桥梁施工测量基本内容及测量方法

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国金金门门大大桥桥日本本明明石石大大桥桥3.下部部结结构构桥梁梁的的下下部部结结构构通通常常就就由由支座座、墩台台、基础础三个个部部分分组组成成。。上、、下下部部结结构构之之间间保保证证力力的的作作用用位位置置明明确确并并且且连连接接牢牢固固的的支支点点构构造造，，叫叫做做支支座座。。（（活活动动支支座座、、固固定定支支座座））桥墩墩与与桥桥台台一一般般用用石石砌砌筑筑或或混混凝凝土土灌灌筑筑而而成成，，在在旱旱地地上上有有时时可可用用钢钢做做成成承受受墩墩台台底底部部压压力力的的土土壤壤或或岩岩石石叫叫做做地地基基。。测绘绘范范围围一般般应应满满足足设设计计桥桥梁梁孔孔径径、、桥桥头头路路堤堤和和导导流流建建筑筑物物和和施施工工场场地地的的需需要要，，个个别别情情况况下下应应满满足足水水工工模模型型试试验验之之用用。。测绘内容测绘地形、地地物、地貌、、线路导线、、中线、既有有线中线、桥桥梁和导流建建筑物平面、、桥头控制桩桩、水准基点点、农田分类类及边界、历历史最高洪水水泛滥线、水水流方向等。。桥址选线测量量桥址平面地形形测绘测量方法陆上地形测量量水下地形（（直接法、简简易断面索法法、迂回测深深法、三船并并进法、悬空空断面索，绞绞索拉船））绘制桥址平面面地形图桥址平面地形形图一般为比比例尺1∶500～1∶50001．测绘范围两岸应测宽度度根据路肩高高程而定，以以满足在图上上足够布置全全部桥孔及导导流堤的需要要为原则，包包括导流堤在在桥址中线上上的投影长度度，并能设计计桥头填土。。如桥址纵断面面兼作水文断断面，并用以以进行流量计计算，则应测测至岸边高出出最高水位或或设计水位至至少1.0m，泛滥很宽的的河流应视具具体情况而定定，但必须满满足流量计算算的要求。如两岸或一岸岸为山地时（（包括高架桥桥），以在图图上能正确决决定桥址及台台尾附属工程程为原则。特大桥及大中中桥两岸应埋埋设桥址控制制桩作为桥址址定测和施工工复测的依据据，其位置不不受洪水淹没没，必要时应应设立护桩或或中线方向桩桩。桥址纵断面及及辅助断面测测量桥址纵断面2．测量方法及及精度尽量在线路路中线测量量，按要求求一次完成成。如线路路中线加桩桩不足，可可根据中线线桩在地形形变化处加加密。测点点距离：在在山区不得得大于5m，平坦地地区不得得大于20～40m。加桩高高程施测测误差不不得大于于±0.1m。3．绘制桥桥址纵断断面图绘制桥址址纵断面面图测绘绘比例尺尺为1∶200～1∶500，特长桥桥可采用用1∶1000。桥梁施工工控制测测量对于水中中不能直直接测设设的桥梁梁或水面面较宽且且有高墩墩、大跨跨、深水水基础或或基础施施工难度度较大，，梁部结结构类型型复杂的的特大桥桥和大桥桥，需要要建立施施工平面面控制网网。为了合理理地拟定定桥梁施施工平面面控制测测量的布布网方案案和观测测方案，，保证墩台台中心的的定位精精度，必须预预先估算算桥轴线线长度测测定的必必要精度度。一、桥梁梁施工平平面控制制测量1.桥梁施工工平面控控制网网网形布设设在满足桥桥轴线长长度测定定和墩台台中心定定位精度度的前提提下，力力求图形简单单并具有足够的强强度，以减少少外业观观测工作作和内业业计算工工作。根据桥梁梁的大小小、精度度要求和和地形条条件，桥桥梁施工工平面控控制网的的网形布布设有以以下几种种形式。。双三角形形大大地四四边形双大地地四边边形加加强强型大大地四四边形形大地四四边形形加三三角形形2.桥梁施施工平平面控控制测测量的的角度度观测测水平角角观测测要求求：开测前前应对对所测测角仪仪器进进行检检验和和校正正。作业过过程中中，仪仪器2C绝对值DJ1型仪器不得得超过20″；DJ2型仪器不得得超过30″水平角观测测测回数应应符合规定定各测回的零零方向读数数应均匀分分布在度盘盘和测微器器的不同位位置上。方法：铟钢钢基线尺，，光电测距距3.桥梁施工平平面控制网网的距离观观测用光电电测距距仪或或全站站仪测测量平平面控控制网网边长长时，，外界界环境境条件件应符符合下下列要要求：：注意减减弱大大气折折光和和旁折折光的的影响响；测线及及两端端的延延线上上，不不得有有任何何其它它发光光物体体或反反光的的物体体，以以免引引起反反射信信号混混乱；；测站应应设在在电磁磁场影影响的的范围围以外外；光电测测距边边的测测回数数及往往返测测次数数，应应符合合规定定。光电测测距限限差，，应符符合规规定。。距离观观测的的限差差与数数据处处理：：光电测测距边边，必必须加加入气气象、、加乘乘常数数、周周期误误差改改正，，然后后化算算为水水平距距离水平距距离应应归算算至墩墩顶（（或轨轨底））平均均高程程面上上。