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第十三章桥梁测量 1 13 1桥轴线长度所需精度的估算 桥梁工程测量 BridgeEngineeringSurvey 在桥梁工程的规划 勘测设计 施工建造和运营管理的各个阶段进行的测量 勘测阶段 进行桥渡线长度测量和测绘桥址纵断面图 桥渡位置图 桥址地形图 水下地形图以及水面纵断面图 为优选桥址和进行桥梁设计提供必要而详细的测绘资料 2 13 1桥轴线长度所需精度的估算 墩台定位和轴线的测设 进行直线桥梁或曲线桥的墩台定位 墩台纵横轴线的测设和沉井定位测量 桥梁细部放样 进行明挖基础和桩基础的施工放样 管柱定位及倾斜测量 沉井施工测量和架桥测量 控制网布设和施测阶段 进行桥轴线长度测量 桥梁控制网的布设与施测及平差 为满足交会墩位之需而在桥梁控制网中插点 为进一步施工放样和竣工测量 变形监测提供精度能满足要求的控制网 并为便于对长度测量仪器或工具及时进行校核而应在工地建立基线场 3 13 1桥轴线长度所需精度的估算 桥梁变形监测 在建造过程中及建成运营阶段 定期观测墩台及其上部结构的垂直位移 倾斜位移和水平位移 掌握随时间推移而发生的变形规律 以便在未危及行车安全时采取补救措施 竣工测量 在桥梁竣工和阶段性竣工时 测定墩距 量取墩台各部尺寸和测定支撑垫石及墩帽的高程以及在架梁后测定主梁弦杆的直线性及梁的拱度 立柱的竖直性和各个墩上梁的支点与墩台中心的相对位置 4 13 1桥轴线长度所需精度的估算 桥轴线 在选定的桥梁中线上 于桥头两端埋设两个控制点 两控制点间的连线 由于墩 台定位时主要以这两点为依据 所以桥轴线长度的精度直接影响墩 台定位的精度 为了保证墩 台定位的精度要求 首先需要估算出桥轴线长度需要的精度 以便合理地拟定测量方案 5 13 1桥轴线长度所需精度的估算 钢筋混凝土简支梁 钢板梁及短跨 l 64m 简支钢珩梁 单跨 多跨 ml 单跨长度中误差 mL 桥轴线 两桥台间 长度中误差 固定支座安装限差 7mm D 墩中心的点位放样限差 设为 10mm 6 13 1桥轴线长度所需精度的估算 连续梁及长跨 l 64m 简支钢珩梁 单联 跨 多联 跨 等联 跨 多联 跨 不等联 跨 l 节间拼装限差 2mm n 每联 跨 节间数 N 联 跨 数 7 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥涵测量 一般桥涵 系指一般特大桥 一般大桥 中桥 小桥和涵洞 复杂特大桥 系指水面较宽且有高墩 大跨 深水基础或基础施工难度较大 梁部结构类型复杂 要求测量定位 放样精度较高的特大桥 大桥 8 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥涵施工测量 任务是精确地放样桥墩台的位置和跨越结构的各个部件 并随时检查施工质量 一般桥涵测量应在线路控制网基础上进行施工放样工作 对于大桥或者特大桥 用勘测阶段的测量控制来进行施工放样 一般不能满足要求 必须建立平面和高程控制网 作为放样工作的依据 9 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥涵施工测量 桥梁工程勘测 设计各阶段测量宜采用与线路一致的坐标系统 桥梁施工控制网应采用满足桥梁施工需要的桥梁施工独立坐标系 10 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工独立坐标系 基于国家或线路坐标系统的桥梁施工独立坐标系 以施工控制网中一个稳定的控制点 宜为桥中线点 的国家或线路坐标作为起算坐标 以该点至另一点 宜为桥中线点 在国家或线路坐标系中的坐标方位角为起始方向 取桥梁墩顶或轨底平均高程平面为坐标投影面 11 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工独立坐标系 桥址里程坐标系统 以桥中线为坐标纵 X 轴 里程增加方向为其正向 与X轴垂直的方向为坐标横 Y 轴 X轴左侧为负 右侧为正 选定桥轴线上较为稳定的一点作为坐标起算点 其里程值即为X值 取桥梁墩顶或轨底平均高程平面为坐标投影面 12 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工独立坐标系 尺度基准 当国家或者线路控制点的可靠性 兼容性良好 并与桥梁控制网的精度匹配时 可将已知点确定的尺度作为网的尺度基准 采用卫星测量方法测定的长度作为控制网的尺度基准 宜采用精密光电测距的方法进行校核 采用精密光电测距方法测量网中的一条长边 建立平面控制网的尺度基准 以上三种尺度均应是投影至桥梁墩 台 顶或轨底平均高程面上无投影变形的尺度 13 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工平面控制网的网型 14 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工平面控制网 布设原则 正桥施工平面控制网可整网一次施测 也可分级施测 引桥施工平面控制网宜在正桥控制网基础上以附网形式布测 控制网可根据仪器设备情况和测区条件采用GPS 三角形网 精密导线或其组合法观测 15 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工平面控制网 点位埋设 施工平面控制点应选择在土质坚实 通视条件良好 避开施工干扰 易于保护的地方 并宜设在高点上处 控制点的数量和密度应能控制桥梁施工 达到使用方便和提高定位精度的目的 桥轴线宜为平面控制网的一条边 每岸宜设立至少l 2个轴线控制点 16 