项目八桥梁施工测量

1、项目八桥梁施工测量一、授课对象：中职 2年级全日制学生二、授课学时：16三、项目描述：1项目内容（1）讨论建立桥位平面控制网及高程控制网的方法、布设原则与要求；探讨桥梁施工测量 的内容和方法。（2 ）模拟跨河水准测量和桥墩台定位及轴线的测设及桥梁施工测量。2项目教学场所主要在“教、学、做为一体”的工程测量教学场所内开展。四、教学目标与要求：1. 知识能力目标（1）了解桥梁施工控制网的主要形式，理解桥位平面控制及高程控制的常用方法；（2）掌握桥梁施工测量的内容和方法。2. 专业技能目标（1 ）会布设桥梁施工控制网布设；（2）会进行墩台定位及轴线的测设；（3 ）能进行桥梁施工测量。3. 素质能力目

2、标（1）具有自主学习新技能、具有责任心、能自主完成工作岗位任务；（2）具有分析能力，善于创新和总结经验；（3 ）具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；具有良好 的心理素质；（4）具备优良的职业道德修养，能遵守职业道德规范。项目八桥梁施工测量任务一桥梁施工控制网布设、授课方案上课班级上课时间授课学时4教学目标能力目标：知道三角网的观测内容，会进行桥梁施工平面和高程控制网的观测；能进行高程控制测量的计算。知识目标：理解施工测量的基本任务及工作内容； 一般掌握控制网的布设方法和要求。素质目标：1.具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；具有良好的

3、心理素质；2. 具备优良的职业道德修养，能遵守职业道德规范；3. 具有分析问题解决问题的能力；4. 富有责任心和使命感，具有遇到困难迎难而上的精神。教学重难点重点：桥梁平面和高程控制网的布设于观测。 难点：观测数据的记录及水准测量的数据计算。任务描述（设计）1六人一组，布设一大地四边形，模拟进行桥梁施工平面控制网的测设。2、六人一组，模拟跨河水准测量。教学资源经纬仪（或全站仪）、钢尺、水准仪、水准尺、计算器、记录本、木桩、斧头、任务工单、教材、 教案、课件。、教学设计教学过程教学方法教学手段学生活动时间分配课前准备准备材料、仪器、场 地、课件下发任务书在提前预习的基础上 再浏览3分钟安全教育讲

4、授扌田述与演示倾听2分钟导入开门见山、直接导入课件演示倾听5分钟讲解与操练讲授与示范演示观察与同步练习50分钟咨讯回答学生在课前收集 资料过程中存在的疑 问课件演示，巡回指导讨论、交流 代表发言20分钟决策、计划、以学生为主体分组讨 论，得出测量方案， 讲解演示方案，制定 计划。互评、点评。可利用多媒体对方 案进行陈述思考、讨论，代表发 言、相互点评，编制 计划（测量步骤）30分钟实施学生实施各教学任务操作指导实际操作80分钟评价现场教学，互评、点 评成果展示自评、互评5分钟归纳总结重点讲解、启发诱导课件演示、现场演示倾听与讨论5分钟作业布置1. 简述桥梁施工测量的基本任务和工作内容。2. 简

5、述桥梁施工平面控制网的布设特点。3. 简述过河水准测量的施测步骤。三、教学内容桥梁施工测量的基本任务就是按规定的精度，将设计的桥梁位置标定于地面，据此指导施工。测量工作概括起来有：施工控制测量；桥轴线长度测量；墩、台中心的定位；墩、台 细部放样及梁部放样等。桥梁施工开始前，必须在桥址区建立统一的施工控制网，主要用于桥墩、台基础定位放 样和墩、台细部放样，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。桥梁施工控制网分为施工平面控制网和施工高程控制网两部分。（一）桥梁施工平面控制网的布设桥梁平面控制测量的目的是测定桥梁轴线长度和墩台的中心位置。随着测量仪器的更 新，测量方法的

