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桥梁工程测量 桥梁工程测量 一 桥梁基本知识 1 桥梁基本术语荷载 桥梁所承受的重力 竖直的 或外力 竖直的或水平的 承重结构 起承受重力作用的部分上部结构 桥面与承重结构的统称 也称作跨越结构或桥跨结构桥墩 支撑承重结构的支承物 岸边的支承物兼挡墙称作桥台 下部结构 桥墩与桥台的统称 也称作支承结构 桥轴线 桥渡的中心线 桥轴线两岸控制桩的距离称为桥轴线长度 2 上部结构 跨越障碍 承受活载 承重结构是梁的 主梁可以用钢 钢板梁 钢箱梁 铜街梁 钢筋混凝土 跨度不大时 或预应力混凝土做成 承重结构是拱的叫做主拱 多于一片拱时称拱肋 承重结构是悬索的叫做主索或大缆 桥面设在承重结构上方的叫做上承式桥 桥面设在承重结构下方的叫做下承式桥 桥梁种类 3 下部结构 支承上部结构 传递上部结构荷载 承上启下 桥梁的下部结构通常就由支座 墩台 基础三个部分组成 上 下部结构之间保证力的作用位置明确并且连接牢固的支点构造 叫做支座 活动支座 固定支座 桥墩与桥台一般用石砌筑或混凝土灌筑而成 在旱地上有时可用钢做成承受墩台底部压力的土壤或岩石叫做地基 沉井与沉桩统称深基础 二 桥梁工程测量内容 桥梁测量的主要内容包括桥位勘测和桥梁施工测量两部分 一 工可阶段 工程可行性研究阶段 在编制设计意见书阶段 并不单独进行测量工作 而应广泛收集已有的国家地图 向有关单位索取1 50000 1 25000或1 10000的地形图 同时也要收集有关水文 气象 地质 农田水利 交通网规则 建筑材料等各项已的资料 这样可以找出桥址的所有可比方案 二 设计阶段 1 桥位勘测中小桥 不单独进行勘测 包括在路线勘测之内 特大桥梁或技术条件复杂的桥梁 需单独进行勘测 其测量工作有桥位控制测量 桥位定型图测绘 桥轴线纵断面测量 桥轴线横断面测量 2 设计阶段设计桥梁需要提供的测量资料主要有 桥轴线长度 桥轴线纵断面图 桥位地形图等 桥位地形图分为桥位总平面图和桥址地形图 三 施工阶段 桥梁在施工阶段 为了保证施工质量达到设计要求的平面位置 标高和几何尺寸 就必须采用正确的测量方法进行施工测量 桥位勘测和桥梁施工测量的技术要求应符合 公路桥位勘测设计规范 和 公路桥涵施工技术规范 的规定 具体工作有 1 测定桥墩 桥台的中线和基础桩的中心位置 2 测设锥坡 翼墙及导流构筑物的位置 3 测设并检查各施工部位的平面位置 高程及几何尺寸等 三 桥梁控制测量 1 桥梁控制测量的目的 在勘测阶段 主要为测量桥址平面图 并根据水文 地质资料 选定符合计划任务书的桥址进行定测 在施工阶段 主要是为保证桥轴线长度放样和桥梁墩台定位的精度要求 2 桥梁控制网的布设特点 桥梁平面控制网通常分两级布设 首级控制网主要控制桥的轴线 为了满足施工中放样每个桥墩的需要 在首级网下需要加设一定数量的插点或插网 构第二级控制 由于放样桥墩的精度要求较高 故第二级控制网的精度应不低于首级网 3 桥梁平面控制网的布设形式 按观测要素的不同 桥梁控制网可布设成三角网 边角网 精密导线网 GPS网等 4 桥梁平面控制网坐标系和投影面的选择桥梁控制网常采用独立坐标系统坐标轴采用平行或垂直桥轴线方向曲线桥梁坐标轴可选为平行或垂直于一岸轴线点 控制点 的切线 若施工控制网与测图控制网发生联系时可进行坐标换算 统一坐标系 桥梁控制网选择桥墩顶平面作为投影面 5 桥梁平面控制测量的外业工作 桥梁控制网经设计估算能达到施工放样的精度后 就可以进行控制网的外业测量工作 外业测量工作包括实地选点 造标埋石及水平角测量和边长测量等工作 四 桥位控制测量 一 平面控制1 桥轴线桥梁的中心线称为桥轴线 桥轴线两岸控制在A B间的水平距离称为桥轴线长度 2 建立桥位控制网 为了减少分带投影误差 一般为独立网 1 目的 建立桥位控制网的目的是为了按规定精度求出桥轴线的长度和放样墩台的位置 2 类型 