《數(shù)字測(cè)量》課件 第13章 橋梁工程測(cè)量

第13章橋梁工程測(cè)量目錄06-5月-242概述I.橋梁控制測(cè)量III.橋位勘測(cè)II.橋梁施工測(cè)量IV.交工測(cè)量V.06-5月-24313.1

概述圖13-1港珠澳大橋橋梁在交通中占據(jù)著重要的地位，是跨越江河湖海、山谷深溝或其他線路的構(gòu)筑物（圖13-1）。橋梁主要由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)組成。上部結(jié)構(gòu)是墩臺(tái)之間的梁體部分，位于橋梁墩臺(tái)帽或蓋梁頂面（拱橋?yàn)楣白斆妫┮陨?。其作用是承載交通并將交通荷載傳導(dǎo)至下部結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)主要是橋墩、橋臺(tái)等結(jié)構(gòu)體，其作用是支承上部結(jié)構(gòu)并將上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的力下傳至基礎(chǔ)。橋梁基礎(chǔ)是承臺(tái)或基礎(chǔ)頂面以下部分，其作用是支撐橋梁主體結(jié)構(gòu)并將荷載傳至地基。06-5月-24413.1

概述·（1）橋梁勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的主要測(cè)量工作橋梁工程測(cè)量貫穿于橋梁的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建設(shè)階段，包括勘測(cè)選址、控制測(cè)量、施工測(cè)量、變形測(cè)量、竣工測(cè)量等內(nèi)容。橋梁按其長(zhǎng)度可分為小橋（20m以下）、中橋（20~100m）、大橋（100~500m）、特大橋（500m以上）四個(gè)種類，不同類型的橋梁各階段的測(cè)量?jī)?nèi)容不盡相同。本章主要介紹大中型橋梁工程測(cè)量方法，主要內(nèi)容包括橋位勘測(cè)、橋梁控制測(cè)量、橋梁施工測(cè)量、和交工測(cè)量等。1）平面和高程控制測(cè)量，構(gòu)建橋位勘測(cè)控制網(wǎng)。跨越寬度較小的橋梁，可以將勘測(cè)和施工階段所用控制網(wǎng)一體布設(shè)。大跨徑橋梁，將橋位勘測(cè)和施工分開(kāi)布設(shè)專用控制網(wǎng)。2）橋址定線測(cè)量。采用全站儀導(dǎo)線或GNSS測(cè)量方法在實(shí)地測(cè)設(shè)中線控制網(wǎng)點(diǎn)。3）橋址中線和斷面測(cè)量。在橋址定線區(qū)域內(nèi)，測(cè)繪橋梁中線縱斷面圖（比例尺1：500）和橋墩臺(tái)橫斷面圖（1：200）。06-5月-24513.1

概述·（1）橋梁勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的主要測(cè)量工作4）橋位地形圖測(cè)繪。采用全站儀、GNSS、無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量等方法測(cè)繪橋位陸地地形圖和橋址中線上下游的河床地形圖。5）橋址水文測(cè)量。進(jìn)行水位、水面坡度、流速流向等測(cè)量工作。6）船走行線測(cè)量。在橋址中線上、下游一定范圍內(nèi)，測(cè)繪橋址航跡線圖。7）地質(zhì)勘探測(cè)量。完成地質(zhì)勘探所需的鉆孔測(cè)設(shè)、地面高程模型測(cè)量等工作。06-5月-24613.1

概述·（2）橋梁施工建設(shè)階段的主要測(cè)量工作（1）根據(jù)橋梁工程施工總體布置圖布設(shè)施工控制網(wǎng)。單位工程和重要的分部、分項(xiàng)工程編制施工測(cè)量專項(xiàng)方案。（2）按照施工各階段的要求，完成施工控制網(wǎng)復(fù)測(cè)和加密、施工測(cè)設(shè)和檢測(cè)工作。（3）依據(jù)設(shè)計(jì)要求和橋梁結(jié)構(gòu)變形特點(diǎn)，實(shí)施施工監(jiān)測(cè)工作。（4）單項(xiàng)工程完成時(shí)，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求對(duì)重要構(gòu)筑物和隱蔽工程進(jìn)行交工測(cè)量。（5）橋梁工程建設(shè)各階段施工測(cè)量結(jié)束后，進(jìn)行測(cè)量成果檢查驗(yàn)收、匯編總結(jié)和上交工作。06-5月-24713.2