6、改进，特别是高精度全站仪的普及，给桥墩平面控制网的布设带来了很大的灵活性，也使网形趋于简单化、桥梁施工平面控制主要采用三角网（如图8-1所示），其形式有：双三角形（如图 8-1a）、大地四边形（如图 8-1b ）、双大地四边形（如图 8-1c ）、大地 四边形加三角形（如图 8-1d ）。但不论采用哪种形式，都尽量将桥轴线纳入网中，作为网中 的一条边。b)c图8-1平面控制网的布设形式（二）桥梁施工控制网的技术要求在建立控制网时既要考虑三角网本身的精度，即图形强度，又要考虑以后施工的需要。所以在布网之前应对桥梁的设计方案、 施工方法、施工机具及场地布置、桥址地形及周围的 环境条件、精度要求等方

7、面进行研究， 然后在桥址地形图上拟定布网方案， 再在现场选定点 位。点位应选在施工范围以外，且不能位于淹没或土质松软的地区。控制网应力求满足下列要求：1 、图形应具备足够的强度，使测得的桥轴线长度的精度能满足施工要求，并能利用这 些三角点以足够的精度放样桥墩。当主网的三角点数目不能需要时，能方便地增设插点。在满足精度和施工要求的前提下，图形应力求简单。2、为使控制网与桥轴线连接起来，在河流两岸的桥轴线上应各设一个三角点，三角点距桥台的设计位置也不应太远，以保证桥台的放样精度。 放样桥墩时，仪器可安置在桥轴线上的三角点上进行交会，以减少横向误差。3、 控制网的边长一般在 0.5 1.5倍河宽的范

8、围内变动。 由于控制网的边长较短， 可直 接丈量控制网的一条边作为基线。基线长度不宜小于桥轴线长度的0.7倍，一般应在两岸各设一条，以提高三条网的精度及增加检核条件，通常丈量两条基线边、两岸各一条，基线最好用光电测距仪测量，如用钢尺直接丈量，以布设成整尺段的倍数为宜。而且基线场地应选 在土质坚实、地势平坦的地段。4、三角点均应选在地势较高、土质坚实稳定、便于长期保存的地方。而且三角点的通 视条件要好。要避免旁折光和地面折光的影响。要尽量避免造标。5、桥梁施工的高程控制点即水准点，每岸至少要用永久性的固定标志埋设三个，也可利用平面控制点的标石，并与国家水准点联测。同岸的三个水准点，两个营埋设在施

9、工范围以外，以免受到破坏，另一个应埋设在施工区内，以便直接将高程传递到所需要的地方。同时还应在每一个桥台、桥墩附近设立一个临时施工水准点。6、三角网测量的主要技术要求表8-1。见表8-1三角网测量的主要技术要求三角网 等级平均边长（Km测角中误 差（）测边相对中误差最弱边相对中误差测回数三角形最大 闭合差（）J1J2J6二等9± 1.01/2500001/12000012-± 3.5-三-等4.5± 1.81/1500001/7000069± 7四等2± 2.51/1000001/4000046± 9一级1± 5.01/40

10、00001/2000024± 15二级0.5± 101/2000001/1000012± 30（三）桥梁施工高程控制网的布设作为高程放样的依据， 在桥梁的施工阶段， 应建立高程控制网。 高程控制网应采用水准 测量方法，条件困难的山区可采用精密光电测距三角高程测量方法。无论是公路桥、铁路桥或公铁两用桥，在测设桥梁施工高程控制网前都必须收集两岸桥轴线附近国家水准点资料。 对城市桥还应收集有关的市政工程水准点资料：对铁路及公铁两用桥还应收集铁路线路勘测或已有铁路的水准点资料，包括其水准点的位置、编号、等级、采用的高程系统及其最近测量日期等。1. 水准点的布设水准点的选点

11、与埋设工作一般都与平面控制网的选点与埋石工作同步进行，水准点应包括水准基点和工作点。 水准基点是整个桥梁施工过程中的高程基准，因此，在选择水准点时应注意其隐蔽性、稳定性和方便性。即水准基点应选择在不致被损坏的地方，同时要特别避免地址不良、过往车辆影响和易受其他振动影响的地方。此外还应注意其不受桥梁和线路施工的影响，又要考虑其便于施工应用。在埋石时应尽量埋设在基岩上。在覆盖层较浅时，可采用深挖基坑或用地质钻孔的方法使之埋设在基岩上；在覆盖层较深时，应尽量采用加设基桩（即开挖基坑后打入若干根大木桩的方法）以增加埋石的稳定性。水准基点除了考虑在其桥梁施工期间使用之处，要尽可能做到在桥梁施工完毕交付运

