第八章 橋梁施工控制測量

1、第三篇：橋梁測量n概述n一：施工測量的目的及內容n 1 橋梁施工測量的目的：用測量儀器設備，根椐設計圖紙中的各項參數(shù)（如線路平縱橫要素）和控制點坐標（或路線控制樁），按一定精度將橋位準確無誤的測設在地面上，指導施工。n 2 橋梁施工測量的內容施工測量的內容 ：橋軸線測量、墩臺中心位置的放樣、墩臺縱橫軸線放樣、主體工程控制測量及各部位尺寸、標高測設及檢測 n二、橋梁施工測量的特點二、橋梁施工測量的特點n1：橋梁施工測量與施工質量及施工進度息息相關。n2：控制點及測量標志必須埋設穩(wěn)固，盡量遠離施工容易干攏到的位置，并要注意保護、經常檢查，如有破壞，及時恢復。 n三、橋梁施工測量的原則三、橋梁施工測

2、量的原則先整體后局部，先控制后碎部。先整體后局部，先控制后碎部。 n第八章第八章 橋梁施工控制測量橋梁施工控制測量n第一節(jié)第一節(jié) 橋軸線長度需要的精度估算橋軸線長度需要的精度估算圖8-1 橋軸線1. 橋軸線控制樁：兩岸橋頭中線上埋設的控制樁。橋軸線控制樁：兩岸橋頭中線上埋設的控制樁。作用：保證墩臺間的作用：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。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。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橋軸線長度的測量方法直接測定法直接測定法光電測距光電測距間接

3、測定法間接測定法三角網(wǎng)推算三角網(wǎng)推算 橋軸線長度的精度，直接影響著墩、臺中心位置的測設精度。因此，橋軸線長度的精度，直接影響著墩、臺中心位置的測設精度。因此，應預估算出橋軸線長度的精度為多高時，測設橋軸線長度才是適宜的。應預估算出橋軸線長度的精度為多高時，測設橋軸線長度才是適宜的。從而合理的擬定測量方案、選擇儀器、規(guī)定各項測量限差。從而合理的擬定測量方案、選擇儀器、規(guī)定各項測量限差。 下面按橋型給出橋軸線精度的估算方法一、混凝土梁與鋼筋混凝土梁一、混凝土梁與鋼筋混凝土梁n武漢陽邏長江公路大橋位于武漢市東北郊，上距武漢關約30公里，橋位北岸為武漢市新洲區(qū)陽邏鎮(zhèn)，南岸為武漢市洪山區(qū)向家尾。該大橋是

4、武漢市繞城公路東北段跨越長江的重要通道，也是京珠、滬蓉國道主干線的重要組成部分和控制工程。 大橋及其接線工程北岸起點連接武漢繞城公路東北段的施崗互通，南岸止點連接北湖互通，建設進程約為10公里，其中主、引橋合計長約2714m。 橋式結構布置：北引橋為預應力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁主橋1280m雙塔單跨鋼箱梁懸索橋南引橋預應力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁設墩臺中心點位放樣的極限誤差為設墩臺中心點位放樣的極限誤差為D（通常（通常取取D =10 mm），中誤差為），中誤差為D / 2，則，則相鄰二墩臺中心的跨距中誤差為相鄰二墩臺中心的跨距中誤差為222DDlm設全橋共有設全橋共有N跨，則橋軸線長度的中誤差為跨，則橋

5、軸線長度的中誤差為NNmmDlL2二、鋼板梁與短跨（跨距不大于二、鋼板梁與短跨（跨距不大于64）簡支）簡支鋼桁梁鋼桁梁簡支鋼桁梁-錢塘江大橋n大橋全長1453米，分引橋和正橋兩個部分。正橋十六孔，橋墩十五座。下層鐵路橋長1322.1米，單線行車；上層公路橋長1453米、寬6.1米，兩側人行道各一點五米，雄偉壯觀。大橋如虹飛架南北，錚錚鐵骨肩負重任。錢塘江大橋的設計、建造主持者是當代橋梁專家茅以升博士。為了完成建橋重任，茅以升毅然辭去北洋大學教席，只身來到杭州。首次采用氣壓沉箱法掘泥打樁獲得成功，打破了外國人認為“錢塘江水深流急，不可能建橋”的預言。為中國人民長了志氣。 n設鋼梁的長度為l，其制

