第八章 桥梁施工控制测量

1、第三篇：桥梁测量n概述n一：施工测量的目的及内容n 1 桥梁施工测量的目的：用测量仪器设备，根椐设计图纸中的各项参数（如线路平纵横要素）和控制点坐标（或路线控制桩），按一定精度将桥位准确无误的测设在地面上，指导施工。n 2 桥梁施工测量的内容施工测量的内容 ：桥轴线测量、墩台中心位置的放样、墩台纵横轴线放样、主体工程控制测量及各部位尺寸、标高测设及检测 n二、桥梁施工测量的特点二、桥梁施工测量的特点n1：桥梁施工测量与施工质量及施工进度息息相关。n2：控制点及测量标志必须埋设稳固，尽量远离施工容易干拢到的位置，并要注意保护、经常检查，如有破坏，及时恢复。 n三、桥梁施工测量的原则三、桥梁施工测

2、量的原则先整体后局部，先控制后碎部。先整体后局部，先控制后碎部。 n第八章第八章 桥梁施工控制测量桥梁施工控制测量n第一节第一节 桥轴线长度需要的精度估算桥轴线长度需要的精度估算图8-1 桥轴线1. 桥轴线控制桩：两岸桥头中线上埋设的控制桩。桥轴线控制桩：两岸桥头中线上埋设的控制桩。作用：保证墩台间的作用：保证墩台间的相对位置正确，并使之与相邻线路在平面位置上正确衔接。相对位置正确，并使之与相邻线路在平面位置上正确衔接。2. 桥轴线长度：两岸桥轴线控制桩间的水平距离。桥轴线长度：两岸桥轴线控制桩间的水平距离。3. 桥轴线长度的测量方法桥轴线长度的测量方法直接测定法直接测定法光电测距光电测距间接

3、测定法间接测定法三角网推算三角网推算 桥轴线长度的精度，直接影响着墩、台中心位置的测设精度。因此，桥轴线长度的精度，直接影响着墩、台中心位置的测设精度。因此，应预估算出桥轴线长度的精度为多高时，测设桥轴线长度才是适宜的。应预估算出桥轴线长度的精度为多高时，测设桥轴线长度才是适宜的。从而合理的拟定测量方案、选择仪器、规定各项测量限差。从而合理的拟定测量方案、选择仪器、规定各项测量限差。 下面按桥型给出桥轴线精度的估算方法一、混凝土梁与钢筋混凝土梁一、混凝土梁与钢筋混凝土梁n武汉阳逻长江公路大桥位于武汉市东北郊，上距武汉关约30公里，桥位北岸为武汉市新洲区阳逻镇，南岸为武汉市洪山区向家尾。该大桥是

4、武汉市绕城公路东北段跨越长江的重要通道，也是京珠、沪蓉国道主干线的重要组成部分和控制工程。 大桥及其接线工程北岸起点连接武汉绕城公路东北段的施岗互通，南岸止点连接北湖互通，建设进程约为10公里，其中主、引桥合计长约2714m。 桥式结构布置：北引桥为预应力钢筋混凝土连续箱梁主桥1280m双塔单跨钢箱梁悬索桥南引桥预应力钢筋混凝土连续箱梁设墩台中心点位放样的极限误差为设墩台中心点位放样的极限误差为D（通常（通常取取D =10 mm），中误差为），中误差为D / 2，则，则相邻二墩台中心的跨距中误差为相邻二墩台中心的跨距中误差为222DDlm设全桥共有设全桥共有N跨，则桥轴线长度的中误差为跨，则桥

5、轴线长度的中误差为NNmmDlL2二、钢板梁与短跨（跨距不大于二、钢板梁与短跨（跨距不大于64）简支）简支钢桁梁钢桁梁简支钢桁梁-钱塘江大桥n大桥全长1453米，分引桥和正桥两个部分。正桥十六孔，桥墩十五座。下层铁路桥长1322.1米，单线行车；上层公路桥长1453米、宽6.1米，两侧人行道各一点五米，雄伟壮观。大桥如虹飞架南北，铮铮铁骨肩负重任。钱塘江大桥的设计、建造主持者是当代桥梁专家茅以升博士。为了完成建桥重任，茅以升毅然辞去北洋大学教席，只身来到杭州。首次采用气压沉箱法掘泥打桩获得成功，打破了外国人认为“钱塘江水深流急，不可能建桥”的预言。为中国人民长了志气。 n设钢梁的长度为l，其制