橋位勘測(cè)·橋位選擇橋位，是橋梁、引道路堤及調(diào)治構(gòu)造物三者位置的總稱。橋位勘測(cè)（Bridgesitesurvey）是在橋位的勘察選址和設(shè)計(jì)中的測(cè)量工作，是橋梁工程建設(shè)前期的首要工作。橋位選擇是橋位勘測(cè)中的一項(xiàng)重要工作。橋位選擇不僅對(duì)橋梁的穩(wěn)定、工程造價(jià)、施工與養(yǎng)護(hù)等有直接的關(guān)系，而且與橋頭的線路工程、水文、地形、工程地質(zhì)和航運(yùn)等有直接影響。因此，橋位選擇必須全面考慮各種影響因素，經(jīng)過(guò)深入的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與勘測(cè)，選擇幾個(gè)可能的橋位方案，經(jīng)過(guò)全面分析研究和經(jīng)濟(jì)比較后，再確定推薦方案。橋軸線一般為直線，否則要采用較大的平曲線半徑和較小的縱坡?！蛭辉O(shè)計(jì)橋位設(shè)計(jì)是橋梁工程設(shè)計(jì)的重要組成部分。合理優(yōu)化橋位設(shè)計(jì)和選擇合適的橋梁結(jié)構(gòu)形式是確保橋梁工程質(zhì)量與降低橋梁工程成本的關(guān)鍵。在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行水文計(jì)算、橋梁孔徑計(jì)算、確定墩臺(tái)基底埋置深度、通航的影響因素測(cè)定等工作。06-5月-24813.2橋位勘測(cè)·橋位勘測(cè)橋位勘測(cè)主要為在橋址處設(shè)計(jì)橋粱孔跨、橋頭路基和導(dǎo)流構(gòu)筑物提供各種地形圖、專題圖和基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)。對(duì)于中小橋及技術(shù)條件簡(jiǎn)單的大橋，其橋址位置由線路位置決定，橋位勘測(cè)一般包括在線路勘測(cè)之內(nèi)。對(duì)于特大橋或技術(shù)條件復(fù)雜的大橋，線路的位置一般要適應(yīng)橋梁的位置，這時(shí)應(yīng)對(duì)橋位進(jìn)行專門(mén)的勘測(cè)。橋位勘測(cè)要考慮流域水文、地質(zhì)、地形、有關(guān)的工程或城市規(guī)劃、環(huán)境景觀、運(yùn)營(yíng)條件等多方面的因素。要求橋位跨越的水面最窄，橋中線與水流方向近于正交，地質(zhì)條件好，河床穩(wěn)定。橋位勘測(cè)需要施測(cè)多種比例尺的地形圖。采用衛(wèi)星遙感、航測(cè)等技術(shù)手段測(cè)繪1：10000或1：25000比例尺的地形圖用于設(shè)計(jì)橋位和附屬導(dǎo)流構(gòu)筑物的初步設(shè)計(jì)。采用無(wú)人機(jī)低空測(cè)量、RTK或全站儀測(cè)繪1：500～1：2000大比例尺地形圖，特別復(fù)雜的局部地形可用1:200比例尺，用于詳細(xì)設(shè)計(jì)。測(cè)量范圍應(yīng)滿足選定橋位、橋頭引線、橋渡和導(dǎo)流建筑物及施工場(chǎng)地布置的需要。在線路方向測(cè)至兩岸歷史最高洪水位或設(shè)計(jì)水位2m以上，在水流方向根據(jù)設(shè)計(jì)需要而定。橋址縱斷面測(cè)至兩岸線路的路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高以上。水下地形可以采用全站儀前方交會(huì)法、GNSS等測(cè)量平面位置，采用測(cè)深桿、單波束或多波束測(cè)深儀測(cè)量水深。也可以采用無(wú)人測(cè)量船測(cè)繪水下地形圖（圖13-2）。06-5月-24913.2橋位勘測(cè)·橋位勘測(cè)圖13-2無(wú)人測(cè)量船測(cè)繪水下地形圖06-5月-241013.3