6、造限差為1/5000，支座的安裝限差為，則橋軸線長度中誤差為：n單跨：l22500021lml當橋梁為當橋梁為N 跨時，則橋軸線長度跨時，則橋軸線長度L的中誤差為的中誤差為22221NlllLmmmm當橋梁為當橋梁為N 跨且每跨相等時，則橋軸線長度跨且每跨相等時，則橋軸線長度L的中誤差為的中誤差為NmmlL三、連續(xù)梁及長跨（跨距大于三、連續(xù)梁及長跨（跨距大于64）簡支鋼）簡支鋼桁梁桁梁九江長江大橋九江長江大橋-跨度超過跨度超過200米連續(xù)鋼桁梁米連續(xù)鋼桁梁由由 n 個節(jié)間構成的單聯(lián)或單跨梁，設節(jié)間個節(jié)間構成的單聯(lián)或單跨梁，設節(jié)間拼裝的極限誤差為拼裝的極限誤差為l（通常?。ㄍǔＨ =2mm），

7、則由于梁體拼裝誤差和固），則由于梁體拼裝誤差和固定支座安裝誤差定支座安裝誤差的共同影響，每一聯(lián)的共同影響，每一聯(lián)（跨）長度的中誤差為（跨）長度的中誤差為2221llnmn當橋梁為當橋梁為N 跨時，則橋軸線長度跨時，則橋軸線長度 L 的中誤差的中誤差為為22221NlllLmmmm當橋梁為當橋梁為N 跨且每跨相等時，則橋軸線長跨且每跨相等時，則橋軸線長度度L的中誤差為的中誤差為NmmlL例例8-1某三聯(lián)三跨連續(xù)梁橋，每聯(lián)某三聯(lián)三跨連續(xù)梁橋，每聯(lián)24個節(jié)間，固定支座安裝極限誤差為個節(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。，試計算全橋橋軸線中誤差。mm02. 6722421212

8、222llnm全橋橋軸線中誤差為全橋橋軸線中誤差為mm43.10322221llllLmmmmmN解單聯(lián)中誤差為解單聯(lián)中誤差為n注意 按照上列各式求出橋軸線中誤差按照上列各式求出橋軸線中誤差以后，除以橋軸線長度，并化為以后，除以橋軸線長度，并化為1/N形形式，即為橋軸線長度測量應滿足的相對式，即為橋軸線長度測量應滿足的相對中誤差，根據(jù)這樣的要求，確定測量等中誤差，根據(jù)這樣的要求，確定測量等級和方法。級和方法。 n第二節(jié)第二節(jié) 橋梁施工控制測量橋梁施工控制測量n 在橋梁施工中，為了保證所有墩臺在橋梁施工中，為了保證所有墩臺平面位置以規(guī)定的精度，按照設計平面平面位置以規(guī)定的精度，按照設計平面位置放

9、樣和修建，使預制梁安全架設，位置放樣和修建，使預制梁安全架設，必須進行橋梁施工控制測量。必須進行橋梁施工控制測量。n 橋梁施工控制測量包括平面控制測橋梁施工控制測量包括平面控制測量和高程控制測量。量和高程控制測量。n一、橋梁施工平面控制測量一、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，的前提下，力求圖形簡單并具有足夠的強度，以減少外業(yè)觀測工作和內業(yè)計算工作。以減少外業(yè)觀測工作和內業(yè)計算工作。 根據(jù)橋梁的大小、精度要求和地形條件，橋梁根據(jù)橋梁的