桥位控制网通常布设形式为双三角形 四边形 双四边形 3 方法 1 测角网 建立桥位控制网传统的方法是采用三角网 亦称测角网 这种方法只测三角形的内角和一条或两条基线 2 测边网 在控制网中只测三角形的边长 从而求算控制点的位置 这种控制网称为测边网 3 两种方法比较 测边网有利于控制长度误差即纵向误差 而测角网有利于控制方向误差即横向误差 为了充分发挥二者的优点 可布设同时测角和测边的控制网 这种控制网称为边角网 二 高程控制 桥位的高程控制 一般是在路线基平测量时建立 1 当水准路线通过宽度为各等级水准测量的标准视线长度2倍以下的江河 山谷时 可用一般观测方法进行 但在测站上应变换一次仪器高度 观测两次 两次高差之差应符合规范的规定 2 当高程视线长度超过各级水准测量标准视线长度2倍以上时 应根据水准等级 视线长度 选择按直接读数法 光学测微法 倾斜螺旋法 测距三角高程法等 3 视线长度超过3500m时 采用的方法和要求应根据测区条件进行专题设计 4 跨河水准观测的测回数和组数满足规范的规定 当路线跨越水面宽度在150m以上的河流 海湾 湖泊时 两岸水准点的高程应采用跨河水准测量的方法建立 跨河水准跨越的宽度大于500m时 必须参照 国家水准测量规范 采用精密水准仪观测 桥梁在施工过程中 还必须加设施工水准点 桥梁高程控制测量的作用 统一本桥高程基准面 在桥址附近设立基本高程控制点和施工高程控制点 以满足施工中高程放样和监测桥梁墩台垂直变形的需要 五 桥轴线纵断面测量 1 桥轴线纵断面图桥轴线纵断面测量就是测量桥轴线方向地表的起伏状态 其测量结果绘制成的纵断面图 称为桥轴线纵断面图 桥梁设计时 需要根据桥轴线纵断面图来决定桥梁的孔径和布置墩台的位置 2 测设方案设计桥轴线纵断面的测绘范围根据设计的需要而定 一般情况下应测至两岸线路路基设计标高以上 如果河的两岸陡峭或者有河堤 则应测至陡岸边或堤的顶部 如河的两岸为浅滩漫流 则岸上的测绘范围以能满足设计包括引桥在内的桥梁孔跨 导流建筑物和桥头引道的需要为原则 当地质条件复杂且地面横坡陡于1 4时 为了更好地反映地面状况供设计时参考 尚需在上 下游适当位置处加测辅助纵断面 3 岸上测量方法岸上部分与路线纵断面测量方法相同 4 水下测量方法水下部分测点的位置及其高程都是用间接方法测求 1 测点高程测点高程的测定是先测出水面高程 水位 和水深 然后由水面高程减去水深 以求河底的高程 2 测点平面位置纵断面上测点的平面位置和水深是同时测定 纵断面上测点的平面位置的测定 根据河宽及地形条件 可采用断面索法 交会法或单点法 六 河流比降测量 1 河流比降河流比降亦称水面坡度 它等于同一瞬间两处水面高程之差与两处的距离之比 沿水流方向的比降称为纵比降 垂直于水流方向的比降称为横比降 河流比降直接受水位高低 水流深浅及河流宽度的影响 为了满足桥梁设计的需要 一般要在桥轴线处分别在不同水位条件下进行河流比降测量 2 测量方案 在桥轴线处布设断面AB 在上下游分别布设断面CD及EF 断面间的距离视河流比降大小而定 比降小时距离大些 而比降大时则距离小些 在中小河流上 断面间距为20 80m 在较大的河流上断面间距不应小于规范要求间距 根据相邻断面间水位的高差及其距离D 即可以用下式求出河流比降i 七 桥台 桥墩施工测量 一 墩 台定位1 定位资料墩 台定位所根据的资料为桥轴线控制桩的里程和墩 台中心的设计里程 若为曲线桥梁 其墩 台中心有的位于路线中线上 有的位于路线中线外侧 因此还需要考虑设计资料 曲线要素及主点里程等 2 直线桥梁的墩 台定位 直线桥梁的墩 台中心均位于桥轴线方向上 已知桥轴线控制桩A B及各墩 台中心的里程 由相邻两点的里程相减 即可求得其间的距离 一般可采用直接丈量法 电磁波测距法或交会法 1 直接丈量法 当桥梁墩 台位于无水河滩上 或水面较窄 用钢尺可以跨越丈量时 可用直接丈量法 2 电磁波测距法在墩 台中心处可以安置棱镜 而且测距仪与棱镜能够通视 不管中间是否有水流障碍均可采用 