橋梁控制測(cè)量橋梁控制測(cè)量是橋梁工程測(cè)量的基礎(chǔ)，也是橋梁施工測(cè)量的依據(jù)。橋梁控制測(cè)量主要包括平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。橋梁控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)以精度適宜、便于實(shí)施、質(zhì)量可靠為標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)設(shè)計(jì)工作在了解橋梁總體布置、工程區(qū)域地形特征及施工精度要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行。技術(shù)設(shè)計(jì)前一般收集下列資料：（1）施工區(qū)及周邊區(qū)域現(xiàn)有地形圖，必要的地質(zhì)、水文、氣象資料。（2）橋梁總體布置圖及有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)文件。（3）勘測(cè)設(shè)計(jì)階段已有控制測(cè)量資料，包括控制網(wǎng)圖、點(diǎn)之記、成果表及技術(shù)總結(jié)。（4）有關(guān)測(cè)量規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及招投標(biāo)文件資料。06-5月-241113.3

橋梁控制測(cè)量建立橋梁平面控制網(wǎng)的主要目的：（1）測(cè)定橋軸線長(zhǎng)度。按照規(guī)定精度測(cè)定橋梁中心線的長(zhǎng)度并據(jù)此進(jìn)行墩、臺(tái)位置的放樣是進(jìn)行橋位平面控制測(cè)量的主要目的。（2）橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的測(cè)設(shè)。是確保橋梁上下部結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確高精度地放樣到實(shí)地的控制依據(jù)。（3）施工監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)。為在施工過(guò)程中的變形監(jiān)測(cè)提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。對(duì)于跨越無(wú)水河道的直線小橋，橋軸線長(zhǎng)度可以直接測(cè)定，墩、臺(tái)位置也可直接利用橋軸線的兩個(gè)控制點(diǎn)放樣，無(wú)需建立平面控制網(wǎng)。對(duì)于跨越有水河道的大型橋梁，墩、臺(tái)無(wú)法直接定位，則必須建立平面控制網(wǎng)。平面控制網(wǎng)可以布設(shè)成邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、GNSS網(wǎng)等形式，平面控制測(cè)量采用衛(wèi)星定位測(cè)量、三角形網(wǎng)測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量等方法。

13.3.1平面控制測(cè)量06-5月-241213.3

橋梁控制測(cè)量一般將橋梁中軸線作為平面控制網(wǎng)的一條邊，以提高橋軸線空間位置的準(zhǔn)確度和精度。橋梁施工平面控制網(wǎng)的等級(jí)，根據(jù)橋梁跨越寬度、單孔跨徑合理確定。橋梁平面控制網(wǎng)的等級(jí)選擇依據(jù)表13-1。

13.3.1平面控制測(cè)量表13-1橋梁平面控制網(wǎng)的等級(jí)06-5月-241313.3橋梁控制測(cè)量進(jìn)行橋梁施工平面控制網(wǎng)的建立應(yīng)符合下列要求：（1）平面控制網(wǎng)應(yīng)因地制宜，且適當(dāng)考慮發(fā)展。橋梁鄰近有銜接關(guān)聯(lián)工程需與國(guó)家或地方高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮聯(lián)測(cè)方案，并建立橋梁平面控制測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)與國(guó)家或地方坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。（2）跨越寬度超過(guò)橋梁主跨2倍以上時(shí)，應(yīng)先建立首級(jí)平面控制網(wǎng)，并考慮施工加密控制網(wǎng)方案。（3）橋梁施工控制網(wǎng)的布設(shè)及等級(jí)應(yīng)首先考慮滿足橋梁結(jié)構(gòu)施工精度要求，首級(jí)控制網(wǎng)不宜構(gòu)建附合網(wǎng)，可選擇建立以一點(diǎn)一方位為基準(zhǔn)的自由網(wǎng)。（4）首級(jí)控制網(wǎng)可直接作為施工控制網(wǎng)使用；不能滿足施工測(cè)設(shè)要求時(shí)，應(yīng)在首級(jí)控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立施工加密控制網(wǎng)。（5）加密控制網(wǎng)可同等級(jí)擴(kuò)展或越級(jí)布設(shè)，其布設(shè)級(jí)數(shù)可根據(jù)地形條件及放樣需要決定，不宜大于2級(jí)；增設(shè)或補(bǔ)設(shè)控制點(diǎn)應(yīng)采用同精度內(nèi)插的方法測(cè)量。（6）控制網(wǎng)跨越江河（海）、峽谷時(shí)，每岸應(yīng)不少于3點(diǎn)，其中靠近軸線每岸宜布設(shè)相互通視2點(diǎn)。

