桥梁施工控制测量及定位资料计算

桥梁施工控控制测量及及定位资料料计算§5.1中线复测及及桥轴线测测定§5.2桥梁施工控控制测量§5.3桥梁定位资资料计算§5.4墩台定位及及纵横轴线线测设§5.5桥梁竣工测测量根据设计文文件，按照照规定的精精度，将图图纸上设计计的桥梁墩墩台位置标标定于地面面，据此指指导施工，，确保建成成的桥梁在在平面位置置、高程位位置和外形形尺寸等方方面均符合合设计要求求。主要包括中中线复测、、桥轴线长长度测量、、水准测量量等。桥梁施工测测量的基本本任务§5.1中线复测及及桥轴线测测定复测的主要要方法是导导线法。定测或线路路复测的精精度较低，，一般不能能满足桥梁梁施工测量量的精度要要求。因此此桥梁施工工前，需对对桥址线路路中线以较较高的精度度进行复测测。一、直线桥桥的中线复复测观测：桥址址位置上所所有转点间间的水平距距离Di和相邻边间间的水平角角βi。视为导线线，转角采采用方向观观测法。计算：以两两端转点（（ZD7-3,ZD7-8)的连线为x轴建立施工工坐标系，，计算各转转点的坐标标二、曲线桥桥的中线复复测当桥梁位于于曲线上时时，应对整整个曲线进进行复测。。检查切线方方向控制桩桩是否在同同一条直线线上。如果果不在同一一条直线上上，则应给给予改正。。重新精确测测定线路的的转向角。。重新计算曲曲线综合要要素。重新标定曲曲线的起点点和终点。。1.切线控制桩桩的复测检查切线上上的控制桩桩是否在同同一条直线线上。方法：穿线线法、导线线法。2.转向角复测测依据：已确确认的切线线控制桩；；方法：直接测量——测回法间接测量——导线法如果已确认认的切线控控制桩中含含有交点桩桩，则采用用直接测量量法否则，采用用间接测量量法，即导导线测量法法或副交点点法。复测转向角角与定测转转向角不符符时处理方方法：原则：尽量量不改变原原设计。方法一：利利用复测转转向角重新新计算曲线线要素，改改变曲线起起点或终点点里程桥梁布设在在直线－始始端缓和曲曲线－圆曲曲线区间内内，则曲线线的ZH里程保持与与原设计里里程不变；；桥梁布设在在圆曲线－－末端缓和和曲线－直直线区间内内，则曲线线的HZ里程保持与与原设计里里程不变；；同时保持持各墩台中中心设计里里程不变。。要使ZH或HZ里程不变，，可设断链链桩或将距距离误差调调整在直线线段。方法二：调调整切线方方向，使转转向角恢复复到原设计计值整个桥梁布布设在始端端缓和曲线线－圆曲线线－末端缓缓和曲线区区间内，或或回头曲线线转向角在在180°左右时，如如果桥梁前前后相邻曲曲线没有施施工或无重重大建筑物物，可以调调整切线方方向，使转转向角恢复复到原设计计值，以保保证桥梁原原设计不变变。方法三：采采用复测转转向角，改改变桥梁设设计三、桥轴线线长度测定定1.桥轴线控制制桩：两岸岸桥头中线线上埋设的的控制桩。。作用：保保证墩台间间的相对位位置正确，，并使之与与相邻线路路在平面位位置上正确确衔接。2.桥轴线长度度：两岸桥桥轴线控制制桩间的水水平距离。。3.桥轴线长度度的测量方方法直接测定法法——光电测距间接测定法法——三角网推算算§5.2桥梁施工控控制测量对于水中不不能直接测测设的桥梁梁或水面较较宽且有高高墩、大跨跨、深水基基础或基础础施工难度度较大，梁梁部结构类类型复杂的的特大桥和和大桥，需需要建立施施工平面控控制网。为了合理地地拟定桥梁梁施工平面面控制测量量的布网方方案和观测测方案，保保证墩台中中心的定位位精度，必必须预先估估算桥轴线线长度测定定的必要精精度。一、桥轴线线长度精度度估算1.钢筋混凝土土简支梁设墩台中心心点位放样样的极限误误差为△D（通常取△△D=10mm），中误差差为△D/2，则相邻二二墩台中心心的跨距中中误差为设全桥共有有N跨，则桥轴轴线长度的的中误差为为2.钢板梁及短短跨（l≤64m）简支钢桁桁梁考虑梁长制制造误差和和固定支座座安装误差差δ的共同影响响，单跨钢钢板梁和单单跨简支钢钢桁梁的长长度中误差差为当桥梁为N跨时，则桥桥轴线长度度L的中误差为为3.