桥梁施工测量

ml
1 2
n2l
2
1 2
24 22 72 6.02mm
全桥桥轴线中误差为
mL ml21 ml22 ml2N ml 3 10.43mm
2. 桥梁平面控制
（1）桥梁平面控制测量的目的
测定桥轴线长度并据以进行墩、台位置 的放样；同时，也可用于施工过程中的变 形监测。
（2）控制点位要求
1）计算测设数据：
利用坐标反算公式
可推导出交会角α、β。
利用坐标反算公式即可推导出交会角
α、β。如利用计算器的坐标换算功能， 则α的计算过程更为简捷。
以CASIO fx-4500P为例：
pol(xE xC ), ( yE yC ) pol(xA xC ), ( yA yC )
则：交会角 CA CE
三、桥梁墩、台中心定位
在桥梁墩、台的施工过程中，测设出墩、 台的中心位置的工作，称为墩台定位。其 测设数据是根据控制点坐标和设计的墩、 台中心位置计算出来的。放样方法则可采 用直接测设或交会的方法。
1. 直线桥的墩、台中心定位
直线桥梁的墩、台定位所依据的原始资料 为桥轴线控制桩的里程和桥梁墩、台的设 计里程，根据里程可以算出它们之间的距 离，并由此距离定出墩、台的中心位置。
在布设三角网后，需要进行外业测量和内 业计算两部分工作。桥梁三角网的外业主 要包括角度测量和边长测量。外业测量应 根据桥梁等级及精度要求按照角度测量和 距离丈量的方法施测。目前一般采用全站 仪进行测角和量边。由于桥轴线长度及各 个边长都是根据基线及角度推算的，为保 证桥轴线有可靠的精度，基线精度要高于 桥轴线精度2～3倍。如果采用测边网或边 角网，因边长是直接测定的，所以不受或 少受测角误差的影响，测边的精度与桥轴 线要求的精度相当即可。
, CE W , CA W
其中：pol 为直角坐标、极坐标的换算功 能；W 为极角的存储区，W<0时，加360° 赋于方位角。同理可求出交会角β。
当然也可以根据正弦定理或其它方法求得3。2
2）测设方法
在C、D点上安置经纬仪，分别自CA及DA 测设出交会角α、β，则两方向的交点即 为墩心E点的位置。为了检核精度及避免 错误，通常还利用桥轴线AB方向，用三个 方向交会出E点。
B
E D
C
F
A
大地四边形加三角形
图 6桥梁施工平面控制网示意图
1）三角网。桥梁控制网中若观测要素仅 为水平角时，控制网就称为测角网。由于 测角网中至少应有一条起算边，为了检核 ，通常应高精度地量测两条基线边，每岸 各一条。三角网的基线以前通常用因瓦尺 或经过检定的钢卷尺丈量，现在可采用高 精度的光电测距仪和全站仪。
示误三角形：由于测量误差的影响，三个 方向一般不交于一点，而形成一如图示的 三角形E1、E2、E'，该三角形称~。
检核：示误三角形的最大边长，在建筑墩 台基础时不应大于25mm，墩身时不应大于 15mm。
墩中心E 的点位：如果在限差范围内，则
将交会点E'投影至桥轴轴线上，作为墩中
心E的点位。
2.曲线桥的墩、台中心定位
已知墩、台中心的设计里程及桥轴线起点 的里程，如图所示，相邻两点的里程相减 即可求得它们之间的距离。
测设墩、台中心的位置的方法：直接测距 法或交会法。
（1） 直接测距法
这种方法适用于无水或浅水河道。
1）用检定过的钢尺测设：根据计算出的 距离，从桥轴线的一个端点开始，逐个测 设出墩、台中心，并附合于桥轴线的另一 个端点上。若在限差范围之内，则依各端 距离的长短按比例调整已测设出的距离。 在调整好的位置上钉一小钉，即为测设的 点位。
2）桥轴线长度的测量方法 直接测定法——光电测距或钢卷尺 间接测定法——三角网推算 3）桥轴线长度精度估算 ① 钢筋混凝土简支梁
设墩中心点位放样限差为 D （一般为
±10mm），全桥共有N 跨，则桥轴线长度
中误差为：
ml
D 2
N D
2
N
② 钢板梁及短跨（l≤64 m）简支钢桁梁
考虑梁长制造误差和固定支座安装误差 δ 的共同影响，单跨钢板梁和单跨简支钢桁 梁的长度中误差为
桥梁施工要求在河流两岸建立统一的高 程系统，需要进行跨河水准测量。
