《桥梁施工测量》PPT课件 (2).ppt

第六章 桥梁施工测 量 6-1 中线复测及桥轴线测定 6-2 桥梁施工控制测量 6-3 桥梁定位资料计算 6-4 墩台定位及纵横轴线测设 6-5 桥梁竣工测量 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。 桥梁施工测量的基本任务 6-1 中线复测及桥轴线测定 复测的主要方法是导线法。 定测或线路复测的精度较低，一般 不能满足桥梁施工测量的精度要求。 因此桥梁施工前，需对桥址线路中线 以较高的精度进行复测。 一、直线桥的中线复测 观测：桥址位置上所有转点间的水平距离Di 和 相邻边间的水平角i 。 计算：以两端转点（ZD7-3,ZD7-8)的连线为x轴 建立施工坐标系，计算各转点的坐标 二、曲线桥的中线复测 当桥梁位于曲线上时，应对整个曲线进行 复测。 检查切线方向控制桩是否在同一条直线上 。如果不在同一条直线上，则应给予改正 。 重新精确测定线路的转向角。 重新计算曲线综合要素。 重新标定曲线的起点和终点。 1. 切线控制桩的复测 检查切线上的控制桩是否在同一条直线上。 方法：穿线法、导线法。 2. 转向角复测 依据：已确认的切线控制桩； 方法： 直接测量测回法 间接测量导线法 如果已确认的切线控制桩中含有交点桩 ，则采用直接测量法 否则，采用间接测量法，即导线测量法 或副交点法。 复测转向角与定测转向角不符时处理方 法： 原则：尽量不改变原设计。 方法一：利用复测转向角重新计算曲线要素， 改变曲线起点或终点里程 桥梁布设在直线始端缓和曲线圆曲线区间 内，则曲线的ZH里程保持与原设计里程不变 ； 桥梁布设在圆曲线末端缓和曲线直线区间 内，则曲线的HZ里程保持与原设计里程不变 ；同时保持各墩台中心设计里程不变。 要使ZH或HZ里程不变，可设断链桩或将距离 误差调整在直线段。 方法二：调整切线方向，使转向角恢复到 原设计值 整个桥梁布设在始端缓和曲线圆曲线 末端缓和曲线区间内，或回头曲线转 向角在180左右时，如果桥梁前后相邻 曲线没有施工或无重大建筑物，可以调 整切线方向，使转向角恢复到原设计值 ，以保证桥梁原设计不变。 方法三：采用复测转向角，改变桥梁设计 三、桥轴线长度测定 1. 桥轴线控制桩：两岸桥头中线上埋设的 控制桩。作用：保证墩台间的相对位置 正确，并使之与相邻线路在平面位置上 正确衔接。 2. 桥轴线长度：两岸桥轴线控制桩间的水 平距离。 3. 桥轴线长度的测量方法 直接测定法光电测距 间接测定法三角网推算 6-2 桥梁施工控制测量 对于水中不能直接测设的桥梁或水面较 宽且有高墩、大跨、深水基础或基础施 工难度较大，梁部结构类型复杂的特大 桥和大桥，需要建立施工平面控制网。 为了合理地拟定桥梁施工平面控制测量的 布网方案和观测方案，保证墩台中心的定 位精度，必须预先估算桥轴线长度测定的 必要精度。 一、桥轴线长度精度估算 1. 钢筋混凝土简支梁 设墩台中心点位放样的极限误差为D（通常取 D =10 mm），中误差为D / 2，则相邻二墩 台中心的跨距中误差为 设全桥共有N跨，则桥轴线长度的中误差为 2. 钢板梁及短跨（l64 m）简支钢 桁梁 考虑梁长制造误差和固定支座安装误差 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 当桥梁为N 跨时，则桥轴线长度L的中误差为 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 装误差的共同影响，每一联（跨）长度 的中误差为 当桥梁为N 跨时，则桥轴线长度 L 的中误差为 例6-1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 全桥桥轴线中误差为 二、桥梁施工平面控制测量 1. 桥梁施工平面控制网网形布设 在满足桥轴线长度测定和墩台中心定位精 度的前提下，力求图形简单并具有足够的强 度，以减少外业观测工作和内业计算工作。 根据桥梁的大小、精度要求和地形条件 ，桥梁施工平面控制网的网形布设有以下几 种形式。 双三角形 大地四边形 双大地四边形 加强型大地四边形 大地四边形加三角形 2. 桥梁施工平面控制测量的角度观 测 三角网的等级和精度要求如表 6-3； (P164) 水平角观测要求： 开测前应对所测角仪器进行检验和校正。 