连续及长跨跨（l＞64m）简支钢桁桁梁由n个节间构成成的单联或或单跨梁，，设节间拼拼装的极限限误差为△△l（通常取△△l=±2mm），则由于于梁体拼装装误差和固固定支座安安装误差δ的共同影响响，每一联联（跨）长长度的中误误差为当桥梁为N跨时，则桥桥轴线长度度L的中误差为［例5.1］某三联三跨连连续梁桥，每每跨支座间距距离为128m，由长16m的8个节间组成，，每联24个节间，固定定支座安装极极限误差为±7mm，试计算全桥桥桥轴线中误误差。［解］单联中误差为为全桥桥轴线中中误差为二、桥梁施工工平面控制测测量1.桥梁施工平面面控制网网形形布设在满足桥轴线线长度测定和和墩台中心定定位精度的前前提下，力求求图形简单并并具有足够的的强度，以减减少外业观测测工作和内业业计算工作。。根据桥梁的大大小、精度要要求和地形条条件，桥梁施施工平面控制制网的网形布布设有以下几几种形式。双三角形大大地四四边形双大地四边形形加加强型大大地四边形大地四边形加加三角形2.桥梁施工平面面控制测量的的角度观测水平角观测要要求：开测前应对所所测角仪器进进行检验和校校正。作业过程中，，仪器2C绝对值DJ1型仪器不得超超过20″；DJ2型仪器不得超超过30″水平角观测测测回数应符合合表6.4的规定，各测回的零方方向读数应均均匀分布在度度盘和测微器器的不同位置置上。方法：铟钢基基线尺，光电电测距3.桥梁施工平面面控制网的距距离观测用光电测距仪仪或全站仪测测量平面控制制网边长时，，外界环境条条件应符合下下列要求：注意减弱大气气折光和旁折折光的影响；；测线及两端的的延线上，不不得有任何其其它发光物体体或反光的物物体，以免引引起反射信号号混乱；测站应设在电电磁场影响的的范围以外；；光电测距边的的测回数及往往返测次数，，应符合规定定。光电测距限差差，应符合规规定。距离观测的限限差与数据处处理：光电测距边，，必须加入气气象、加乘常常数、周期误误差改正，然然后化算为水水平距离，水平距离应归归算至墩顶（（或轨底）平平均高程面上上。设仪器与与棱镜横轴的的平均高程为为H1，墩顶（或轨轨底）的平均均高程为H2，地球平均曲曲率半径为R，则归算长度度DH为测距精度评定定设某条边长进进行了n次对向观测，，第i次对向观测的的差值为di，则一次观测测的中误差为为：对向观测平均均值的中误差差为：4.桥梁施工平面面控制测量内内业计算施工平面控制制网通常采用用独立的坐标标系；直线桥以桥轴轴线两控制桩桩中里程较小小的一个为坐坐标原点，以以桥轴线按里里程增加方向向为x轴正向建立测测量坐标系；；曲线桥一般以以曲线起点ZH或始切线上的的转点为坐标标原点，以始始切线指向JD方向为x轴正向建立测测量坐标系；；也可以桥轴轴线控制点为为坐标系原点点，以该点处处曲线的切线线方向为x轴，以线路前前进方向为x轴正向建立测测量坐标系。。桥梁施工平面面控制网按方方向或角度，，用条件平差差或间接平差差方法进行严严密平差。平差计算完成成后，应对网网中所有的几几何条件（或或附合条件））进行检算，，并计算单位位权中误差、、桥轴线及最最弱边边长中中误差。对于于边角网或测测边网，不应应大于10mm；对于以基线线为基础的测测角网，不应应大于原估算算的桥轴线及及最弱边边长长相对中误差差。三、桥梁施工工高程控制测测量各水准点应沿沿桥轴线两侧侧以400m左右的间距均均匀布设，并并构成连续水水准环。水准点应与相相邻的线路水水准点联测，，以保证桥梁梁与相邻线路路在高程位置置上的正确衔衔接。水准测量的等等级、精度、、限差应符合合相应的规定定。为了便于施工工放样，可根根据实际需要要在施工地点点附近设立若若干个施工水水准点。水准点应埋设设标石施工水准点的的高程必须定定期检测。水准测量的等等级和精度应应满足表6-8的要求每公里水准测测量高差中数数的偶然中误误差按下式计计算：§5.3桥梁定位资料料计算直线桥墩台中中心坐标计算算直线桥的墩台台中心位于桥桥轴线上，且且桥轴线和线线路中线完全全重合。