3 交会法如果桥墩所在的位置河水较深 无法直接丈量 也不便于采用电磁波测距仪时 则可用角度交会法测设墩位 3 交会法角度交会法 预设觇牌 为了简化工作 可把交会方向延伸到对岸 用觇牌加以固定 桥梁施工方法简述 1 围堰 导流围出桥墩施工位置来施工 2 筑岛法3 沉井法4 裙桩承台观测墩 3 曲线桥梁的墩 台定位 准确地测设桥梁墩台的中心位置和它的纵横轴线 是桥梁施工阶段最主要的工作之一 这个工作称为墩台定位和轴线测设 1 曲线桥梁测设资料的计算 在曲线桥梁设计中 梁中心线的两端并不位于线路的中心线上 因为那样将使梁的中部线路中心偏向梁的外侧 致使车辆通过时 梁的两侧受力不均匀 因而必须将梁的中线向外侧移动一段距离E 这段距离称为偏距 概念 1 线路中心线 为曲线 2 桥梁中心线 梁是直的 为直线 3 桥梁工作线 各梁的中线连接起来 成为基本与中线相符合的一条折线 称为桥梁工作线 4 线路中心线与桥梁中心线不吻合 使得桥墩中心线的两端并不位于线路的中心线上 5 桥墩中心 位于工作线转折角的顶点上 墩台中心定位 就是测设这些转折角的顶点位置 6 桥墩横轴线 平行于线路方向的轴线 7 桥墩纵轴线 垂直于线路方向的轴线 8 偏距E 线路中心与桥墩纵轴线的交点与桥墩中心的距离 测量任务 确定桥墩中心位置 在桥墩上弹出桥墩纵横轴线位置 再根据纵横轴线进行其它细部放样 已知条件 线路中心线与桥墩纵轴线交点J坐标 设计文件给出 J点处切线方位角 偏距E 曲线桥梁墩台中心坐标计算 T J 90 墩台中心坐标xT xJ Ecos TYT yJ Esin T纵轴线上离墩中心E1处取一点t 则t的坐标为xt xT E1cos Tyt yT E1sin T E1根据图纸自定 桥墩中心距及桥梁偏角的检核 方法 桥墩中心点放样出来以后 根据相邻相邻桥墩中心点坐标可以反算出桥墩中心距及偏角 和设计文件相比较 注意 资料下来一定要复核 设计文件不一定正确 如有问题 责任还在施工 三 墩 台纵横轴线测设 在直线桥上 墩 台的纵轴线是指过墩 台中心平行于线路方向的轴线 在曲线桥上 墩 台的纵轴线则为墩 台中心处曲线的切线方向的轴线 墩 台的横轴线是指过墩 台中心与其纵轴垂直 斜交桥则为与其纵轴垂直方向成斜交角度 的轴线 二 墩 台基础及细部施工放样 1 明挖基础1 基坑放样在进行基坑放样时 根据墩 台纵横轴线及基坑的长度和宽度测设出它的边线 如果开挖基坑时 坑边要求具有一定的坡度 尚应设放基坑的开挖边界线 在地面上钉出边坡桩后 根据边坡桩撒出灰线 依灰线可进行基坑开挖 1 基坑放样 2 模板放样进行基础及墩 台身的模板放样时 可将经纬仪安置在轴线上较远的一个护桩上 以另一个护桩定向 这时经纬仪的视线即为轴线方向 2 桩基础 桩基础测量工作主要有 测设桩基础的纵横轴线 测设各桩的中心位置 测定桩的倾斜度和深度以及承台横板的放样等 九 涵洞施工测量 1 涵洞施工测量时要首先放出涵洞的轴线位置 即根据设计图纸上涵洞的里程 放出涵洞轴线与路线中线的交点 并根据涵洞轴线与路线中线的夹角 放出涵洞的轴线方向 2 放样直线上的涵洞时 依涵洞的里程 自附近测设的里程桩沿路线方向量出相应的距离 即得涵洞轴线与路线中线的交点 3 涵洞位于曲线上 则采用曲线测设的方法定出涵洞与路线中线的交点 依地形条件 涵洞轴线与路线有正交的 也有斜交的 将经纬仪安置在涵洞轴线与路线中线的交点处 测设出已知的夹角 即得涵洞轴线的方向 十 其它构造物施工测量 一 防护支挡工程施工测量坡面防护包括植物防护和工程防护 其施工测量的方法与路基施工方法相同冲刷防护分为直接防护和间接防护两种类型 直接防护主要有砌石护坡和抛石 间接防护亦称导治构造物 形式有丁坝 顺坝 其位置可依据路线中线位置放样 或依据其设计坐标放样 支挡构造物的类型有各种挡土墙 垄石 填石 石垛等 其施工测量方法与石砌护坡的施工放样方法基本相同 施工测量时分别从中线对应的中桩处沿横断面方向量取计算值 即可放样出基底的