桥梁永久性观测点_基准点布设及观测方法探讨.docx

西 部 交 通 科 技桥 隧 工 程桥梁永久性观测点、基准点布设及观测方法探讨吴进星，侯海元（广西金盟工程有限公司 ，广 西 南 宁）摘 要 ：布设桥梁永久性观测点 、基准点并定期观测 ，是及时掌握桥梁变形 、位 移 状况 及 变 化 速 率 、趋势并进行安全预 警的有效措施和手段 。 文章介绍了桥梁永久性 观 测 点 、基准点布设与观测的工作 步 骤 、方法和技术指标要求 ，为桥梁的运营安全 监测工作提供借鉴 。关 键 词 ：桥 梁 ；永 久 性 观 测 点 ；基 准 点 ；布 设 ；观 测中 图 分 类 号 ：文 献 标 识 码 ：文 章 编 号 ：（） ， （，）： ， ， ， ：；作者简介吴 进 星 （ ），男 ， 广 西 三 江 人 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 桥 梁 、隧 道 工 程 检 测 、加 固 设 计 、研 究 工 作 。引言所谓桥梁永久性观测点，是指为了掌 握桥梁在运营 过 程 中 的 变 形、位 移 状况及其变化速率、趋势并进 行 安 全 预 警，而 在 桥 梁 关 键 部 位 固 定 设 置 并 能 长 期 用于观测的专用标志。而基准点，则是用于观测点定期测量的参照系标志 。年 第期 总 第期营运桥梁 在 车 辆 荷 载、温 度 荷 载、混 凝 土 收 缩和徐变、预应力损失、基础冲 刷、地 基 沉 陷 等 因 素 影 响下，可能会出现桥面下 挠、扭 转、开 裂、下 沉、移 位 等 病 害，使 得 车 辆 无 法 正 常 行 驶 而 诱 发 交 通 事 故， 甚 至会 进 一步导致桥墩倾覆、梁 体 断 裂、桥 面 坍 塌 等严重安全事故。为确保桥 面 车 辆、行 人 通 行 及 桥 下船只通航的安全，桥梁管 养单位非常有必 要 及 时 掌 握 桥 梁 的 变 形、位 移 状 况，而 布 设 桥 梁 永 久 性 观 测点并定期观测，正是一种 简 单、实 用、有 效 的 桥 梁 变形监测形式和手段。现行公路桥涵 养 护 规 范 规 定：“新 建 桥 梁 交 付使用前，公路管理机构应 事 先 要 求 桥 梁 建 设 单 位 在竣工时设置便于检测的永久性观测点 。大 桥、特 大桥必须设置永久性观测 点，定 期 进 行 控 制 检 测。” 但由于各种原因，广西高速 公 路、一 级 公 路、二 级 公 路等大桥、特大桥却极少 布 设 永 久 性 观 测 点。而 且 由于交通行业标准、规范未 明确规定观测点 标 志 的 规 格、材 料 以 及 布 设 方 法，各 单 位 布 设 的 观 测 点 往 往 不 够 规 范，极 大 地 影 响 了 观 测 点 的 有 效 使 用，也 由 于 测 量 方 法、测 量 仪 器 精 度、测 量 技 术 要 求 等 不 够规范，导致定期观测不能 有 效 监 测 桥 梁 的 变 形 状 况。本文结合笔 者 近 年 在 广 西 区 内 外 完 成 的 一 些 大 桥、特 大 桥 变 形 监 测 项 目 经 验，阐 述 了 永 久 性 观 测点、基准点布设与观测的 工 作 步 骤、方 法、技 术 指 标 要 求 等，以 期 为 广 西 桥 梁 建 管 单 位 规 范、专 业 地 开展验收等相关工作提供借鉴。求提高了约倍。为确保达到规定的变形 监 测 技 术 等 级 ，桥 梁 永 久性观测点、基准点的布设 及 定 期 观 测 所 用 仪 器 须 具有规定的 精 度，点位间距应满足 规 范要 求，测 量 人员须经过专业培训，测量 工 作 须 符 合 规 定 的 技 术 指标要求。建立桥梁监测基准网基准网由基准点组成，其作用是为首次及后续 定期观测提供统一的参照 系，确 保 不 同 时 期 的 观 测 数据能够进 行 比 较，从 而 计 算、分 析 桥 梁 各 时 间 间 隔内的变形值、位移值、变化 速 率 以 及 累 计 变 形 值、 位移值。基准网分 为 水 平 位 移 基 准 网 和 垂 直 位 移 基准网，分别作为桥梁水平位移观测和竖 向 位 移 观 测的参照系。每座桥应建立一个监测基准网 。