xi=DKi-DKAyi=0设桥轴线控制制点A为施工坐标系系的原点，其其里程为DKA，x轴与桥轴线重重合，且指向向里程增加方方向，第i号墩的里程为为DKi，则该墩中心心的坐标xi、yi为yx§5.4墩台定位及纵纵横轴线测设设桥梁施工测量量中，主要的的工作是准确确地测设出桥桥梁墩、台的的中心位置，，即所谓的墩墩、台中心定定位，简称墩墩台定位。墩台定位必须须满足一定的的精度要求，，特别是对预预制梁桥更是是如此。<一>、直线桥的墩墩台定位直接量距法(光电测距或直直接丈量)一、直线桥2.前方交会法如果桥墩位置置无法直接丈丈量，也不便便于架设反光光镜时，可采采用前方交会会法测设墩位位。前方交会法既既可用于直线线桥的墩台定定位测量，也也可用于曲线线桥的墩台定定位测量。用交会法测设设墩位，需要要在河的两岸岸布设平面控控制网，如导导线、三角网网、边角网、、测边网等。。前方交会法的的基本原理:根据控制点坐坐标和墩台坐坐标，反算交交会放样元素素αi、βi，在相应控制制点上安置仪仪器并后视另另一已知控制制点，分别测测设水平角αi、βi，得到两条视视线的交点，，从而确定墩墩台中心的位位置。αiβi异侧交会同同侧交交会两交会方向线线之间的夹角角γ称为交会角。。墩台中心交会会的精度与交交会角γ的大小有关。。交会角的要求求：当置镜点位于于桥轴线两侧侧时，交会角角应在90°~150°之间；当置镜点位于于桥轴线一侧侧时，交会角角应在60°~110°之间。在桥梁控制网网网形设计和和布网时，应应充分考虑每每个墩台中心心交会时交会会角的大小，，必要时，可可根据情况增增设插如点或或精密导线点点作为次级控控制点。测设数据计算算为了便于作业业，应根据控控制点的坐标标和墩台中心心的坐标，计计算测设数据据并将其编制制成表。墩台定位测设设数据主要包包括：置镜点点、墩台或控控制点编号、、坐标方位角角、边长等。。以下表格更简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#161.41921450425.8D2141.7931403940.41#141.83651392024.9D3199.9008834349.12#101.90711145528.3D4151.09691421732.53#94.7837770957.94#126.0050471028.85#143.9781395554.1现场测设在控制点D安置仪器，后后视控制点A，将度盘安置置为αDA;根据测设数据据表,转动照准部至至度盘读数为为αDi得到D-i方向；同样方法得到到C-i方向，两条视视线的交点处处打桩，钉设设出i号墩台中心位位置;在桥轴线上检检查各墩台位位置。示误三角形通常将三台经经纬仪分别安安置于三个控控制点上，用用三条方向线线同时交会。。理论上三条方方向线应交于于一点，而实实际上由于控控制点误差和和交会测设误误差的共同的的影响，三条条方向线一般般不会交于一一点，而是形形成一个小三三角形，该三三角形的大小小反映交会的的精度，故称称其为示误三三角形。交会限差及墩墩台中心的确确定示误三角形的的最大边长或或两交会方向向与桥中线交交点间的长度度，在墩台下下部（承台、、墩身）不应应大于25mm，在墩台上部部（托盘、顶顶帽、垫石））不应大于15mm。若交会的一个个方向为桥轴轴线，则以其其它两个方向向线的交会点点P1投影在桥轴线线上的P点作为墩台中中心。交会方向中不不含桥轴线方方向时，示误误三角形的边边长不应大于于30mm，并以示误三三角形的重心心作为桥墩台台中心。<二>、墩台纵横轴轴线测设墩台纵横轴线线是确定墩、、台方向的依依据，也是墩墩、台施工中中细部放样的的依据。直线桥各个墩墩台的纵轴线线与桥轴线重重合，可根据据桥轴线控制制桩测设；直线桥的横轴轴线不一定与与纵轴线垂直直，两者夹角角根据设计文文件确定，可可将经纬仪安安置于墩台中中心，后视桥桥轴线控制桩桩定向，测设设规定的角度度得到墩台横横轴线方向。。