10、大小、精度要求和地形條件，橋梁施工平面控制網(wǎng)的網(wǎng)形布設有以下幾種形式。施工平面控制網(wǎng)的網(wǎng)形布設有以下幾種形式。n1橋軸線 大地四邊形橋軸線 雙大地四邊形橋軸線 三角形 圖8-2 橋梁控制網(wǎng)常用圖形 雙閉合環(huán)導線2. 橋梁施工平面控制測量的角度觀測橋梁施工平面控制測量的角度觀測三角網(wǎng)的等級和精度要求三角網(wǎng)的等級和精度要求水平角觀測要求水平角觀測要求： 開測前應對所測角儀器進行檢驗和校正。開測前應對所測角儀器進行檢驗和校正。 作業(yè)過程中，儀器作業(yè)過程中，儀器2C絕對值絕對值DJ1型儀器不得超過型儀器不得超過20； DJ2型儀器不得超過型儀器不得超過30 各測回的零方向讀數(shù)應均勻分布在度盤和測微器的

11、不同位置上。各測回的零方向讀數(shù)應均勻分布在度盤和測微器的不同位置上。水平角觀測測回數(shù)應符合規(guī)定水平角觀測測回數(shù)應符合規(guī)定n3. 橋梁施工平面控制網(wǎng)的距離觀測橋梁施工平面控制網(wǎng)的距離觀測方法：銦鋼基線尺，光電測距用光電測距儀或全站儀測量平面控制網(wǎng)邊長時，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：外界環(huán)境條件應符合下列要求：注意減弱大氣折光和旁折光的影響；注意減弱大氣折光和旁折光的影響；測線及兩端的延線上，不得有任何其它發(fā)光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；物體或反光的物體，以免引起反射信號混亂；測站應設在電磁場影響的范圍以外

12、；測站應設在電磁場影響的范圍以外；光電測距邊的測回數(shù)及往返測次數(shù)，應符合光電測距邊的測回數(shù)及往返測次數(shù)，應符合測量規(guī)范規(guī)定。測量規(guī)范規(guī)定。n4. 橋梁施工平面控制測量內業(yè)計算橋梁施工平面控制測量內業(yè)計算施工平面控制網(wǎng)通常采用獨立的坐標系施工平面控制網(wǎng)通常采用獨立的坐標系； 直線橋以橋軸線兩控制樁中里程較小的一個為坐標原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點，以橋軸線按里程增加方向為 x 軸正向建立測量坐標軸正向建立測量坐標系；系；曲線橋一般以曲線起點曲線橋一般以曲線起點 ZH 或始切線上的轉點為坐標原或始切線上的轉點為坐標原點，以始切線指向點，以始切線指向

13、JD方向為方向為 x 軸正向建立測量坐標系；軸正向建立測量坐標系；也可以橋軸線控制點為坐標系原點，以該點處曲線的切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線方向為 x 軸，以線路前進方向為軸，以線路前進方向為 x 軸正向建立測量坐軸正向建立測量坐標系。標系。 XB4#3#2#1#0#AY2#0#1#4#3#XAYBCDCD圖 6直線橋施工測量坐標系圖 6曲線橋施工測量坐標系n橋梁施工平面控制網(wǎng)按方向或角度，用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。條件平差或間接平差方法進行嚴密平差。n平差計算完成后，應對網(wǎng)中所有的幾何平差計算完成后，應對網(wǎng)中所有的

14、幾何條件（或附合條件）進行檢算，并計算條件（或附合條件）進行檢算，并計算單位權中誤差、橋軸線及最弱邊邊長中單位權中誤差、橋軸線及最弱邊邊長中誤差。對于邊角網(wǎng)或測邊網(wǎng)，不應大于誤差。對于邊角網(wǎng)或測邊網(wǎng)，不應大于10 mm10 mm；對于以基線為基礎的測角網(wǎng)，不；對于以基線為基礎的測角網(wǎng)，不應大于原估算的橋軸線及最弱邊邊長相應大于原估算的橋軸線及最弱邊邊長相對中誤差。對中誤差。n二、橋梁施工高程控制測量二、橋梁施工高程控制測量n各水準點應沿橋軸線兩側以各水準點應沿橋軸線兩側以400 m400 m左右的間距左右的間距均勻布設，并構成連續(xù)水準環(huán)。均勻布設，并構成連續(xù)水準環(huán)。 水準點應與相鄰的線路水準點