6、造限差为1/5000，支座的安装限差为，则桥轴线长度中误差为：n单跨：l22500021lml当桥梁为当桥梁为N 跨时，则桥轴线长度跨时，则桥轴线长度L的中误差为的中误差为22221NlllLmmmm当桥梁为当桥梁为N 跨且每跨相等时，则桥轴线长度跨且每跨相等时，则桥轴线长度L的中误差为的中误差为NmmlL三、连续梁及长跨（跨距大于三、连续梁及长跨（跨距大于64）简支钢）简支钢桁梁桁梁九江长江大桥九江长江大桥-跨度超过跨度超过200米连续钢桁梁米连续钢桁梁由由 n 个节间构成的单联或单跨梁，设节间个节间构成的单联或单跨梁，设节间拼装的极限误差为拼装的极限误差为l（通常取（通常取l =2mm），

7、则由于梁体拼装误差和固），则由于梁体拼装误差和固定支座安装误差定支座安装误差的共同影响，每一联的共同影响，每一联（跨）长度的中误差为（跨）长度的中误差为2221llnmn当桥梁为当桥梁为N 跨时，则桥轴线长度跨时，则桥轴线长度 L 的中误差的中误差为为22221NlllLmmmm当桥梁为当桥梁为N 跨且每跨相等时，则桥轴线长跨且每跨相等时，则桥轴线长度度L的中误差为的中误差为NmmlL例例8-1某三联三跨连续梁桥，每联某三联三跨连续梁桥，每联24个节间，固定支座安装极限误差为个节间，固定支座安装极限误差为7mm，试计算全桥桥轴线中误差。，试计算全桥桥轴线中误差。mm02. 6722421212

8、222llnm全桥桥轴线中误差为全桥桥轴线中误差为mm43.10322221llllLmmmmmN解单联中误差为解单联中误差为n注意 按照上列各式求出桥轴线中误差按照上列各式求出桥轴线中误差以后，除以桥轴线长度，并化为以后，除以桥轴线长度，并化为1/N形形式，即为桥轴线长度测量应满足的相对式，即为桥轴线长度测量应满足的相对中误差，根据这样的要求，确定测量等中误差，根据这样的要求，确定测量等级和方法。级和方法。 n第二节第二节 桥梁施工控制测量桥梁施工控制测量n 在桥梁施工中，为了保证所有墩台在桥梁施工中，为了保证所有墩台平面位置以规定的精度，按照设计平面平面位置以规定的精度，按照设计平面位置放

9、样和修建，使预制梁安全架设，位置放样和修建，使预制梁安全架设，必须进行桥梁施工控制测量。必须进行桥梁施工控制测量。n 桥梁施工控制测量包括平面控制测桥梁施工控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。量和高程控制测量。n一、桥梁施工平面控制测量一、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，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。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，桥梁根据桥梁的

10、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。施工平面控制网的网形布设有以下几种形式。n1桥轴线 大地四边形桥轴线 双大地四边形桥轴线 三角形 图8-2 桥梁控制网常用图形 双闭合环导线2. 桥梁施工平面控制测量的角度观测桥梁施工平面控制测量的角度观测三角网的等级和精度要求三角网的等级和精度要求水平角观测要求水平角观测要求： 开测前应对所测角仪器进行检验和校正。开测前应对所测角仪器进行检验和校正。 作业过程中，仪器作业过程中，仪器2C绝对值绝对值DJ1型仪器不得超过型仪器不得超过20； DJ2型仪器不得超过型仪器不得超过30 各测回的零方向读数应均匀分布在度盘和测微器的

11、不同位置上。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。水平角观测测回数应符合规定水平角观测测回数应符合规定n3. 桥梁施工平面控制网的距离观测桥梁施工平面控制网的距离观测方法：铟钢基线尺，光电测距用光电测距仪或全站仪测量平面控制网边长时，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：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；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；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

12、；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数，应符合光电测距边的测回数及往返测次数，应符合测量规范规定。测量规范规定。n4. 桥梁施工平面控制测量内业计算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点，以桥轴线按里程增加方向为 x 轴正向建立测量坐标轴正向建立测量坐标系；系；曲线桥一般以曲线起点曲线桥一般以曲线起点 ZH 或始切线上的转点为坐标原或始切线上的转点为坐标原点，以始切线指向点，以始切线指向