水平位移监测基准网的布设及测量技术要 求（）每座桥梁应布设个及以上基准点组成水 平位移监测基准 网。基 准 点 分 别 位 于 桥 梁 两 岸 土 质坚实、稳固可靠的岩体上，且 相 互 通 视，采 用 三 角 形网或导线网形式。（）水 平 位 移 监 测 基准网可采用独立坐标系 统，并进行一次布网。当桥梁 施 工 期 间 所 采 用 的 国家坐标系统导线点保存完 好 且 便 于 联 测 时 ，应 采 用 国家坐标系统。（）基准点标石宜采用有强制对中 装 置 的钢 筋 混凝土柱，其规格与埋设深度见图。（）水平位移 基 准 网 的 点 位 中 误 差、相 邻 基 准 点间边长、测角中误差、角度 测 回 数 等 精 度 指 标，应符合表要求。确定桥梁变形监测技术等级要发挥监 测 桥 梁 细 微 变 形、位 移 的 作 用，桥 梁永久性观测点、基准点的布 设及定期观测须 达 到 规 定的变形监测技术等级，满足规定的精 度 要 求。低 于 规定 的 变形监测技术等级，将 失 去 其 应 有 作 用。 现行工程测量 规 范 规 定，大 桥、特 大 桥 变 形 监 测 技术等级要求为二等，即观 测点的精度要求 为 水 平 位移点位 中 误 差 ，竖 直 位 移 高 程 中 误 差。相比于桥梁施工控制测量，其精度要表 水平位移监测基准网精度指标表 相 邻 基 准点 点 位 中平 均 测 角边 长 中 误水平角观测测回数 测 边 相 对中 误 差等 级级 仪 器 级 仪 器误 差（） （） 差（） 二 等西 部 交 通 科 技 （）（）（）（）图 水平位移监测基准点标石示意图（单 位 ：）（）监测基准网 的 水 平 角 观 测，宜 采 用 方 向 观测法，其技术指标应符合 表 规 定。水 平 角 观 测 值 应取各测回 的 平 均 数 作 为 测 站 成 果。所 用 测 角 仪器宜为全站仪，精 度 应 为 级 以 上，即 其 一 测 回 水 平方向中误差。几何水准测 量 方 法 测 量。基 准 网 可 采 用 假 定 高 程系统，但当桥梁施工期间所采用的国家高程 系 统 水 准点保 存 完 好 且 便 于 联 测 时，应采用国家高程系 统。（）基准点标石应埋设在变形区 以 外 稳 定 的 原 状土层内，或将标志镶嵌 在 裸 露 基 岩 上。标 志 规 格与标石埋设深度见图、图。表 水平角方向观测法技术指标表 光 学 测 微 器两 次 重 合 读数 之 差（）半 测 回归 零 差（）一 测 回内 互 差（）同 一 方 向值 各 测 回较 差（）仪 器 精度 等 级等 级级 仪 器表 基准点测距技术指标表 二 等 级 仪 器 气 象 数 据测 定 的 最每 边 测回 数一 测 回 单 程 各 测往 返较 差（）仪 器 精度 等 级（）监测基准网边长，宜 采 用 全 站 仪 测 距，精 度等级应为级 以 上，即 当 测 距 为时 测 距 中 误差。基准点 边 长 测 距 技 术 指 标 应 符 合 表规定。读 数 较 回 读 数 较 小 读 数等 级差（） 差（）温 度 气 压（） （）往返级 仪 器级 仪 器一 等 （）垂直位移监测基准网的布设及测量技术要求（）每桥应布设个及以上基准 点 组 成 垂 直 位 移 监 测 基 准 网，基 准 点 分 别 位 于 桥 梁 两 岸，并 采 用二 等（）（）（）图 垂直位移监测基准点标志示意图（单 位 ：）年 第期 总 第期桥面、墩台、锚碇、索塔、索 卡，具 体 位 置 和 数 量 见 表。表 桥梁永久性观测点布设位置及数量表 观 测 项 目观测点位置及数量 墩 、台 身 、索塔 、锚 碇 的 高 程墩 、台 身 、索 塔 倾 斜 度墩 、台 身 底 部 （距 地 面 或 常 水 位 ）、桥台侧墙尾部顶面和锚碇的上 、下 游 各 一 点墩 、台 身 底 部 （距 地 面 或 常 水 位 ）上 、下 游 各 一 点沿 行 车 道 两 边 （靠 路 缘 石 处 ），按 每 孔 跨 中 、支 点 等 五 个 位 置 （ 个 点 ），测 点应固定于桥面板上 图 垂直位移监测基准点标石埋设深度示意图（单 位 ：）（）垂直位移监测基准网的相邻 基 准 点 高 差 中误差、每站高差中误差、往返 较 差 或 环 线 闭 合 差、检 测已测高差较差等应符合表规定。