15、聯(lián)測，以保證橋水準點應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。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、限差應符合相應的規(guī)水準測量的等級、精度、限差應符合相應的規(guī)定。定。n為了便于施工放樣，可根據(jù)實際需要在施工地為了便于施工放樣，可根據(jù)實際需要在施工地點附近設立若干個施工水準點。點附近設立若干個施工水準點。n施工水準點的高程必須定期檢測。施工水準點的高程必須定期檢測。n水準點應埋設標石水準點應埋設標石n水準測量的等級和精度應滿足要水準測量的等級和精度應滿足要求求n三：橋梁控制網(wǎng)復測n1：復測的目的是檢查控制點的穩(wěn)定性。n2：復測內容一般包括基線復測

16、、邊長復測、角度復測、復測邊長、角度與設計院成果反算值進行對比。 n3：高程控制網(wǎng)的復測一般按原測路線、原測等級進行。 n1、直線橋的中線復測、直線橋的中線復測ZD73ZD74ZD75ZD76ZD77ZD781234D1D2D3D4D5圖6 1直 線 橋 線 路 中 線 復 測 示 意 圖觀測：橋址位置上所有轉點間的水平距離觀測：橋址位置上所有轉點間的水平距離Di 和相鄰邊間的水和相鄰邊間的水平角平角i 。計算：以兩端轉點（計算：以兩端轉點（ZD7-3,ZD7-8)的連線為的連線為x軸建立施工坐軸建立施工坐標系，標系，計算各轉點的坐標計算各轉點的坐標n2：曲線橋的中線復測曲線橋的中線復測n當橋

17、梁位于曲線上時，應對整個曲線進行復測。當橋梁位于曲線上時，應對整個曲線進行復測。n檢查切線方向控制樁是否在同一條直線上。如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，則應給予改正。果不在同一條直線上，則應給予改正。n重新精確測定線路的轉向角。重新精確測定線路的轉向角。n重新計算曲線綜合要素。重新計算曲線綜合要素。n重新標定曲線的起點和終點。重新標定曲線的起點和終點。Z D 7 -1Z D 6 -3AZ HJ D 7Z D 6 -4BZ D 7 -2H ZZ D 6 -3ABZ HZ D 6 -4J D 7Z D 7 -1Z D 7 -2H Z圖 6 曲 線 橋 復 測 示 意

18、圖圖 6 曲 線 橋 控 制 點 測 設 示 意 圖（1）切線控制樁的復測）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。n（2）轉向角復測）轉向角復測依據(jù)：已確認的切線控制樁；依據(jù)：已確認的切線控制樁；方法：方法： 直接測量直接測量測回法測回法 間接測量間接測量導線法導線法如果已確認的切線控制樁中含有交點樁，如果已確認的切線控制樁中含有交點樁，則采用直接測量法則采用直接測量法否則，采用間接測量法，即導線測量法或否則，采用間接測量法，即導線測量法或副交點法。副交點法。n復測轉向角與定測轉向角不符時處理方法復測轉向角與定測轉向角不符時處理方法：原則：盡量不改變原設計

19、。原則：盡量不改變原設計。 方法一：利用復測轉向角重新計算曲線要素，改變曲線方法一：利用復測轉向角重新計算曲線要素，改變曲線起點或終點里程起點或終點里程n橋梁布設在直線始端緩和曲線圓曲線區(qū)間內，則曲橋梁布設在直線始端緩和曲線圓曲線區(qū)間內，則曲線的線的ZH里程保持與原設計里程不變；里程保持與原設計里程不變；n橋梁布設在圓曲線末端緩和曲線直線區(qū)間內，則曲橋梁布設在圓曲線末端緩和曲線直線區(qū)間內，則曲線的線的HZ里程保持與原設計里程不變；同時保持各墩臺里程保持與原設計里程不變；同時保持各墩臺中心設計里程不變。中心設計里程不變。n要使要使ZH或或HZ里程不變，可設斷鏈樁或將距離誤差調整里程不變，可設斷鏈