12、营后能长期用作桥梁沉降观测 之用。工作点2. 高程控制网的精度桥梁水准点与线路水准点应采用同一高程系统。与线路水准点联测的精度不需要很高，当包括引桥在内的桥长小于 500时，可采用四等水准测量，其允许误差不得超过土 20 L mm 当桥长大于500时，可采用三等水准测量,其允许误差不得超过土 12 JL mm但桥梁本身的 施工水准网，则精度要求较高，因为它直接影响桥梁各部分高程放样的精度。3. 过河水准测量过河水准测量是桥梁施工高程控制网测设工作中十分重要的一环。这是因为桥梁施工要求其两岸的高程系统必须是统一的。 同时，桥梁施工高程进度要求高， 因此，即使两岸附近 都有国家或其他部门的高等级水

13、准点资料， 也必须进行高精度的过河水准测量， 使与两岸自 设水准点一起组成统一的高精度高程控制网。过河水准测量用两台水准仪同时作对向观测，两岸测点和立尺点布设如图8-2所示。A,B为立尺点，C, D为测站点，要求 AD与BC距离基本相等，AC与 BD距离基本相等，构成对 称图形，以抵消水准仪的 i角误差和大气折光影响。观测时，C站后视A点尺（近尺）读数 ai,前视对岸B点尺（远尺）读数 3次、取平均 值bi，求其高差为hi=ai-bi。同时另一台水准仪在 D站上，先照准 B点尺读数b2,后照准A点尺读数a2, h2=ai-bi。取hi和h2的平均值为一个测回，一般需要4个测回。由于过河水准测量

14、的视线较长，远尺读数困难，可以在水准尺上安装一个能沿尺面上下 移动的简易觇牌，如图 8-3所示。观测时，在立尺点有专人手持觇牌，观测者根据水准仪的 横丝指挥持尺者上下移动觇牌，使觇牌上的红白界线落在水准仪的横丝上，由持牌者读出尼龙丝在水准尺上的数值。(a)图8-2过河水准测量测站和立尺点布置细尼龙线图8-3简易读数觇牌四、教学评价评价方法米用多兀评价法，教师点评、学生自评、互评相结合。从观察学生参与、聆听沟通表达自己看法、投入程度、完成任务情况等方面评价内容评价依据权重知识a. 能说出桥梁施工测量的基本任务和工作内容；b. 能说出桥梁施工平面控制网的布设特点；40%c.会描述过河水准测量的施测

15、步骤。技能a.能进行桥梁三角网的观测； a.会进行过河水准测量。40%学习态度a. 是否出勤、预习；b. 是否遵守安全纪律，认真倾听教师讲述、观察教师演示；c. 是否按时完成学习任务。20%项目八桥梁施工测量任务二桥梁墩台定位及轴线的测设、授课方案上课班级上课时间授课学时8教学目标能力目标：能进行桥轴线及桥墩、台测设。知识目标：掌握桥轴线及桥台测设的各种方法和要求。素质目标：1. 具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；具有良好的心理 素质；2. 具备优良的职业道德修养，能遵守职业道德规范；3. 具有分析问题解决问题的能力；4. 富有责任心和使命感，具有遇到困难迎难而

16、上的精神。教学重难点重点：直线桥墩、台及轴线的测设。难点：角度交会法计算放样元素及测设点位的调整。任务描述（设计）六人一组，模拟前方交会法计算放样元素，并进行桥墩、桥台定位测设；在此基础上进一步模 拟测设桥墩台轴线。教学资源经纬仪（或全站仪）、钢尺、记录本、木桩、斧头、任务工单、教材、教案、课件。、教学设计教学过程教学方法教学手段学生活动时间分配课前准备准备材料、仪器、场 地、课件下发任务书在提前预习的基础上 再浏览5分钟安全教育讲授扌田述与演示倾听3分钟导入开门见山课件演示倾听7分钟讲解与操练讲授与示范演示观察与同步练习120分钟咨讯回答学生在课前收集 资料过程中存在的疑 问课件演示，巡回指