13.3.1平面控制測(cè)量06-5月-241413.3

橋梁控制測(cè)量在各等級(jí)平面控制測(cè)量中，規(guī)定其最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差均不得大于20mm，最弱相鄰點(diǎn)相對(duì)點(diǎn)位中誤差均不得大于10mm。平面控制測(cè)量精度要求和橋梁軸線相對(duì)中誤差依據(jù)表13-2的規(guī)定。橋梁平面控制網(wǎng)建立后應(yīng)定期進(jìn)行復(fù)測(cè)。首級(jí)控制網(wǎng)復(fù)測(cè)周期應(yīng)小于1年，施工加密網(wǎng)復(fù)測(cè)周期應(yīng)小于6個(gè)月，復(fù)測(cè)精度應(yīng)與控制網(wǎng)建立時(shí)保持一致。

13.3.1平面控制測(cè)量06-5月-2415建立橋梁高程控制網(wǎng)的主要目的：13.3橋梁控制測(cè)量（1）構(gòu)建橋梁工程統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面。（2）在橋址附近設(shè)立水準(zhǔn)基點(diǎn)和施工水準(zhǔn)點(diǎn)，以滿足施工測(cè)設(shè)和橋梁墩臺(tái)沉降監(jiān)測(cè)的需要。建立高程控制網(wǎng)一般采用水準(zhǔn)測(cè)量法，跨越江河峽谷等地區(qū)可采用測(cè)距三角高程測(cè)量、GNSS水準(zhǔn)測(cè)量、GNSS擬合高程測(cè)量等方法施測(cè)。首級(jí)高程控制網(wǎng)為環(huán)形網(wǎng)，加密網(wǎng)布設(shè)成附合路線或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。橋梁施工高程系統(tǒng)一般采用橋梁設(shè)計(jì)指定的高程系統(tǒng)；當(dāng)設(shè)計(jì)未指定時(shí)，采用1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)。橋梁高程投影面一般以橋墩頂面平均高程為高程投影面。

13.3.2高程控制測(cè)量06-5月-241613.3橋梁控制測(cè)量高程控制測(cè)量精度等級(jí)，依次劃分為一等、二等、三等、四等。各等級(jí)高程控制網(wǎng)的主要技術(shù)要求見(jiàn)表13-3。

13.3.2高程控制測(cè)量表13-3橋梁施工高程控制測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)06-5月-241713.3橋梁控制測(cè)量橋梁施工高程控制網(wǎng)的等級(jí)應(yīng)根據(jù)橋梁跨越寬度、單孔跨徑合理確定。橋梁施工高程控制網(wǎng)的等級(jí)選擇見(jiàn)表13-4。表13-4橋梁施工高程控制測(cè)量等級(jí)橋梁高程控制網(wǎng)要進(jìn)行復(fù)測(cè)，首級(jí)控制網(wǎng)復(fù)測(cè)周期小于1年，施工加密網(wǎng)復(fù)測(cè)周期小于6個(gè)月，復(fù)測(cè)精度與高程網(wǎng)建立時(shí)保持一致。

