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③橋梁細部放樣④橋梁變形監(jiān)測橋梁施工測量本章內容本章內容橋梁工程中測繪的主要任務勘測設計階段：需要進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)選橋址和進行橋梁設計提供必要而詳細的資料；施工過程中：需要根據(jù)設計文件，按照規(guī)定的精度，將圖紙上設計的橋梁墩臺及各個細部位置標定于地面，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計要求；施工及運行期間：需要定期觀測墩臺及其上部結構的垂直位移、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)的坐標系統(tǒng)應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)一坐標系。大型和特大型橋梁建設中，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系。特大型橋梁施工中，尤其是橋面鋼構件的施工精度要求很高時（小于5mm），可選用橋軸線坐標系，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)布設要求布設要充分考慮橋梁的設計方案、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，點位應選在施工范圍以外，地質條件穩(wěn)定、視野開闊。圖形應盡量簡單且具有足夠的強度，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，當主網(wǎng)控制點數(shù)量不能滿足施工需要時，加設一定數(shù)量的插點或插網(wǎng)。為使控制網(wǎng)與橋軸線連接，在河流兩岸的橋軸線上應各設一個控制點，控制點距橋臺的設計位置也不應太遠，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上進行交會，以減少橫向誤差?？刂凭W(wǎng)邊長的設計參考跨越河寬，一般在0.5-1.5倍河寬的范圍內變動。1.橋梁控制測量-橋梁施工平面控制網(wǎng)布設形式

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)的布設圖1.橋梁控制測量-橋梁施工高程控制網(wǎng)水準基點數(shù)量：一般小橋可只布設一個；在200m以內的大、中橋，宜在兩岸各設一個；當橋長超過200m時，由于兩岸聯(lián)測不便，為了在高程變化時易于檢查，則每岸至少設置兩個；大型橋梁工程中，為方便高程傳遞，還應在每一個橋臺、橋墩附近設立一個臨時施工水準點，構成附合水準路線。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)-水準測量跨河水準測量時，在選定的跨河場地上，兩岸的觀測點和立尺點應構成對稱圖形，如平行四邊形、等腰梯形。利用兩臺水準儀分別架設于兩岸的I1、I2點，b1、b2點立水準尺。兩臺水準儀分別觀測兩水準尺后，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果。布置點位時盡量使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直線橋墩、臺中心定位2.橋梁墩、臺中心定位及軸線測設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2.橋梁墩、臺中心定位及軸線測設直線橋墩、臺的縱軸線與線路的中線方向重合，可不另行測設；橫軸線測設時可在墩臺中心置鏡，自線路中線方向測設90°角2.2橋梁墩、臺軸線測設2.橋梁墩、臺中心定位及軸線測設曲線橋墩、臺的縱軸線位于橋梁偏角

的分角線上，測設時，在墩、臺中心架設儀器，照準相鄰的墩、臺中心，測設

/2角即為縱軸線的方向。自縱軸線方向測設90°角，即為橫軸線方向3.橋梁細部放樣3.橋梁細部放樣3.1基礎放樣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構明挖基礎3.橋梁細部放樣-基礎放樣開挖基坑前，首先應測設出基坑的邊界線，如坑壁有一定的坡度，則應根據(jù)基坑深度及坑壁坡度測設出開挖邊界線。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—基礎的長度或寬度；h—坑底與地面的高差；m—坑壁坡度系數(shù)的分母。樁基礎3.橋梁細部放樣-基礎放樣基樁位置的放樣如圖所示，可以墩臺縱、橫軸線為坐標軸，按設計位置用直角坐標法直接測設，也可根據(jù)基樁的坐標依極坐標的方法置儀器于任一控制點進行測設，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立一個施工水準點，根據(jù)這個水準點以水準測量方法放樣各部分的設計高程。但在基礎底部及墩、臺的上部，由于高差過大，難于用水準尺直接傳遞高程時，可用懸掛鋼尺的辦法傳遞高程。3.橋梁細部放樣-高程放樣架梁時的測量工作，主要是測設支座底板的位置，測設時也應先測設出它的縱、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系是設計圖上給出的，因而在墩、臺頂部的縱橫軸線測設出以后，即可根據(jù)它們的相互關系，用鋼尺將支座底板的縱、橫中心線測設出來。架梁時需要將相鄰墩臺聯(lián)系起來，考慮其相關精度，要求中心點間的方向、距離和高差符合設計要求。橋梁中心線方向的測定，在直線部分采用準直法，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），應逐墩觀測左、右角。3.橋梁細部放樣-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。安裝開始前，應在橫梁頂部和底部的中點作出標志，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，同時高程位置也應符合設計的大節(jié)點撓度和整跨拱度的要求。3.橋梁細部放樣-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：就是定期地觀測墩臺及上部結構的垂直位移、傾斜和水平位移（包括上部結構的撓曲），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，及時采取補救措施。同時，也為以后的設計提供參考數(shù)據(jù)。垂直位移監(jiān)測方法幾何水準測量三角高程測量液體靜力水準測量壓力測量法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容包括兩部分：

一部分是水準基點與工作基點聯(lián)測，這稱為基準點觀測；另一部分是根據(jù)工作基點測定觀測點的垂直位移，稱為觀測點觀測?；鶞庶c觀測，當橋長在300m以下時，可用三等水準測量的精度施測，在300m以上時，用二等水準的精度施測；當橋長在1000m以上時，則用一等水準測量的精度施測?；鶞庶c的水準路線必須構成環(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線測量法基準線法測小角法測量機器人監(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，對于直線形橋梁，一般采用基準線法、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，一般采用極坐標法、前方交會法、導線測量法等，將觀測點不同周期測定的坐標之差投影到橋梁縱、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兩點位于同一豎直線上，墩柱高為h，若墩柱傾斜時，A點相對于B點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一個監(jiān)測標志，其高差為h，然后用經(jīng)緯儀或全站儀測量兩個標志的偏離值，便可計算其傾斜度。有時也可利用全站儀測出模板上口標志的平面坐標，與設計坐標進行比較得出實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點的水平面內，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生的撓曲變形。撓度觀測通常是在橋面上布設一系列觀測點，利用基準點觀測各測點在加載前和加載后的高程差，或定期對各測點進行高程測量以求得其高程變化，進而計算撓度變化。精密水準法全站儀觀測法GPS觀測法液體靜力水準觀測法專用撓度儀觀測法【思考題】1.橋梁控制網(wǎng)的布設有何特點？布設時有哪些注意事項？2.如何實施跨河水準測量？3.橋梁墩臺中心及軸線測設時，可以使用哪些測設方法？4.橋梁的變形監(jiān)測包括哪些內容？應如何進行？5.在圖中，A、B、C、D為橋梁施工控制網(wǎng)點，其中A、B位于橋軸線上，P1、P2、P