13、JD方向为方向为 x 轴正向建立测量坐标系；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线方向为 x 轴，以线路前进方向为轴，以线路前进方向为 x 轴正向建立测量坐轴正向建立测量坐标系。标系。 XB4#3#2#1#0#AY2#0#1#4#3#XAYBCDCD图 6直线桥施工测量坐标系图 6曲线桥施工测量坐标系n桥梁施工平面控制网按方向或角度，用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。条件平差或间接平差方法进行严密平差。n平差计算完成后，应对网中所有的几何平差计算完成后，应对网中所有的

14、几何条件（或附合条件）进行检算，并计算条件（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，不应大于误差。对于边角网或测边网，不应大于10 mm10 mm；对于以基线为基础的测角网，不；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应大于原估算的桥轴线及最弱边边长相对中误差。对中误差。n二、桥梁施工高程控制测量二、桥梁施工高程控制测量n各水准点应沿桥轴线两侧以各水准点应沿桥轴线两侧以400 m400 m左右的间距左右的间距均匀布设，并构成连续水准环。均匀布设，并构成连续水准环。 水准点应与相邻的线路水准点

15、联测，以保证桥水准点应与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。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水准测量的等级、精度、限差应符合相应的规定。定。n为了便于施工放样，可根据实际需要在施工地为了便于施工放样，可根据实际需要在施工地点附近设立若干个施工水准点。点附近设立若干个施工水准点。n施工水准点的高程必须定期检测。施工水准点的高程必须定期检测。n水准点应埋设标石水准点应埋设标石n水准测量的等级和精度应满足要水准测量的等级和精度应满足要求求n三：桥梁控制网复测n1：复测的目的是检查控制点的稳定性。n2：复测内容一般包括基线复测

16、、边长复测、角度复测、复测边长、角度与设计院成果反算值进行对比。 n3：高程控制网的复测一般按原测路线、原测等级进行。 n1、直线桥的中线复测、直线桥的中线复测ZD73ZD74ZD75ZD76ZD77ZD781234D1D2D3D4D5图6 1直 线 桥 线 路 中 线 复 测 示 意 图观测：桥址位置上所有转点间的水平距离观测：桥址位置上所有转点间的水平距离Di 和相邻边间的水和相邻边间的水平角平角i 。计算：以两端转点（计算：以两端转点（ZD7-3,ZD7-8)的连线为的连线为x轴建立施工坐轴建立施工坐标系，标系，计算各转点的坐标计算各转点的坐标n2：曲线桥的中线复测曲线桥的中线复测n当桥

17、梁位于曲线上时，应对整个曲线进行复测。当桥梁位于曲线上时，应对整个曲线进行复测。n检查切线方向控制桩是否在同一条直线上。如检查切线方向控制桩是否在同一条直线上。如果不在同一条直线上，则应给予改正。果不在同一条直线上，则应给予改正。n重新精确测定线路的转向角。重新精确测定线路的转向角。n重新计算曲线综合要素。重新计算曲线综合要素。n重新标定曲线的起点和终点。重新标定曲线的起点和终点。ZD7-1ZD6-3AZHJD7ZD6-4BZD7-2HZZD6-3ABZHZD6-4JD7ZD7-1ZD7-2HZ图 6曲线桥复测示意图图 6曲线桥控制点测设示意图（1）切线控制桩的复测）切线控制桩的复测 检查切线

18、上的控制桩是否在同一条直线上方法：穿线法、导线法。n（2）转向角复测）转向角复测依据：已确认的切线控制桩；依据：已确认的切线控制桩；方法：方法： 直接测量直接测量测回法测回法 间接测量间接测量导线法导线法如果已确认的切线控制桩中含有交点桩，如果已确认的切线控制桩中含有交点桩，则采用直接测量法则采用直接测量法否则，采用间接测量法，即导线测量法或否则，采用间接测量法，即导线测量法或副交点法。副交点法。n复测转向角与定测转向角不符时处理方法复测转向角与定测转向角不符时处理方法：原则：尽量不改变原设计。原则：尽量不改变原设计。 方法一：利用复测转向角重新计算曲线要素，改变曲线方法一：利用复测转向角重新