13.3.2高程控制測(cè)量06-5月-241813.4橋梁施工測(cè)量

·橋梁施工測(cè)量的基本工作有以下內(nèi)容：1）施工測(cè)量人員與工程其他專業(yè)人員密切配合，了解橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工程進(jìn)度、施工工藝等內(nèi)容。2）在施工測(cè)量開(kāi)始前，熟悉工程設(shè)計(jì)圖紙和文件，了解工程總體和單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收對(duì)測(cè)量工作的技術(shù)要求；依據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，制定相應(yīng)的測(cè)量方案。3）觀測(cè)記錄手簿隨測(cè)隨記，內(nèi)容填寫(xiě)完整、字跡清晰，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)抄、偽造。采用電子手簿時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員檢查確認(rèn)后使用。4）施工測(cè)量成果資料統(tǒng)一編號(hào)、分類歸檔、妥善保管。5）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，遵守有關(guān)安全、技術(shù)操作規(guī)程。6）測(cè)量?jī)x器設(shè)備妥善保管，定期檢定、維護(hù)、保養(yǎng)。06-5月-241913.4橋梁施工測(cè)量在施工測(cè)設(shè)工作開(kāi)始前，要詳細(xì)查閱設(shè)計(jì)圖紙，核對(duì)已知及放樣數(shù)據(jù)資料，了解設(shè)計(jì)要求與現(xiàn)場(chǎng)施工條件。根據(jù)施工測(cè)量精度要求，選擇合理的放樣方法，并編制放樣作業(yè)實(shí)施細(xì)則。點(diǎn)位放樣完成后，要進(jìn)行點(diǎn)位檢核。橋梁平面坐標(biāo)放樣方法有全站儀三維坐標(biāo)法、交會(huì)法、自由設(shè)站法、GNSSRTK法、CORS測(cè)量法等。高程放樣方法有水準(zhǔn)測(cè)量法、測(cè)距三角高程法、懸掛鋼尺傳高法、全站儀精密傳高法等。橋梁樁基高程放樣時(shí)，可以采用GNSSRTK法、CORS測(cè)量法。橋墩、塔柱等高聳構(gòu)筑物高程傳遞，可采用測(cè)距三角高程法、懸掛鋼尺傳高法。對(duì)100m以上高塔柱的高程傳遞，采用全站儀精密傳高法。對(duì)于立模放樣，要測(cè)設(shè)各種構(gòu)筑物的立模輪廓點(diǎn)和軸線點(diǎn)，并對(duì)已經(jīng)安裝好的模板、預(yù)埋件進(jìn)行形體和位置的檢查。立模放樣一般采用全站儀三維坐標(biāo)法。混凝土構(gòu)筑物的高程放樣采用水準(zhǔn)測(cè)量法或液體靜力水準(zhǔn)法。對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量，其主要工作內(nèi)容有：安裝軸線和高程工作基點(diǎn)的測(cè)設(shè)；安裝點(diǎn)的放樣；安裝竣工測(cè)量等。06-5月-242013.4

橋梁施工測(cè)量樁基礎(chǔ)及承臺(tái)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、橋墩和索塔、錨碇及錨固系統(tǒng)、斜拉橋索道管、懸索橋索鞍、懸索橋主纜、懸索橋索夾、橋面、支座和伸縮縫。（1）橋軸線放樣。（2）橋基礎(chǔ)（承臺(tái)）放樣（圖13-3）。（3）下部結(jié)構(gòu)（橋墩、橋臺(tái)）放樣（圖13-4）。（4）上部結(jié)構(gòu)（梁體）放樣。

·橋梁施工測(cè)量的主要對(duì)象有：

·橋梁施工放樣的順序?yàn)椋簣D13-3橋梁承臺(tái)圖13-4橋梁下部結(jié)構(gòu)測(cè)設(shè)06-5月-242113.5

交工測(cè)量交工測(cè)量是指橋梁工程建設(shè)竣工、驗(yàn)收時(shí)所進(jìn)行的測(cè)繪工作。其目的是檢查橋體是否符合設(shè)計(jì)要求，測(cè)定橋梁建成后的實(shí)際情況，為橋梁運(yùn)營(yíng)期間的監(jiān)測(cè)、檢測(cè)和運(yùn)維提供數(shù)據(jù)資料。橋梁交工測(cè)量主要內(nèi)容包括下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)和橋梁總體交工測(cè)量工作。交工測(cè)量的成果反映橋梁構(gòu)筑物的位置和幾何尺寸，為橋梁質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定及驗(yàn)收、工程維護(hù)等工作提供依據(jù)。交工測(cè)量采用與原橋梁施工測(cè)量一致的平面和高程系統(tǒng)，測(cè)量時(shí)可使用原有施工控制點(diǎn)和工作基點(diǎn)。在進(jìn)行交工測(cè)量時(shí)，對(duì)于隱蔽、水中和垂直凌空面的橋梁部位，可以在施工過(guò)程中，按交工測(cè)量的要求進(jìn)行測(cè)量，逐漸積累交工資料。對(duì)于其他的橋梁部位，待單項(xiàng)工程完工后，進(jìn)行一次性的交工測(cè)量。分項(xiàng)工程、分部工程及單位