如在桥位上、下游不远处，国家测绘部 门或其它单位进行过跨河水准测量观测 方法和成果精度符合要求的则可利用， 否则需要自行测量。
跨河水准测量的地点 应尽量选择在桥渡附近河宽最窄处， 两岸测站点和立尺点可布成对称图形。 图中1，2为测站点，A，B为立尺点， 要求1与2，1与2距离尽量相等，并使1，2 大于10m， 观测时，视线距水面的高度宜大于3m。
误差为
ml
1 2
n2l 2
当桥梁为N 跨时，则桥轴线长度 L 的中误
差为
mL ml21 ml22 ml2N
【例】某三联三跨连续梁桥，每跨支座 间距离为128m，由长16m 的8个节间组 成，每联24个节间，固定支座安装极 限误差为±7mm，试计算全桥桥轴线中 误差。
［解］单联中误差为
曲线桥墩、台中心定位的测量工作有 ：曲线线路复测、桥轴线控制桩的测设、 控制测量、墩台中心及墩台轴线的测设。
如图所示，曲线桥的线路中线是曲线 1 -2 -3-4 ，每跨梁中心线的连线 是折线1-2-3-4，两者不能完全吻合，。
（1）曲线桥墩、台放样
E、α、L在设计图中都已经给出，结合这
些资料即可测设桥墩、台中心位置（1、2 … K）。
小桥：只设1个；
桥长≤200m，宜1个/岸；
桥长≥200m，宜2个/岸。
水准基点是永久性的，必须十分稳固。除 了它的位置要求便于保护外，根据地质条 件，可采用混凝土标石、钢管标石、管柱 标石或钻孔标石。在标石上方嵌以凸出半 球状的铜质或不锈钢标志。
2）施工水准点的布设： 为了方便施工，也可在附近设立施工水准 点，由于其使用时间较短，在结构上可以 简化，但要求使用方便，也要相对稳定， 且在施工时不致破坏。
Hale Waihona Puke Baidu
3）高程系统：桥梁水准点与线路水准点 应采用同一高程系。
水准测量的等级：由《测规》而定。
从国家水准点引测的精度：可用三等水准
进行测量。
（2）跨河水准测量 当跨河距离大于200m时，宜采用过河水准 法联测两岸的水准点。跨河点间的距离小 于800m时，可采用三等水准，大于800m时 则采用二等水准进行测量。
根据观测要素的不同，桥梁控制网可布设 成三角网、边角混合网、精密导线网等
B
B
C
A
C
D
A
D
(a双)双三三角角形控形制网
大(地b)大四地四边边形形控制网
图 6桥梁施工平面控制网示意图
D
B
D
B
F
F
A
E
A
C
C
E
(a)双大地四边形控制网
(b)加强型双大地四边形控制网
双大地四图边6形桥梁施工平面控制网加示意强图 型大地四边形
在控制点上要埋设标石及刻有“十”字的 金属中心标志。如果兼作高程控制点使用 ，则中心标志宜做成顶部为半球状。
（3）平面控制网布设方法
在布网方法上，桥梁平面控制网可以按 常规地面测量方法布设，也可以应用GPS 技术布网。
桥梁平面控制网按常规方法布设时，基本 网形是三角形和四边形，并以跨江正桥部 分为主。应用较多的有双三角形、大地四 边形、双大地四边形以及三角形与四边形 结合的多边形。
第十二章 管道与桥梁和隧 道施工测量
第2节 桥梁施工测量
一、概述
桥梁是公路和铁路最重要的组成部分之一 。建设一座桥梁，需要进行各种测量工作 ，其中包括：勘测、施工测量、竣工测量 等。
1. 桥梁施工测量的基本任务
根据设计文件，按照规定的精度，将图纸 上设计的桥梁墩台位置标定于地面，据此 指导施工，确保建成的桥梁在平面位置、 高程位置和外形尺寸等方面均符合设计要 求。
1）图形应尽量简单，并能利用布设的点 ，用前方交会法，以足够的精度对桥墩进 行放样。
2）控制网一般布设成三角网、边角网和 精密导线网，其边长与河宽有关，一般在 0.5～1.5倍河宽的范围内变动。
3）为使桥轴线与控制网紧密联系，选择 控制点时，应尽可能使桥的轴线作为三角 网的一个边，以利于提高桥轴线的精度。 如不可能，也应将桥轴线的两个端点纳入 网内，以间接求算桥轴线长度，控制点与 墩、台的设计位置相距不应太远，以方便 墩、台的施工放样。
ml
1 2
l
2
2
5000
当桥梁为N 跨时，中误差为
