桥梁工程测量

控制挖深及基础施工的高程依据。
基础完工后，应根据上述的桥位控制桩和墩、台控制桩 用经纬仪或全站仪在基础面上测设墩、台中心及其相互 垂直的纵、横轴线，根据纵、横轴线即可放样桥台、桥 墩的外廓线，作为砌筑桥台和桥墩的依据。
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二、大中型桥梁施工测量
大型桥梁的施工必须布设平面控制网和高程控制网。 控制网布设后, 用较精密的方法进行墩台定位和架设梁部 结构的定位。 （一）桥梁墩台定位测量
2.主梁索道管定位测量
利用主梁施工矩形控制网,用经纬仪或全站仪,水准 仪和钢卷尺测设索道管口中心的三维坐标。
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§10-9 桥梁工程变形观测
桥梁工程在施工和建成后的运营期间，由于各种内在因素 和外界条件的影响，会产生各种变形。例如，桥梁的自重对基 础产生压力，引起基础、墩台的均匀沉降或不均匀沉降，从而 会使墩柱倾斜；梁体在动荷载的作用下产生挠曲；高塔柱在日 照和温度的影响下会产生周期性的扭转或摆动；等等。为了保 证工程施工质量和运营安全，验证工程设计的效果，应对大型 桥梁工程定期进行变形观测。
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索塔平面基准投影
索塔建造的平面基准是塔墩的中轴线和桥梁的中轴线(相互 垂直),塔墩中心点的垂直投影是塔柱施工测量的关键。在 墩中心点及两边平面控制点的旁边预留有垂准孔，垂直投 影(铅垂线测设)的方法有垂准仪法和全站仪天顶观测法。
通过垂准孔向上 垂直投影施工索 塔上部结构
桥梁中轴线
索塔中轴线
根据道路中线上的桥位施工控制桩k1,k2,k3,k4，测设出桥台和 桥墩的中心桩位A,B,C,D点,然后分别在这些点上安置全站仪，在与 桥梁中轴线垂直的方向上测设桥台和桥墩的施工控制桩位 a1,a2,b1,b2,…，每侧要有两个控制桩。
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（二）桥梁基础施工测量
根据桥台和桥墩的中心线定出基坑开挖边界线。基坑上 口尺寸应根据坑深、边坡坡度、土质情况和施工方法而 定。基坑挖到一定深度后，应根据水准点高程在坑壁测 设距基底设计面为一定高差（例如1米）的水平桩,作为
桥 梁 轴 线
桥梁平面控制网
桥梁平面控制网
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二、桥梁高程控制测量
（一）过河水准测量
过河水准测量主要问题:①前后视距不等 ②远尺距离过长 解决方法:①测站河立尺点布设对称图形,采用对向观测； ②远尺上加装觇牌,有利于远距离瞄准； ③用多测回观测取平均值,提高精度。
近尺视线 测站
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3
由观测者根据水准仪横丝指挥远尺立尺者上下移动觇牌 使觇牌中部的横条或三角形图案被水准仪的横丝所平分。 由立尺者根据觇牌中心孔的指标线在水准尺上读数。
上海杨浦大桥
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下图的上半部分为斜拉桥完成索塔建造后主梁开始用 悬臂法施工,下半部分为悬臂施工,中间合拢后的示意图。
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斜拉桥的施工
施工中的斜拉桥 预制梁块的分段吊装
两端悬臂施工 逐步向中间合拢
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竣工后的斜拉桥
— 典型的双塔三跨连续梁
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（一）塔柱施工测量
索塔的下半部分为基础和 塔墩，其施工定位测量同一 般大桥的定位。其上半部分 为塔柱，其结构较为复杂， 一般由下塔柱、下横梁、中 塔柱、上横梁、上塔柱等几 部分组成，如右图所示。 塔柱施工测量的重点是保 证塔柱各部分的倾斜度、铅 垂度和外形几何尺寸以及一 些构件的空间位置等符合设 计要求。
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三、 大型斜拉桥施工测量
大型斜拉桥主要由索塔 (墩塔)、斜拉索、主梁三大 部分组成，塔、索、梁三者之间的联系一般常用双塔三 跨连续梁布置。 固定于索塔的斜拉索每隔一 定索距对梁进行提拉，将梁 的荷载传至索塔，再传至塔 墩基础。斜拉桥的结构特点 有利于用悬臂法架设主梁。 (包括预制拼装或现场浇注) 双塔三跨连续梁的斜拉桥
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桥墩中心点
误差 三角形
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极坐标法测设桥墩
在使用全站仪进行桥梁墩台定位时，用极坐标法放样 桥墩中心位置，则更为方便。对于极坐标法，原则上可以 将仪器放于任何控制点上，按计算的放样数据（角度和距 B 离）测设点位。 测设桥墩中心位置， 最好是将仪器安置于 桥轴线点A或B上，瞄 准另一轴线点作为定 向，然后指挥棱镜安 置在该方向上测设 APi或BPi的距离,即可 定出桥墩中心位置Pi 点。
§10-7 桥梁工程控制测量
在铁路公路和城市道路等的线路上，通过河流、山谷或与 其他道路立交需要修建桥梁。有铁路桥梁,公路桥梁,铁路 公路两用桥梁等。高架道路也是属于桥梁结构。桥梁工程 在勘测设计建筑施工和运营管理阶段都需要进行测量工作。
南京长江大桥—铁路公路两用桥
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一、桥梁平面控制测量
桥梁平面控制网的图形一般为包含桥轴线的双三角形、 具有对角线的四边形或双四边形。桥梁平面控制网的观测 可以采用常规观测角度和边长的边角网，计算各平面控制 点的坐标。大型桥梁平面控制网也可以采用GNSS方法测 定。