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工平面控制网 测量方法 导线控制测量应组成附合导线或闭合导线 附合导线或导线环的边数宜为4 6条 导线边的长度应根据桥式 地形和使用仪器来选择 最短边长不宜小于300m 相邻边长之比不宜小大于1 3 17 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工平面控制网 测量方法 三角形网的布设应满足控制网精度和观测条件的要求 首级网可为测角网 测边网或三角网 图形应刚强 简单亦可根据需要增设插入点或精密导线点 作为次级控制点三角形网的求距角不宜小于30 困难情况不宜小于25 岸上基线边应与桥中线近于垂直 其长度宜为桥轴线长度的0 7倍 困难时亦不应小于桥轴线长度的0 5倍 18 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工平面控制网 测量方法 使用全站仪或光电测距仪测量的控制网边长 将水平距离归算至墩顶或轨底平均高程面上 19 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工平面控制网的等级 20 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工高程控制网 精度估算 跨河两水准点间高差的中误差 H 施工中放样精度要求最高的几何位置中心的高程容许误差 mm mH 跨河两水准点间高差的中误差 mm 21 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工高程控制网 精度等级 22 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工高程控制网 水准点布设 施工水准点应沿桥轴线两侧均匀布设 每岸不得少于3个 水准点沿桥线方向的间距宜为400m左右 并构成连续水准闭合环 桥墩较高 两岸坡陡时 可在陡坡上一定高差内加设辅助水准点 其精度必须满足施工要求 23 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工高程控制网 水准点布设 施工水准点标石应根据地质情况和精度要求埋设 可采用混凝土标石 钢管标石 岩石标石 管桩标石 钻孔桩标石或基岩标石 对复杂特大桥 应在江河两岸各埋设至少1个深桩水准点 水准点埋置深度应达到有利于稳定的土层 24 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工控制网复测 桥梁施工前 应对施工控制网进行全面复测 施工期间应对其进行定期或不定期复测 复测周期应根据控制网等级 测区地质条件等综合确定 首级控制网及其加密网不应超过一年 更低等级的加密网不应超过三个月 全面复测宜在原网的基础上进行 复测网精度等级应与原网相同 复测方法及技术要求宜与原测保持一致 25 13 2桥梁的平面和高程控制测量 桥梁施工控制网复测 原控制网的坐标系统和高程系统不得更动 控制网的起算点应与原网一致 当原网起算点发生明显位移时 可改用其它稳定可靠的控制点起算 但必须保持位置基准 方向基准 尺度基准和高度基准不变 26 13 3桥梁施工放样 控制点加密 当施工控制点密度不能满足施工定位放样需要时 应在施工控制网基础上采用GPS 全站仪插网或精密导线测量方法加密 加密点应选在离桥中线较近 通视条件较好且不受施工作业干扰 比较稳固的地基或构 建 筑物上 27 13 3桥梁施工放样 桥墩中心定位 光电测距极坐标法直接丈量法偏角法导线法方向交会法距离交会法 28 13 3桥梁施工放样 光电测距极坐标法 29 13 3桥梁施工放样 直接丈量法 30 13 3桥梁施工放样 方向交会法 31 13 3桥梁施工放样 距离交会法 32 13 3桥梁施工放样 曲线桥桥墩 桥台中心测设 桥梁工作线 曲线桥的中线是曲线 而每跨桥梁却是直的 所以桥梁中线与线路中线基本构成了附合的折线 测设实质 墩 台中心即位于折线的交点上 曲线桥的墩 台中心测设 就是测设工作线的交点 33 13 3桥梁施工放样 曲线桥桥墩 桥台中心测设 桥墩偏距 设计桥梁时 为使列车运行时梁的两侧受力均匀 桥梁工作线应尽量接近线路中线 所以梁的布置应使工作线的转折点向线路中线外侧移动一段距离E 偏距E 一般是以梁长为弦线的中矢的一半 34 13 3桥梁施工放样 曲线桥桥墩 桥台中心测设 桥梁偏角 相邻梁跨工作线构成的偏角 桥墩中心距 每段折线的长度L E L在设计图中都已经给出 根据给出的E L即可测设墩位 35 13 3桥梁施工放样 偏角法 36 13 3桥梁施工放样 导线法 37 13 4墩台纵 横轴线的测设 纵轴线 指过墩 台中心平行与线路方向的轴线 横轴线 指过墩 台中心垂直于线路方向的轴线 桥台的横轴线 指桥台的胸墙线 38 13 4墩台纵 横轴线的测设 直线桥 39 13 4墩台纵 横轴线的测设 曲线桥 曲线桥的墩 台轴线位于桥梁偏角的分角线上 在墩 台中心架设仪器 照准相邻的墩 台中心 测设角 2 即为纵轴线的方向 自纵轴线方向测设90 角 即为横轴线方向 40 13 5桥梁施工测量 明挖基础的施工放样 41 13 4桥梁施工测量 桩基础的施工放样 42 13 4桥梁施工测量 承台 墩身 顶帽及垫石平面 形状和尺寸应依据桥墩中心纵横十字线放样高程 可采用几何水准或光电测距三角高程测量方法测定 43 13 4桥梁施工测量 承台 墩身 顶帽及垫石承台模板尺寸的设放限差为40mm 高程设放限差为30mm 墩身模板尺寸的测量限差为20mm 高程设放限差为30mm 模板上同一高程线的测量限差为10mm 顶帽立模前应检查中心十字线的正交性 顶帽模板尺寸的设放