作业过程中，仪器2C绝对值DJ1型仪器不得 超过20；DJ2型仪器不得超过30 水平角观测测回数应符合表6-4的规定， 各测回的零方向读数应均匀分布在度盘和测 微器的不同位置上。 方法：铟钢基线尺，光电测距 3. 桥梁施工平面控制网的距离观测 用光电测距仪或全站仪测量平面控制网边长时 ，外界环境条件应符合下列要求： 注意减弱大气折光和旁折光的影响； 测线及两端的延线上，不得有任何其它发光物 体或反光的物体，以免引起反射信号混乱； 测站应设在电磁场影响的范围以外； 光电测距边的测回数及往返测次数，应符合表 6-5的规定。 光电测距限差，应符合表6-6的规定。 距离观测的限差与数据处理： 光电测距边，必须加入气象、加乘常数、周期 误差改正，然后化算为水平距离， 水平距离应归算至墩顶（或轨底）平均高程面 上。设仪器与棱镜横轴的平均高程为H1，墩顶 （或轨底）的平均高程为H2，地球平均曲率半 径为R，则归算长度DH为 测距精度评定 设某条边长进行了n次对向观测，第 i 次 对向观测的差值为di，则一次观测的中误 差为： 对向观测平均值的中误差为： 4. 桥梁施工平面控制测量内业计算 施工平面控制网通常采用独立的坐标系； 直线桥以桥轴线两控制桩中里程较小的一 个为坐标原点，以桥轴线按里程增加方向为 x 轴正向建立测量坐标系； 曲线桥一般以曲线起点 ZH 或始切线上的转 点为坐标原点，以始切线指向JD方向为 x 轴 正向建立测量坐标系；也可以桥轴线控制点 为坐标系原点，以该点处曲线的切线方向为 x 轴，以线路前进方向为 x 轴正向建立测量坐 标系。 桥梁施工平面控制网按方向或角度，用 条件平差或间接平差方法进行严密平差 。 平差计算完成后，应对网中所有的几何条件 （或附合条件）进行检算，并计算单位权中误 差、桥轴线及最弱边边长中误差。对于边角网 或测边网，不应大于10 mm；对于以基线为基 础的测角网，不应大于原估算的桥轴线及最弱 边边长相对中误差。 三、桥梁施工高程控制测量 各水准点应沿桥轴线两侧以400 m左右的 间距均匀布设，并构成连续水准环。 水准点应与相邻的线路水准点联测，以保 证桥梁与相邻线路在高程位置上的正确衔 接。 水准测量的等级、精度、限差应符合相应 的规定。 为了便于施工放样，可根据实际需要在施 工地点附近设立若干个施工水准点。 水准点应埋设标石 施工水准点的高程必须定期检测。 水准测量的等级和精度应满足表6-8的要求 每公里水准测量高差中数的偶然中误差按 下式计算： 6-3 桥梁定位资料计算 直线桥墩台中心坐标计算 直线桥的墩台中心位于桥轴线上，且桥轴 线和线路中线完全重合。 xi = DKi - DKA yi = 0 设桥轴线控制点 A 为施工坐标系的原点， 其里程为DKA ， x 轴与桥轴线重合，且指向里 程增加方向，第 i 号墩的里程为 DKi ，则该墩 中心的坐标 xi、yi 为 y x 6-4 墩台定位及纵横轴线测 设 桥梁施工测量中，主要的工作是准确 地测设出桥梁墩、台的中心位置，即所 谓的墩、台中心定位，简称墩台定位。 墩台定位必须满足一定的精度要求，特别 是对预制梁桥更是如此。 一、直线桥的墩台定位 直接量距法 光电测距 或 直接丈量 2. 前方交会法 如果桥墩位置无法直接丈量，也不便于 架设反光镜时，可采用前方交会法测设 墩位。 前方交会法既可用于直线桥的墩台定位 测量，也可用于曲线桥的墩台定位测量 。 用交会法测设墩位，需要在河的两岸布 设平面控制网，如导线、三角网、边角 网、测边网等。 前方交会法的基本原理 : 根据控制点坐标和墩台坐标 ，反算交会放样元素i、i ， 在相应控制点上安置仪器并 后视另一已知控制点，分别 测设水平角i、i ，得到两条 视线的交点，从而确定墩台 中心的位置。 i i 异侧交会 同侧交会 两交会方向线之间的夹角 称为交会角 墩台中心交会的精度与交会角 的大小有关 。 交会角的要求： 当置镜点位于桥轴线两侧时，交会角应在 90150之间； 当置镜点位于桥轴线一侧时，交会角应在 60110之间。 在桥梁控制网网形设计和布网时，应充分 考虑每个墩台中心交会时交会角的大小， 必要时，可根据情况增设插如点或精密导 线点作为次级控制点。 测设数据计算 为了便于作业，应根据控制点的坐标和 墩台中心的坐标，计算测设数据并将其 编制成表。 墩台定位测设数据主要包括：置镜点、墩台 或控制点编号、坐标方位角、边长等。其格 式如P.184表6-14。 