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一、桥梁变形观测内容 垂直位移观测— 对各桥墩、桥台进行沉降观测 水平位移观测— 对桥墩、桥台在水平方向位移的观测 （桥轴线方向和垂直于桥轴线方向） 倾斜观测— 对高桥墩和斜拉桥的塔柱进行铅垂线方向 的倾斜观测 挠度观测— 对梁体在静荷载和动荷载的作用下产生的 挠曲和振动的观测 二、桥梁变形观测方法 常规测量仪器方法— 用精密水准仪测定垂直位移,用全 站仪测定水平位移，用垂准仪作倾斜观测 专用仪器测量方法— 用流体静力水准仪测定挠度等 摄影测量方法— 用地面近景摄影测量方法 GNSS方法— 桥梁的变形观测已可用GNSS方法 93 激光三维扫描法— 采集桥梁的点云数据用于变形分析 24
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（二）主梁施工测量 斜拉桥的主梁施工是由索塔下双向对称悬臂架设、跨 中合拢的动态施工方法。主梁架设分为现场浇注和预制标 准构件拼装两种基本方法。主梁施工是从索塔下的“零号 梁块”开始,向两侧悬臂伸展。
矩形控制网
零号梁块
零号梁块
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主梁施工测量是保证斜拉桥成桥线型符合设计要求。19
主梁横断面线型测量
主梁横断面的梁底线型是每一节段由前端梁底1，2， 3，4四个测点的标高来表示。用水准测量方法测定梁顶 面上高程线性点2’3’点的标高，推算出梁底测点的标 高,用斜拉索调整。
梁 体 中 轴 线
斜拉索
斜拉索
主梁横断面
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索道管定位测量
斜拉索是连接索塔和主梁并使之构成整体斜拉桥的 重要组成部分，而索道管是将缆索两端分别锚固在索塔 和主梁上的重要构件。为了使缆索能正确定位，对索道 管顶口和底口中心的三维坐标位置的定位提出了很高的 精度要求（例如±5mm）
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1.塔柱索道管定位测量
塔墩靠近岸边，可以在岸上布置平面控制点，建立 通过塔柱中线和墩中线的竖直基准面。在控制点上安置 经纬仪或全站仪，瞄准基准点的方向后，利用望远镜视 准轴的上、下转动建立上述基准面，再用测距、方向交 会等方法测设待放样的索道管口中心点的三维坐标。 远离岸边的塔墩，可以利用塔柱施工测量时留下的 控制点和垂准孔建立垂准线和竖直基准面。高程测设可 以采用高层建筑高程传递的方法。
觇牌上图案设计 成有利于瞄准
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（二）电磁波测距三角高程测量
用全站仪可进行电磁波测距三角高程测量。在河的 两岸布置A、B两个临时水准点,在A点安置全站仪,量取仪 器高 i；在B点安置棱镜，量取棱镜高l；全站仪瞄准棱镜 中心,测观天顶距Z和斜距S,计算出A,B点间的高差。由于 过河的距离较长,高差测定受到地球曲率和大气垂直折光 的影响。应采用对向观测的方法,能抵消地球曲率和大气 垂直折光的影响。
大桥的梁部结构
大桥的水中桥墩
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方向交会法测设桥墩
A-B为桥轴线，C,D为桥梁平面控制网中的控制点，Pi点为 第i个桥墩设计的中心位置。用方向交会法测设桥墩中心
位置时，需要计算在桥梁控制点上的交会角：α , β, γ, δ。
B P3
桥梁轴线
P2
方向线相交的 角度应近于90°
α
C
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ω
P1
γ E
δ A F
β
控制点
控制点 9 D
方向交会法的误差三角形
由于测量误差的影响，从C,A,D点指来的三条方向线一般 不可能正好交会于一点，而构成方向交会定点位的“误差 三角形”(Pa-Pb-Pc) 。 如果误差三角形在桥 轴线上的边长(Pa-Pb) 为容许范围之内 (一 般规定：对于墩底放 样,为2.5cm; 对于墩 顶放样，为1.5cm）， 则取C,D 两点指来方 向线的交点PC在桥轴线 上的投影点Pi作为桥墩 放样的中心位置。
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P3
P2 ω
P1
α
E
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γ
δ A F
β
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C
D
（二）桥梁梁部架设施工测量
桥梁的梁部结构一般较为复杂,要求对墩台的方向、距离 和高程用较高精度测设，作为架梁的依据。 桥梁中心线方向测定,在直线部分采用准直法,用经纬仪 或全站仪正倒镜分中法,刻划方向线。如果跨距较大( ＞ 100m),应逐个桥墩观测左、右角。在曲线部分则采用偏角 法或极坐法。相邻桥墩中心点间距离用测距仪观测，在中 心标板上刻划里程线,与已经刻划的墩台方向线正交,形成 代表墩台中心的十字。 墩台顶面高程用精密水准测定,构成水准路线,附合到 两岸水准点上。 如果梁的拼装系自两端悬臂、跨中合拢，则合拢前的 测量重点应放在两端悬臂的相对关系上。中心线方向偏差, 高程差和距离差要符合设计和施工的要求。
hAB S cos Z i - l f
（三）GNSS高程测量
用GNSS测量布设的桥梁平面控制网也可以用GNSS高程测 量的方法进行两岸控制点高程的联测。河面宽阔的特大桥 梁，用过河水准测量和三角高程测量有困难时更为合适。
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§10-7 桥梁工程施工测量
一、中小型桥梁施工测量
（一）桥梁中轴线和施工控制桩测设