17、导讨论、交流 代表发言30分钟决策、计划、以学生为主体分组讨 论，得出测量方案， 讲解演示方案，制定 计划。互评、点评。可利用多媒体对方 案进行陈述思考、讨论，代表发言、 相互点评，编制计划（测量步骤）40分钟实施学生实施各教学任务操作指导实际操作175分钟评价现场教学，互评、点 评成果展示自评、互评10分钟归纳总结重点讲解、启发诱导课件演示、现场演示倾听与讨论10分钟作业布置1. 桥梁墩台中心定位测设常用的方法有那几种？2. 简述直线桥墩台轴线测设方法。三、教学内容在桥梁施工测量中， 测设墩、台中心位置的工作称为桥梁墩、台定位。其测设数据是根据控制点坐标和墩台中心的设计位置计算确定。测设方法

18、根据桥梁的平面形状和工程规模及河道水深可分别采用直接测距法、角度交会法、极坐标法。墩台中心位置定出后，还要测出墩台的纵横轴线，作为墩、台身施工细部放样的依据。（一）直线桥梁的墩、台定位直线桥梁的墩、台中心位于桥轴线的方向上。墩台中心的设计里程及桥轴线起点里程是已知的，如图8-4所示。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。通常采用直接测距法或角度交会法测设。By.寸 6D6E 亠二 I -;三 f 卜698 6E 二 HUE30.475 *4-*图8-4 直线桥的墩台位置1直接测距法（1 ）钢尺丈量当中小型桥梁墩、台位于无水河滩上，或水面较窄，用钢尺可以跨越丈量时，可

19、采用钢尺直 接丈量。测设墩、台的顺序最好从一端到另一端，并在终端与桥轴线的控制进行检核，若在限差范围内，贝M衣各段距离的长短按比例调整已测出的距离。在调整好的位置上钉一小钉，即为 测设的定位。为保证测设精度，丈量所使用的钢尺必须经过检定，施加的拉力应与检定钢尺的拉力相同，丈量后应进行倾斜改正、尺长改正和温度改正。（2 ）光电测距用全站仪的光电测距功能进行直线桥梁墩、台定位，简便、快捷、精确，只要墩、台中心处可以安置反射棱镜，而且仪器与棱镜能够通视，即使其间有水流障碍亦可采用。测设时将仪器置于桥轴线的一个控制桩上，瞄准另一控制桩，此时望远镜所指方向为桥轴线方向。在此方向上移动棱镜，通过测距以定出

20、各墩、台中心。在测设前应将所使用的棱镜常数和当时的气象参数（温度和气压）输入仪器，仪器会自动对所测距离进行修正。2角度交会法如果桥墩、台所处的位置河水较深， 无法直接丈量，也不便架设反射棱镜，则可采用角 度交会法测设桥墩、台中心。如图8-5所示，C、A、D为控制网的三交角，且 A为桥轴线的端点，E为桥墩中心设计位 置，反算出交会角 a、B。在C、D点上安置经纬仪，分别自CA、DA测设出交会角a、3，则两方向的交点即为镦心 E的位置。为了检查精度及避免错误，通常还利用桥轴线AB的方向，三方向交会 E点。由于存在测量误差，三个方向一般不交于一点，而形成一视误 三角形E1E2E',视误三角形

21、的最大边长，在墩台下部时不应大于25mm，上部时不应大于15mm。如果在限差范围内，则将交会点E'投影到桥轴线上，作为墩台中心E的点位。图8-5角度交会法图8-6方向桩为了保证墩位的精度，交会角应接近于90 °，一般情况下保证交会角在 60° 120°范围内。但由于各个桥墩位置有远有近，因此交会时不能将仪器始终固定在两个控制点上，而有必要对控制点进行选择，为了获得好的交会角，不一定要在同岸交会，应充分利用两岸的 控制点，选择最为有利的观测条件。必要时也可在控制网上增设插点，以满足测设要求。在桥墩的施工过程中，随着工程的进展，需要反复多次地交会桥墩中心的位置