以下格式更简洁 置 镜 点 控 制 点 边 长 坐标方位角 墩 台 号 边 长 坐标方位角 D1 0#161.4192145 04 25.8 D2141.793140 39 40.41#141.8365139 20 24.9 D3199.900883 43 49.12#101.9071114 55 28.3 D4151.0969142 17 32.53#94.783777 09 57.9 4#126.005047 10 28.8 5#143.978139 55 54.1 现场测设 在控制点D安置仪器， 后视控制点A，将度盘 安置为DA; 根据测设数据表,转动照准 部至度盘读数为Di 得到 D-i 方向； 同样方法得到 C-i 方向， 两条视线的交点处打桩， 钉设出 i 号墩台中心位置; 在桥轴线上检查各墩台位 置。 示误三角形 通常将三台经纬仪分别安 置于三个控制点上，用三 条方向线同时交会。 理论上三条方向线应交于 一点，而实际上由于控制 点误差和交会测设误差的 共同的影响，三条方向线 一般不会交于一点，而是 形成一个小三角形，该三 角形的大小反映交会的精 度，故称其为示误三角形 。 交会限差及墩台中心的确定 示误三角形的最大边长或两交会方向与 桥中线交点间的长度，在墩台下部（承 台、墩身）不应大于25mm，在墩台上部 （托盘、顶帽、垫石）不应大于15mm。 若交会的一个方向为桥轴线，则以其它两 个方向线的交会点P1投影在桥轴线上的P 点作为墩台中心。 交会方向中不含桥轴线方向时，示误三角 形的边长不应大于30mm，并以示误三角形 的重心作为桥墩台中心。 二、墩台纵横轴线测设 墩台纵横轴线是确定墩、台方向的依据 ，也是墩、台施工中细部放样的依据。 P.184中说法不正确 直线桥各个墩台的纵轴线与桥轴线重合， 可根据桥轴线控制桩测设； 直线桥的横轴线不一定与纵轴线垂直，两 者夹角根据设计文件确定，可将经纬仪安 置于墩台中心，后视桥轴线控制桩定向， 测设规定的角度得到墩台横轴线方向。 A 例63 某铁路直线桥设计的结构形式为：124m 预应力钢筋混凝土梁 + 364m箱形连续 钢梁 + 124 m预应力钢筋混凝土梁，各 墩台中心的设计里程如表615。试完成 ： 1. 桥轴线长度精度估算 2. 平面控制测量的实施 3. 墩台中心定位资料的计算。 表6-15 墩台中心的设计里及其坐标 桩号及 墩台号 里 程间 距x 0#台DK638+798.92-12.8070 12.807 D4+811.7270 11.943 1#墩+823.6711.9430 64.65 2#墩+888.3276.5930 64.00 3#墩+952.32140.5930 64.00 4#墩DK639+016.92205.1930 21.9366 D2038.8566227.1296 2.8134 5#台+041.67229.9430 1桥轴线长度精度估算 第1孔和第5孔为预应力钢筋混凝土简支 梁，设其跨长中误差分别为 ml1 和 ml5 ， 已知点位放样极限误差D=10mm，则 解 第 24 孔为箱形连续钢梁，为预制的16m 梁段运到现场后拼接，并以高强螺栓固定连 接。 64m64m64m 1#2#3#4# 已知 n=12，节间拼装误差l = 2mm，支座安 装误差 = 7mm，设该段中误差为ml2-4，则 桥轴线长度中误差mL为: 已知桥长 L=242.75m，则桥轴线长度的相对 中误差为 2. 平面控制网技术设计 根据桥轴线长度的估算精度，参照表 6-3 可知，该桥施工平面控制网按五等三角网 施测即可。 由于桥轴线长度小于桥长，故控制网提高一 个等级施测。 箱形连续钢梁当时属新型结构，在墩台施工 、梁体架设和运营管理阶段均要进行变形观 测，故控制网再提高一个等级施测。 所以，技术设计书确定，该桥施工平面控制 网按三等三角网施测。 基线D1、D3 的边长采用光电测距方法实测 ，数据处理后，相对中误差1/260000。 三角网的角度采用方向观测法。 按条件观测平差。平差后 桥轴线长度相对中误差1/1890001/21700 ， 测角中误差m=1.491.8。 3. 三角网观测与平差计算 以桥轴线控制点D4为坐标原点，以桥轴 线按里程增加方向为 x 轴正向，计算各 控制点和墩台中心在该坐标系中的坐标 。 4. 控制点坐标和墩台坐标计算 注:如果D4的 x 坐标值等于其里程，则坐 标计算更加简单，且不容易错! 桩 号 及 墩 台 号 xy D1119.5391-92.4158 D2227.12960 D3141.3700106.2893 D400 0#-12.80700 1#11.