桥梁施工测量基本内容及测量方法

1、桥梁施工测量基本内容及测量方法 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 桥梁结构基本知识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.上部结构承重结构是梁的，主梁可以用钢（钢板梁、钢箱梁、铜

2、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。 南京长江大桥武汉长江大桥郑州黄河大桥郑州黄河二桥杭州湾大桥渤海湾大桥美国金门大桥日本明石大桥3.下部结构 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。测绘范围 一般应满足设计桥梁孔径、桥

3、头路堤和导流建筑物和施工场地的需要，个别情况下应满足水工模型试验之用。 测绘内容 测绘地形、地物、地貌、线路导线、中线、既有线中线、桥梁和导流建筑物平面、桥头控制桩、水准基点、农田分类及边界、历史最高洪水泛滥线、水流方向等。 桥址选线测量 桥址平面地形测绘 测量方法 陆上地形测量 水下地形 （直接法、简易断面索法、迂回测深法、三船并进法、悬空断面索，绞索拉船 ）绘制桥址平面地形图 桥址平面地形图一般为比例尺150015 000 1测绘范围两岸应测宽度根据路肩高程而定，以满足在图上足够布置全部桥孔及导流堤的需要为原则，包括导流堤在桥址中线上的投影长度，并能设计桥头填土。如桥址纵断面兼作水文断面，

4、并用以进行流量计算，则应测至岸边高出最高水位或设计水位至少1.0m，泛滥很宽的河流应视具体情况而定，但必须满足流量计算的要求。如两岸或一岸为山地时（包括高架桥），以在图上能正确决定桥址及台尾附属工程为原则。特大桥及大中桥两岸应埋设桥址控制桩作为桥址定测和施工复测的依据，其位置不受洪水淹没，必要时应设立护桩或中线方向桩。桥址纵断面及辅助断面测量 桥址纵断面2测量方法及精度 尽量在线路中线测量，按要求一次完成。如线路中线加桩不足，可根据中线桩在地形变化处加密。测点距离：在山区不得大于5m，平坦地区不得大于2040m。加桩高程施测误差不得大于0.1m。 3绘制桥址纵断面图绘制桥址纵断面图测绘比例尺为

5、12001500，特长桥可采用11000。 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

6、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

7、数，应符合规定。光电测距限差，应符合规定。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

8、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。二、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

9、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相关要求每公里水准测量高差中数的偶然中误差按下式计算：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 x

10、i、yi 为yx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

11、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。以下格式

12、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 D10#161.4192145 04 25.8D2141.793140 39 40.41#141.8365139 20 24.9D3199.900883 43 49.12#101.9071114 55 28.3D4151.0969142 17 32.53#94.783777 09 57.94#126.005047 10 28.85#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

13、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

14、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。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桥梁竣工测量 墩台施工完成以后架梁以前，应进行墩台的竣工测量。对于隐蔽在竣工后无法测绘的工程，如桥梁墩台的基础等，必须在施工过程中随时测绘和记录，做为竣工资料的一部分。 桥梁架设完成后还要对全桥进行全面测量。 一、桥梁竣工测量的目的测定建成后墩

15、台的实际情况；检查是否符合设计要求；为架梁提供依据；为运营期间桥梁监测提供基本资料。测定墩台中心、纵横轴线及跨距；二、桥梁竣工测量的内容丈量墩台各部尺寸；测定墩帽和支承垫石的高程；测定桥中线、纵横坡度；根据测量结果编绘墩台中心距表、墩顶水准点和垫石高程表、墩台竣工平面图、桥梁竣工平面图等；如果运营期间要对墩台进行变形观测，则应对两岸水准点及各墩顶的水准标以不低于二等水准测量的精度联测。桥梁变形 桥梁施工和运营期的变形监测 概 述静态变形: 变形观测的结果只表示在某一期间内的变形值 。如墩台变形 。动态变形: 在外力影响下而产生的某个时刻的瞬时变形 。如挠度变形 。 墩台垂直位移观测 墩台水平位

16、移观测 桥梁变形观测方法 大地控制测量方法又称常规地面测量方法 ，是变形观测的主要手段 。 特殊测量方法，包括倾斜测量和激光准直测量 地面立体摄影测量方法 GPS动态监测方法 桥梁变形分析：归纳出桥梁变形的过程、变形的规律和幅度，分析变形的原因，判断变形是否异常。 1.垂直位移监测网基准点应尽量选在桥梁承压区之外，但又不宜离桥梁墩台太远，以免加大实测工作量及增大测量的累积误差，一般来说，以不远于桥梁墩台lkm2km为宜。 工作基点一般选在桥台上，以便于观测布设在桥梁墩上的观测点，测定各桥墩相对于桥台的变形。 观测点的布设应遵循既要均匀又要有重点的原则。 垂直位移观测 2 .垂直位移观测垂直位移

17、观测是定期地测量布设在桥墩台上的观测点相对于基准点的高差，求得观测点的高程，利用不同时期观测点的高程求出墩台的垂直位移值。基准点观测应每年定期进行一次或二次，各次观测的条件应尽可能相同，以减少外界条件对成果的影响。水准测量应执行的等级，依据变形观测的精度要求而定。一般大型桥梁应按一等水准测量施测。观测点观测包括引桥观测点观测和水中桥墩观测点的观测，由于引桥观测点是在岸上，其施测方法可参照工作基点的施测方法进行。水中观测点观测的线路方案从一个墩到另一个墩的观测，可以采用跨河水准测量 或跨墩水准测量 。 跨河水准测量：当跨河距离大于200m时，宜采用过河水准法连测两岸的水准点。跨河点间的距离小于8

18、00m时，可采用三等水准，大于800m时则采用二等水准进行测量。跨河水准测量的地点应尽量选择在桥渡附近河宽最窄处，两岸测站点和立尺点可布成对称图形。图中1，2为测站点，A，B为立尺点，1与A和2与B距离尽量相等，并使距离大于10m，观测时，视线距水面的高度宜大于3m。跨河水准测量视线较长，读数困难，在水准尺上安装一块可以沿尺上下移动的觇板,觇板用铝或金属或有机玻璃制造，背面设有夹具，可沿水准标尺面滑动，并能用固定螺丝控制，将觇板固定于标尺任一位置；觇板中央开一小窗，小窗中央安一水平指标线。由观测者指挥立尺员上下移动觇板，使觇板上的水平指标线落在水准仪十字丝横丝上，立尺员在水准尺上读取标尺读数。 1 .水平位移监测工作基点测定测定相对位移时，工作基点一般处于桥台上或附近不远处，很难保证稳定不动，所以要定期测定工作基点的位移，以改正观测点测定的结果。工作基点位移可按如下方法测定： （1）边角网 （2）交会法 （3）检核基准线法 （4）GPS网水平位移监测 2 .水平位移观测 测定相对位移的方法与桥梁的形状有关，对于直线形桥梁，一般采用基准线法、测小角法等；对于曲线桥梁，一般采用前方交会法、导线测量法等。 （1）基准线法，可布设三条基准线，主桥一条，两端引桥各一条。 （2）测小角法，精密测定基准线方向（或分段基准方向）与测站到观测点之间的小角。 （3）前方交会