A［例5.3］某铁路直线桥桥设计的结构构形式为：1×24m预应力钢筋混混凝土梁+3×64m箱形连续钢梁梁+1×24m预应力钢筋混混凝土梁，各各墩台中心的的设计里程如如表6.15。试完成：(1).桥轴线长度精精度估算(2).平面控制测量量的实施(3).墩台中心定位位资料的计算算。表6.15墩台中心的设设计里及其坐坐标桩号及墩台号里程间距x0#台DK638+798.92-12.807012.807D4+811.727011.9431#墩+823.6711.943064.652#墩+888.3276.593064.003#墩+952.32140.593064.004#墩DK639+016.92205.193021.9366D2038.8566227.12962.81345#台+041.67229.94301．桥轴线长度度精度估算第1孔和第5孔为预应力钢钢筋混凝土简简支梁，设其其跨长中误差差分别为ml1和ml5，已知点位放放样极限误差差ΔD=10mm，则［解］第2～4孔为箱形连续续钢梁，为预预制的16m梁段运到现场场后拼接，并并以高强螺栓栓固定连接。。64m64m64m1#2#3#4#已知n=12，节间拼装误误差Δl=2mm，支座安装误差差δ=7mm，设该段中误误差为ml2-4，则桥轴线长度中中误差mL为:已知桥长L=242.75m，则桥轴线长长度的相对中中误差为2.平面控制网技技术设计根据桥轴线长长度的估算精精度，该桥施施工平面控制制网按五等三三角网施测即即可。由于桥轴线长长度小于桥长长，故控制网网提高一个等等级施测。箱形连续钢梁梁当时属新型型结构，在墩墩台施工、梁梁体架设和运运营管理阶段段均要进行变变形观测，故故控制网再提提高一个等级级施测。所以，技术设设计书确定，，该桥施工平平面控制网按按三等三角网网施测。基线D1、D3的边长采用光光电测距方法法实测，数据据处理后，相相对中误差1/260000。三角网的角度度采用方向观观测法。按条件观测平平差。平差后后桥轴线长度相相对中误差1/1890001/21700，测角中误差mβ=±1.49″<±1.8″。3.三角网观测与与平差计算以桥轴线控制制点D4为坐标原点，，以桥轴线按按里程增加方方向为x轴正向，计算算各控制点和和墩台中心在在该坐标系中中的坐标。4.控制点坐标和和墩台坐标计计算注:如果D4的x坐标值等于其其里程，则坐坐标计算更加加简单，且不不容易错!!桩号及墩台号xyD1119.5391-92.4158D2227.12960D3141.3700106.2893D4000#-12.807001#11.943002#76.593003#140.593004#205.193005#229.94300置镜点控制点边长坐标方位角°′″墩台号边长坐标方位角°′″D10#161.41921450425.8D2141.7931403940.41#141.83651392024.9D3199.9008834349.12#101.90711145528.3D4151.09691421732.53#94.7837770957.94#126.0050471028.85#143.9781395554.15.交会数据表编编算二、曲线桥<一>曲线桥的墩、、台中心放样样曲线桥的中线线是曲线，而而每跨桥梁却却是直的，所所以中线与线线路中线基本本上构成了符符合的折线，，这种折线称称为桥梁工作作线。曲线桥的墩、、台中心放样样，就是放样样工作线的交交点。桥梁工作线设计桥梁时，，为使列车运运行时梁桥梁梁的两侧受力力均匀，桥梁梁工作线应尽尽量接近线路路中线，所以以梁的布置应应使工作线的的转折点向线线路中线外侧侧移动一段距距离E，这段距离称称为“桥墩偏偏距”。偏距距E一般以梁长为为弦线中矢的的一半。桥梁偏角：相相邻梁跨工作作线构成的偏偏角a称为桥梁偏角角。桥墩中心距：：每段折线的的长度L称为桥墩中心心距。E、a、L在设计图上都都已经给出，，根据给出的的E、a、L即可放样墩位位。不同的是曲线