20、樁或將距離誤差調整在直線段。在直線段。方法二：調整切線方向，使轉向角恢復到原設計值方法二：調整切線方向，使轉向角恢復到原設計值n整個橋梁布設在始端緩和曲線圓曲線末端緩和曲整個橋梁布設在始端緩和曲線圓曲線末端緩和曲線區(qū)間內，或回頭曲線轉向角在線區(qū)間內，或回頭曲線轉向角在180180左右時，如果橋左右時，如果橋梁前后相鄰曲線沒有施工或無重大建筑物，可以調整梁前后相鄰曲線沒有施工或無重大建筑物，可以調整切線方向，使轉向角恢復到原設計值，以保證橋梁原切線方向，使轉向角恢復到原設計值，以保證橋梁原設計不變。設計不變。n第九章：橋梁下部結構施工測量第九章：橋梁下部結構施工測量n橋梁施工測量中，主要的工作是

21、準確地測設出橋梁墩、臺的中心位置，即所謂的墩、臺中心定位，簡稱墩臺定位。n墩臺定位必須滿足一定的精度要求，特別是對預制梁橋更是如此。n水中橋墩的基礎施工定位時，由于水中橋墩基礎的目標處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在其上無法使測量儀器穩(wěn)定，一般采用方向交會法；如果墩位在無水或淺水河床上，可用直接定位法；在已穩(wěn)固的墩臺基礎上定位，可以采用方向交會法，距離交會法，極坐標法。n一、直線橋的墩臺定位一、直線橋的墩臺定位n1：直接測距法和光電測距法：直接測距法和光電測距法ADK256+353.242+396.4270#+421.1771#+453.8772#3#+486.5774#BDK256+548.844+511.

22、32743.15824.75032.70032.70024.75037.517圖 6直線橋布置示意圖n2. 2. 前方交會法前方交會法n如果橋墩位置無法直接丈量，也不便于架設反如果橋墩位置無法直接丈量，也不便于架設反光鏡時，可采用前方交會法測設墩位。光鏡時，可采用前方交會法測設墩位。n前方交會法既可用于直線橋的墩臺定位測量，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。也可用于曲線橋的墩臺定位測量。n用交會法測設墩位，需要在河的兩岸布設平面用交會法測設墩位，需要在河的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。控制網(wǎng)，如導線、三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測邊網(wǎng)等。前方交會

23、法的基本原理前方交會法的基本原理:BCP 1APP 2P 3DBAiDCii圖 6前方交會示意圖圖 6示誤三角形示意圖根據(jù)控制點坐標和墩臺坐標，反根據(jù)控制點坐標和墩臺坐標，反算交會放樣元素算交會放樣元素i、i ，在相應，在相應控制點上安置儀器并后視另一已控制點上安置儀器并后視另一已知控制點，分別測設水平角知控制點，分別測設水平角i、i ，得到兩條視線的交點，從而，得到兩條視線的交點，從而確定墩臺中心的位置。確定墩臺中心的位置。n異側交會異側交會 同側交會同側交會CAiDAiBDC圖 6異側交會示意圖圖 6同側交會示意圖i i兩交會方向線之間的夾角兩交會方向線之間的夾角 稱為交會角稱為交會角墩臺

24、中心交會的精度與交會角墩臺中心交會的精度與交會角 的大小有關。的大小有關。n交會角的要求交會角的要求：n當置鏡點位于橋軸線兩側時，交會角應在當置鏡點位于橋軸線兩側時，交會角應在90150之間；之間； 當置鏡點位于橋軸線一側時，交會角應在當置鏡點位于橋軸線一側時，交會角應在60110之間。之間。 在橋梁控制網(wǎng)網(wǎng)形設計和布網(wǎng)時，應充分考慮每個墩在橋梁控制網(wǎng)網(wǎng)形設計和布網(wǎng)時，應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)情況增臺中心交會時交會角的大小，必要時，可根據(jù)情況增設插如點或精密導線點作為次級控制點。設插如點或精密導線點作為次級控制點。示誤三角形示誤三角形n通常將三臺經緯儀分別通常將三臺