mL ml21 ml22 ml2N
③ 连续及长跨（l ＞64 m）简支钢桁梁
由 n 个节间构成的单联或单跨梁，设节间
拼装的极限误差为△l（通常取△l =±2mm） ，则由于梁体拼装误差和固定支座安装误
差δ的共同影响，每一联（跨）长度的中
2）用光电测距仪测设：在桥轴线起点或 终点架设仪器，并照准另一个端点。在桥 轴线方向上设置反光镜，并前后移动，直 至测出的距离与设计距离相符，则该点即 为要测设的墩、台中心位置。为了减少移 动反光镜的次数，在测出的距离与设计距 离相差不多时，可用小钢尺测出其差数， 以定出墩、台中心的位置。
（2）交会法 当桥墩位于水中，无法直接丈量距离及安 置反光镜时，则采用角度交会法。 坐标系: 如图所示，C、A、D为控制网的 三角点，且A为桥轴线的端点，E为墩中心 设计位置。C、A、D各控制点坐标已知， 若墩心E的坐标。
2）边角混合网。由于全站仪既能量边， 又能同时测角，所以在使用中等精度的全 站仪观测时，布设测边网的情况很少。同 时，测边网边长一般较短，多余观测数很 少，可靠性也低，因此，一般用全站仪布 设边角网。观测网中全部内角，测量全网 所有边长或测量部分边长时，一般应观测 三条或条以上的边长，其中一条是桥轴线 ，另外在两岸各布设一条边。
当桥梁位于曲线上时应把交点桩、主点尽 量纳入网中。当这些点不能作为主网的控 制点时，应把他们作为附网的控制点，其 目的是使控制网与线路紧密联系在一起， 从而以比较高的精度获取曲线要素，为精 确放样墩、台作准备。
4）对于控制点的要求，除了图形刚强外 ，还要求地质条件稳定，视野开阔，便于 交会墩位，其交会角不致太大或太小。为 便于观测和保存，所有控制点不应位于淹 没地区和土壤松软地区，并尽量避开施工 区，堆放材料及交通干扰的地方。
跨河水准测量视线较长， 读数困难，在水准尺上 安装一块可以沿尺上下移动的觇板 觇板用铝或金属或有机玻璃制造， 背面设有夹具， 可沿水准标尺面滑动， 并能用固定螺丝控制， 将觇板固定于标尺任一位置； 觇板中央开一小窗， 小窗中央安一水平指标线。 由观测者指挥立尺员 上下移动觇板， 使觇板上的水平指标线落 在水准仪十字丝横丝上， 立尺员在水准尺上读取标尺读数。
曲线上的桥梁是线路组成的一部分，故 要使桥梁与曲线正确的联结在一起， 曲 线桥测设的精度要求较高，需要用精确的 方法重新测定曲线转向角，重新计算曲线 综合要素，精密地测设曲线主点，需对线 路进行复测。
3）精密导线网。由于高精度测距仪的应 用，桥梁控制网除了采用三角网和边角网 的形式外，还可以选择布设精密导线的方 案。如图12-11所示，在河流两岸的桥轴 线上各设立一个控制点，并在桥轴线上、 下游沿岸布设最有利交会桥墩的精密导线 点。这种布网形式的图形简单，可避免远 点交会桥墩时交会精度差的缺陷，因此简 化了桥梁控制网的测量工作。
2. 桥梁施工测量的主要内容
根据桥梁类型、施工方法和基础类型的不 同，桥梁施工测量的内容和测量方法、精 度要求各有不同。概括起来主要包括桥轴 长度测量、墩、台中心的定位及细部放样 等。
二、桥轴线长度的确定及控制测量
1. 桥轴线长度的确定
1）定义
桥梁的中心线称为桥轴线，于桥头两端埋 设两个控制点，两控制点A、B间的水平距 离称为桥轴线长度
三角网等 级
一
桥梁施工控制网等级
桥轴线相 对中误差
测角中误 差（″）
最弱边相 对中误差
1/175 000 ±0.7
1/150 000
基线相对 中误差
1/400 000
二
1/125 000 ±1.0
1/100 000 1/300 000
三
1/75 000 ±1.8
1/60 000 1/200 000
四
1/50 000 ±2.5
1/40 000 1/100 000
五
1/30 000 ±4.0
1/25 000 1/75 000
（上述规定是对测角网而言）
19
3. 高程控制测量 建立高程控制网的常用方法是水准测量和 测距三角高程测量。 （1）高程控制网的布设形式及技术要求 1）水准基点布设： 数量视河宽及桥的大 小而异。