桥 面 高 程拱 桥 桥 台 、悬 索 桥 锚 碇 水 平 位 移悬 索 桥 索 卡拱 座 、锚碇的上下游两侧各 点表 垂直位移监测基准网精度指标表 索 卡 处 设 点滑 移相 邻 基 准 点 高 每 站 高 差 中 往 返 较 差 或 环 检 测 已 测 高差 中 误 差（） 误 差（） 线 闭 合 差（） 差 较 差（） 等 级（）墩、台身高程观测点，宜 布 设 在 墩、台 身 底部（距地面或常水位范围内），以植入墩台 身混凝土 型不锈钢钉外露球冠端头为标志 ，并 用 红油 漆 予 以 编 号、标 识。 钢 钉 外 伸 头 应 做 成 球 冠 型，以便树立水准尺进行水准测量或 棱 镜头 ，见 图。（）墩、台身倾斜度观测点，宜 布 设 在 墩、台 身 底部（距地面或常水位范围内），以植入墩 台身混凝土、上 下 相 距 的 两 个 型 不 锈 钢 钉 端头为标志，见图 。上 下 两 球 冠 端 头 应 在 同 一 竖 直线上，并用红油漆予以编 号、标 识，以 便 进 行 倾 斜 度测量。宜将位于 上 部 的 一 个 倾 斜 度 观 测 点 标 志 作为同一墩台高程观测点标志使用 。（）当桥下地形起伏大、长 有 树 木，或 墩 台 位 于 水中，不便于观测点的布设或难于 按 要求 测 量 时 ， 应将墩台高程观测点、倾斜 度 观 测 点 布 设 于 墩 台 身 顶部附近，以粘贴在墩台身上的全站仪反 射 片 为 标 志，同时用 红油漆予以编号、标 识。反 射 片 应 在 墩 台身上下相 距 的 两 点 处 布 置，其 十 字 中 心 应 在同一竖直线上。反射片粘贴样式见图。二 等槡槡（）基准网水准 观 测 时 视 线 长 度、前 后 视 距 离较 差 累 积、视 线 离 地 面 最 低 高 度、基 本 分 划 与 辅 助 分划读数较差、基本分划与 辅助分划所测高 差 较 差 等，应符合表规定。表 垂直位移监测基准网水准观测技术指标表 前 后 视 前 后 视 视 线 离 基 本 分 划 、基 本 分 划 、视 线长 度（）等 水 准 仪 水的 距 离 的 距 离 地 面 最辅 助 分 划读 数 较 差（）辅 助 分 划所 测 高 差较 差（）准 尺级型 号较 差（）较 差 累 低 高 度积（）（）二 等因 瓦 （）基 准 网 水 准 观 测所用仪器应为精 密 水准 仪，并配备因瓦尺。水准仪型号应不低于 级， 即每公里往返较差。级水准仪 视 准 轴与水准管轴的 夹 角 。补 偿 式 自 动 安 平 水 准 仪的补 偿 误 差 。因 瓦 尺 米间隔平均长与名 义长之差。布设永久性观测点（）桥梁永久性观测点应根据观 测 项 目 布 设 在西 部 交 通 科 技 观测点测量观测点测量分 首 次 测 量 和 后 续 定 期 测 量。观测点布设完 毕 后，以监测基准网为 参 照系，对 各 观 测点进行高 程 或 水 平 坐 标 测 量，此 即 为 首 次 测 量； 首次测量后，在桥梁营运期 间 按 一 定 时 间 间 隔 对 各 观测点 进 行 高程或水平坐标测量，即 后 续 定 期 测 量。观测点的测量方法，在保 证 精 度 达 到 要 求 的 前 提下，根据桥 位 实 际 情 况，高 程 可 选 用 几 何 水 准 测 量法或三角高程测量法，水 平 位 移 可 采 用 极 坐 标 法 或交会法，倾斜度可采用垂线法、三维坐标差异法。（）位于桥面 和 墩 台 身 底 部 的 高 程 观 测 点，应 当采用几何水准法测量，观 测 点 精 度 和 观 测 技 术 指标应分别满足表、表的规定。图 墩台高程观测点 标 志 示 意 图图 反射片标志示意图 图 桥面高程观测点标志示意图 （）桥面高程观测点，布 设 在 桥 面 行 车 道 两 侧，以植入水泥混 凝 土 桥 面 铺 装 并 露 出 的 不 锈 钢 钉 球 冠型端头为标志，见 图 。若 是 沥 青 混 凝 土 桥 面 铺装，钢钉须打穿沥青层并锚 固 于 其 下 的 水 泥 混 凝 土结构层中。观测点设于防 撞 墙（或 护 栏）内 侧处，并用红油漆在防撞墙上予以编号、标识。