22、，为了简化工作，可把交会的方向延长到对岸，并用觇牌进行固定，如图8-6所示。在以后的交会中，就不必重新测设角度，可用仪器直接瞄准对岸的觇牌，为避免混淆，应用的觇牌上表示出桥墩的编号。（二）曲线桥墩、台的定位曲线桥墩、台的定位可用极坐标法，需要计算细部点（墩、台中心）的坐标。与线路工 程中的圆曲线测设方法相同，此处，不再赘述。（三）直线桥墩、台纵、横轴线测设在测设出墩、台中心位置后，尚需测设墩、台的纵横轴线，作为放样墩、台细部的依据。 所谓墩、台的纵轴线，是指过墩、台中心，与路线的中线方向重合的轴线； 墩、台的横轴线, 是指过墩、台中心垂直于路线方向的轴线。1在直线桥上，墩、台的横轴线与桥轴线相

23、重合，且各墩、台一致，因而就利用桥轴线 两端的控制桩来标志横轴线的方向，一般不再另行测设。墩、台的纵轴线与横轴线垂直，在墩、台中心点上安置经纬仪，已桥轴线方向为准测设90°角，即为纵横轴线方向。为了消除仪器轴系误差的影响， 应该用盘左、盘右测设两次而取其平均位置。由于在施工过程中经常需要恢复墩、台的纵横轴线的位置，因此需要在桥轴线两侧各设置23个控制桩，这些控制桩称为护桩，如图 8-7所示。护桩的位置应选在离开施工场地一定距离，通视良好，地 质稳定的地方。护桩视具体情况可采用木桩、水泥包桩或混凝土桩。图8-7直线桥梁纵横轴线及控制桩位于水中的桥墩，由于不能安置仪器，也不能设护桩，可在

24、初步定出的墩位处筑岛或建围堰，然后用交会或其他方法精确测设墩位并设置轴线。如果是在深水大河上修建桥墩，-般采用沉井、围囹位于设计位置上。当采用光电测距仪进行测设时，亦可采用极坐标进行定位。2曲线桥的墩、台顶的横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 a /2角，即为与线路的横轴线的方向；自横轴线方向测设90°角，即为纵轴线方向（如图 8-8）。四、教学评价评价方法米用多兀评价法，教师点评、学生自评、互评相结合。从观察学生参与、聆听沟通表达自己看法、投入程度、完成任务情况等方面评价内容评价依据权重知识a. 知道桥梁墩台中线测设的方法；b. 能描述桥梁

25、墩台轴线的概念及测设方法。40%技能a. 能进行直线桥桥墩、台测设；b. 会进行直线桥梁轴线的测设。40%学习态度a. 是否出勤、预习；b. 是否遵守安全纪律，认真倾听教师讲述、观察教师演示；c. 是否按时完成学习任务。20%项目八桥梁施工测量任务三桥梁施工测量、授课方案上课班级上课时间授课学时4教学目标能力目标：能进行桥梁基础施工测量，镦（台）身、镦（台）帽放样及梁支座钢板位置的测设。知识目标：1. 知道桥梁施工测量的工作内容；2. 掌握桥梁基础施工测量、镦（台）身、镦（台）帽放样及梁支座钢板位置的测设的方法及限3. 施工测量的基本任务及工作内容；一般掌握控制网的布设方法和要求。 素质目标：

26、1. 具有合作精神和管理协调能力，善于沟通，豁达、诚信、团结、乐于助人；具有良好的心理 素质；2. 具备优良的职业道德修养，能遵守职业道德规范；3. 具有分析问题解决问题的能力；4. 富有责任心和使命感，具有遇到困难迎难而上的精神。教学重难点重点：基础施工测量，墩、台身及顶部施工测。 难点：墩、台身及顶部施工测量。任务描述（设计）1六人一组，模拟施工现场进行明挖基础放样；2、六人一组，模拟梁钢垫板位置测设。教学资源经纬仪（或全站仪）、水准仪、水准尺、钢尺、记录本、木桩、斧头、任务工单、教材、教案、 课件。、教学设计教学过程教学方法教学手段学生活动时间分配课前准备准备材料、仪器、场 地、课件下发