19、计算曲线要素，改变曲线起点或终点里程起点或终点里程n桥梁布设在直线始端缓和曲线圆曲线区间内，则曲桥梁布设在直线始端缓和曲线圆曲线区间内，则曲线的线的ZH里程保持与原设计里程不变；里程保持与原设计里程不变；n桥梁布设在圆曲线末端缓和曲线直线区间内，则曲桥梁布设在圆曲线末端缓和曲线直线区间内，则曲线的线的HZ里程保持与原设计里程不变；同时保持各墩台里程保持与原设计里程不变；同时保持各墩台中心设计里程不变。中心设计里程不变。n要使要使ZH或或HZ里程不变，可设断链桩或将距离误差调整里程不变，可设断链桩或将距离误差调整在直线段。在直线段。方法二：调整切线方向，使转向角恢复到原设计值方法二：调整切线方向

20、，使转向角恢复到原设计值n整个桥梁布设在始端缓和曲线圆曲线末端缓和曲整个桥梁布设在始端缓和曲线圆曲线末端缓和曲线区间内，或回头曲线转向角在线区间内，或回头曲线转向角在180180左右时，如果桥左右时，如果桥梁前后相邻曲线没有施工或无重大建筑物，可以调整梁前后相邻曲线没有施工或无重大建筑物，可以调整切线方向，使转向角恢复到原设计值，以保证桥梁原切线方向，使转向角恢复到原设计值，以保证桥梁原设计不变。设计不变。n第九章：桥梁下部结构施工测量第九章：桥梁下部结构施工测量n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。n墩台定位必须满足一定的精度要

21、求，特别是对预制梁桥更是如此。n水中桥墩的基础施工定位时，由于水中桥墩基础的目标处于不稳定状态，在其上无法使测量仪器稳定，一般采用方向交会法；如果墩位在无水或浅水河床上，可用直接定位法；在已稳固的墩台基础上定位，可以采用方向交会法，距离交会法，极坐标法。n一、直线桥的墩台定位一、直线桥的墩台定位n1：直接测距法和光电测距法：直接测距法和光电测距法ADK256+353.242+396.4270#+421.1771#+453.8772#3#+486.5774#BDK256+548.844+511.3274 3 . 1 5 82 4 . 7 5 03 2 . 7 0 03 2 . 7 0 02 4

22、. 7 5 03 7 . 5 1 7图 6 直 线 桥 布 置 示 意 图n2. 2. 前方交会法前方交会法n如果桥墩位置无法直接丈量，也不便于架设反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。光镜时，可采用前方交会法测设墩位。n前方交会法既可用于直线桥的墩台定位测量，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。也可用于曲线桥的墩台定位测量。n用交会法测设墩位，需要在河的两岸布设平面用交会法测设墩位，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。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前方交会法的基

23、本原理:BCP 1APP 2P 3DBAiDCii图 6 前 方 交 会 示 意 图图 6 示 误 三 角 形 示 意 图根据控制点坐标和墩台坐标，反根据控制点坐标和墩台坐标，反算交会放样元素算交会放样元素i、i ，在相应，在相应控制点上安置仪器并后视另一已控制点上安置仪器并后视另一已知控制点，分别测设水平角知控制点，分别测设水平角i、i ，得到两条视线的交点，从而，得到两条视线的交点，从而确定墩台中心的位置。确定墩台中心的位置。n异侧交会异侧交会 同侧交会同侧交会CAiDAiBDC图 6异 侧 交 会 示 意 图图 6同 侧 交 会 示 意 图i i两交会方向线之间的夹角两交会方向线之间的夹

24、角 称为交会角称为交会角墩台中心交会的精度与交会角墩台中心交会的精度与交会角 的大小有关。的大小有关。n交会角的要求交会角的要求：n当置镜点位于桥轴线两侧时，交会角应在当置镜点位于桥轴线两侧时，交会角应在90150之间；之间； 当置镜点位于桥轴线一侧时，交会角应在当置镜点位于桥轴线一侧时，交会角应在60110之间。之间。 在桥梁控制网网形设计和布网时，应充分考虑每个墩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，可根据情况增台中心交会时交会角的大小，必要时，可根据情况增设插如点或精密导线点作为次级控制点。设插如点或精密导线点作为次级控制点。示误三角形示误三角形n通常将三台经纬仪分别通常将三台经纬仪分别安置于三个控制