（）拱桥桥台、悬索桥锚 碇 水 平 位 移 观 测 点，以 附 着 粘 贴 在 桥 台、锚 碇 上 的 全 站 仪 反 射 片 为 标 志，同时用红油漆予以编号、标 识。反 射 片 粘 贴 样 式 见图。（）悬索桥索卡 滑 移 观 测 点，以 全 站 仪 反 射 片 粘贴在索卡外侧面上为标 志，用 全 站 仪 以 极 坐 标 法测量其三维坐标。（）布设钢钉式 观 测 点 标 志 时，采 用 冲 击 钻 在 结构物预定位 置 钻 取 一 个 直 径 比 钢 钉 球 冠 稍 大 的钻 孔，将 钢 钉 镶 嵌 在 孔 洞 内，并 用 环 氧 树 脂 胶 和 水 泥填充钢钉与孔洞间的空 隙，使 钢 钉 与 结 构 物 牢 固 地结合在一起。（）布设反射片 式 观 测 点 标 志 时，须 用 环 氧 胶 水将反射片粘 贴 在 铝 合 金 板 上 再 固 定 在 结 构 物 指定 位 置，并 做 好 反 射 片 位 置 的 标 记，以 便 后 期 更 换 反射片时精确定位。表 高程观测点水准测量精度指标表 变 形 观 测 点高 差 中 误 差（）每 站 高 差中 误 差（）往 返 较 差 、符合 或 环 线 闭合 差（）检 测 已 测高 差 较 差（）等 级二 等槡槡（）位于墩台 身 顶 部 的 高 程 观 测 点，或 位 于 墩台身底部但不 便 于 用 几 何 水 准 法 测 量 的 高 程 观 测 点，可采用全站仪以三角高程法进行 测 量 ，宜 采 用 中点单觇法。必要时，测站观 测 前 后 各 测 量 一 次 气 温、气压，计 算时加入相应改正。三 角 高 程 观 测 技术指标应满足表的规定。表 三角高程测量法技术指标表 全 站 仪垂 直 角 精 度测 回 间 垂直 角 较 差（）每 边 测距 长 度（）每 边 测 距中 误 差（）觇 标 高精 确 至（）每 测 站测 回 数（）桥台、锚碇、索卡位 移、滑 移，可 采 用 全 站 仪以及坐标法或角度交会法 测 量 ，测 站 点 应 有 强 制 对 中装置。（）位于墩台 身 底 部 的 倾 斜 度 观 测 点，可 采 用 垂 线 法 测 量 ：用 直 径的 细 线 从 上 部 型 钢（下转第页）年 第期 总 第期。制度，起警示作用。长期重 点 工 作 来 抓 好，通 过建立健全治超管理机 制，完善治超软硬件设施设 备，政 府 联 动，相 关 部 门 联合执法，抓好源头治理，把 好 口 岸 关 卡，共 同 治 理 好中越东兴口岸货运超限 超 载 运 输 ，有 效 维 护 国 际 运 输 市 场 秩 序，稳定国际市场运价，积 极 推 动 中 越 边境地区经贸往来及地方经济发展由政府牵头，构建联合执法机制把治超行为由部门行为上 升 为 政 府 行 为，由 政府牵头，构 建 运 管、交 警、路 政 等 部 门 联 合 执 法 机 制，有效防控国际超限超载运输。加大宣传，长效治理通过媒体 宣 传、走 访 宣 传、社 会 宣 传 和 内 部 宣传等多种形式，加强超限超 载长效治理工作 的 政 策 方针宣传，争取业主、车主的理解与配合。参考文献交 通 运 输部规划研究院 ，交 通 运 输 部 公路科学研究院 ， 交 通 运 输 部 科 学 研 究 院 ，等 公路货运车辆超限超载运 输治理关键技术研究（总 报 告 简 本）中 国 公 路 网 超限超载认定的新旧标准对比 ： 结语治超是一 项 艰 巨、长 期、反 复、复 杂 的 工 作，关系到人民的 生 命 和 财 产 安 全。建 议 中 越 东 兴 口 岸 当地政府及有关部门、国际 运输企业深刻认 识 治 超 的严峻性和重要性，把治理 超限超载运输当 作 一 项收稿日期：檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第页）钉圆端头悬挂适当重量的 垂 球，在 垂 线 的 底 部 以 毫 米 格 网 读 数 板、直 尺 等 工 具，量 取 上 部 观 测 点 相 对 于下部观测点在桥梁纵向、横 向 的 水 平 偏 位 以 及 两 点间高差，计算相应倾斜度。读数精确至。（）位于墩台身 顶 部 的 倾 斜 度 观 测 点，可 采 用 三维坐标差异法测量：用电 子全站仪测量上 部 和 下 部反射片的三维坐标，根据 两点的坐标差计 算 墩 台 在桥梁纵向