27、任务书在提前预习的基础上 再浏览3分钟安全教育讲授扌田述与演示倾听2分钟导入温故知新，复习导入课件演示倾听5分钟讲解与操练讲授与示范演示观察与同步练习50分钟咨讯回答学生在课前收集 资料过程中存在的疑 问课件演示，巡回指 导讨论、交流 代表发言20分钟决策、计划、以学生为主体分组讨 论，得出测量方案， 讲解演示方案，制定 计划。互评、点评。可利用多媒体对方 案进行陈述思考、讨论，代表发 言、相互点评，编制 计划（测量步骤）30分钟实施学生实施各教学任务操作指导实际操作80分钟评价现场教学，互评、点 评成果展示自评、互评5分钟归纳总结重点讲解、启发诱导课件演示、现场演 示倾听与讨论5分钟作业布置

28、1. 桥梁施工测量包括哪些内容？2. 桥梁明挖基础施工测量有哪些内容？3. 桥梁墩台身施工测量中，简述经纬仪投测纵横轴线的步骤。三、教学内容桥梁工程施工测量就是将图纸上的结构物尺寸和高程测设到实地上。其内容包括基础施工测量，墩、台身施工测量，墩、台顶部施工测量和上部结构安装测量。现以中小型桥梁为 例介绍如下。（一）基础施工测量1. 明挖基础施工测量（1）施测内容：根据桥台和桥台的中心线定出基坑开挖边界线，并控制开挖深度和坡 度。据基础的长、宽及开挖深度和坡度在十字线的两个方向上测量所需的距离，进而放样出基础的四个转角点。当基坑开挖到一定深度后，应根据水准点高程在坑壁上测设距基地设计面为一定高差

29、（如im的水平桩，作为控制挖深的依据。当基坑开挖到设计高程以后，应将坑 底整平及夯实，然后用经纬仪投测轴线，作为安装模板、浇筑混凝土的依据。（3）限差要求：基础或乘台模板中心偏离墩台中心不得超过土2cm，墩身模板中心偏离不得超过土 1cm;墩台模板限差为土 2cm;模板上同一高程的限差为土1cm=2. 桩基础施工测量（1）施测内容：测设桩基础的纵横轴线、测设各桩的中心位置、测设桩的倾斜度和深 度、承台模板的放样。（2）测设方法：桩基础的纵横轴线测设同墩台纵横轴线测设。各桩的中心位置的测设， 以基础的纵横轴线为坐标轴，根据各桩到纵横轴线的距离，采直角坐标法测设，其限差为土2cm。如全桥采用统一的

30、坐标系统，算出每个桩中心的坐标，在桥位控制控制桩上架设全站仪，用极坐标法放出每个桩的中心位置。如图8-10所示。（二）墩、台身施工测量先根据桥位控制桩和墩台控制桩用经纬仪在基础面上测设出墩台纵横轴线，并弹出墨 线，按墨线和墩台身尺寸砌筑或支立模板。为保证墩台身的垂直度及轴线的正确传递，可利用基础面上的纵横轴线用线锤或经纬仪投测到墩台身上。1. 吊锤线法用一锤球悬吊在砌筑到一定高度的墩台身顶边缘各侧。当锤球尖对准基础面上的直线， 锤球线在墩台身边缘的位置即为轴线位置，画短线作标记，经检查尺寸合格后方可施工。2. 经纬仪投测法将经纬仪架设在纵横轴线控制桩上，仪器距墩、台的水平距离应大于墩、台的高度。整平仪器后照准基础上的轴线，用正倒镜分中法将轴线投测到墩、台身并作标记。（三）墩、台顶部的施工测量1. 施测内容：墩帽、台帽的施工测量，测设墩、台上T形梁支座钢板的位置及高程。2.