：相鄰兩跨梁的端點在橋梁上（曲線內(nèi)側(cè)）要留一間隙（熱脹冷縮）；2a >10cm2、曲線橋墩、臺放樣E、L在設(shè)計圖中都已經(jīng)給出，結(jié)合這些資料即可測

34、設(shè)橋墩、臺中心位置（1、2 K）。曲線上的橋梁是線路組成的一部分，故要使橋梁與曲線正確的聯(lián)結(jié)在一起， 曲線橋測設(shè)的精度要求較高，需要用精確的方法重新測定曲線轉(zhuǎn)向角，重新計算曲線綜合要素，精密地測設(shè)曲線主點，需對線路進行復(fù)測。由于橋軸線的精度要求較高，要設(shè)置橋軸線控制點（樁）。曲線橋墩、臺點位的測設(shè)精要求較高，距離和角度要精密測設(shè)，在測設(shè)過程中一定要多方檢核。1）曲線線路復(fù)測和橋軸線控制樁的測設(shè):在橋軸線的兩端測設(shè)出兩個控制點，以作為墩、臺測設(shè)和檢核的依據(jù)。兩個控制點測設(shè)精度同樣要滿足估算出的精度要求。在測設(shè)之前，首先要從線路平面圖上弄清橋梁在曲線上的位置及墩臺的里程。A、復(fù)測：對原線路上的曲線

35、控制點以精密的方法進行測設(shè)。 檢查切線上的線路控制點ZD.JD.ZH.HZ要位于相應(yīng)的直線上；精測轉(zhuǎn)向角，計算綜合要素， 精測切線距離T； (兩控制樁從兩條切線測設(shè))；注:兩控制樁從一條切線測設(shè)時,只精測一條切線不精測.B、測設(shè)控制樁A、B：據(jù)切線方向用切線支距法進行；在圖上先設(shè)計好點位，把A、B兩點在切線坐標(biāo)系內(nèi)的x.y算出；精確地將橋軸線上的控制樁A、B測設(shè)出來，打樁釘釘。2）墩臺中心的測設(shè)：根據(jù)控制樁A、B及給出的設(shè)計資料進行墩、臺的定位。根據(jù)條件，也是采用直接測距法或交會法。A、直接測距法 （適用于干旱河溝）導(dǎo)線法：由于墩中心距Li及橋梁偏角i是已知的，可以從控制點A開始，逐個測設(shè)出角度(i)及距離(Li)，即直接定出各墩、臺中心的位置，最后再附合到另外一個控制點B上，以檢核測設(shè)精度。(偏角應(yīng)以J2經(jīng)緯儀測設(shè)兩測回)。 長弦偏角法（極坐標(biāo)法）：用測距儀測距較方便。橋軸線控制樁A、B及各墩、臺中心點1、2、3在切線坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)是可以求得的，故可反算出控制點A至墩、臺中心的距離Di及其與切線方向間的夾角 。架儀器于控制點A，后視JD 配盤0，撥出偏角 ，再在此方向上測設(shè)出Di ，如圖13-