设设仪器器与棱棱镜横横轴的的平均均高程程为H1，墩顶顶（或或轨底底）的的平均均高程程为H2，地地球球平平均均曲曲率率半半径径为为R，则则归归算算长长度度DH为测距距精精度度评评定定设某某条条边边长长进进行行了了n次对对向向观观测测，，第第i次对对向向观观测测的的差差值值为为di，则则一一次次观观测测的的中中误误差差为为：：对向向观观测测平平均均值值的的中中误误差差为为：：4.桥梁梁施施工工平平面面控控制制测测量量内内业业计计算算施工工平平面面控控制制网网通通常常采采用用独独立立的的坐坐标标系系；；直线桥以以桥轴线线两控制制桩中里里程较小小的一个个为坐标标原点，，以桥轴轴线按里里程增加加方向为为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，，并计算单位权中误差差、桥轴线及最弱弱边边长中误误差。对于边角网网或测边网，，不应大于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。二、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。水准测量的的等级和精精度应满足足相关要求求每公里水准准测量高差差中数的偶偶然中误差差按下式计计算：桥梁定位资资料计算直线桥墩台台中心坐标标计算直线桥的墩墩台中心位位于桥轴线线上，且桥桥轴线和线线路中线完完全重合。。xi=DKi-DKAyi=0设桥轴线控控制点A为施施工工坐坐标标系系的的原原点点，，其其里里程程为为DKA，x轴与与桥桥轴轴线线重重合合，，且且指指向向里里程程增增加加方方向向，，第第i号墩墩的的里里程程为为DKi，则则该该墩墩中中心心的的坐坐标标xi、yi为yx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、直线桥的的墩台定位直接量距法光电测距或或直接丈量量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，可采采用前方交会法测设墩位。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，得得到到两两条条视视线线的的交交点点，，从从而而确确定定墩墩台台中中心心的的位位置置。。αiβi异侧侧交交会会同同侧侧交交会会两交交会会方方向向线线之之间间的的夹夹角角γ称为为交会会角角墩台台中中心心交交会会的的精精度度与与交交会会角角γ的大大小小有有关关。。交会会角角的的要要求求：当置置镜镜点点位位于于桥桥轴轴线线两两侧侧时时，，交交会会角角应应在在90°°~150°°之间间；；当置置镜镜点点位位于于桥桥轴轴线线一一侧侧时时，，交交会会角角应应在在60°°~110°°之间间。。在桥桥梁梁控控制制网网网网形形设设计计和和布布网网时时，，应应充充分分考考虑虑每每个个墩墩台台中中心心交交会会时时交交会会角角的的大大小小，，必必要要时时，，可可根根据据情情况况增增设设插插点点或或精精密密导导线线点点作作为为次次级级控控制制点点。。测设设数数据据计计算算为了了便便于于作作业业，，应应根根据据控控制制点点的的坐坐标标和和墩墩台台中中心心的的坐坐标标，，计计算算测测设设数数据据并并将将其其编编制制成成表表。。墩台台定定位位测测设设数数据据主主要要包包括括：：置置镜镜点点、、墩墩台台或或控控制制点点编编号号、、坐坐标标方方位位角角、、边边长长等等。。以下下格格式式更更简简洁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现场场测测设设在控控制制点点D安置置仪仪器器，，后后视视控控制制点点A，将将度度盘盘安安置置为为αDA;根据据测测设设数数据据表表,转动动照照准准部部至至度度盘盘读读数数为为αDi得到到D-i方向向；；同样样方方法法得得到到C-i方向向，，两两条条视视线线的的交交点点处处打打桩桩，，钉钉设设出出i号墩墩台台中中心心位位置置;在桥桥轴轴线线上上检检查查各各墩墩台台位位置置。。示误误三三角角形形通常常将将三三台台经经纬纬仪仪分分别别安安置置于于三三个个控控制制点点上上，，用用三三条条方方向向线线同同时时交交会会。。理论论上上三三条条方方向向线线应应交交于于一一点点，，而而实实际际上上由由于于控控制制点点误误差差和和交交会会测测设设误误差差的的共共同同的的影影响响，，三三条条方方向向线线一一般般不不会会交交于于一一点点，，而而是是形形成成一一个个小小三三角角形形，，该该三三角角形形的的大大小小反反映映交交会会的的精精度度，，故故称称其其为为示误误三三角角形形。交会会限限差差及及墩墩台台中中心心的的确确定定示误误三三角角形形的的最最大大边边长长或或两两交交会会方方向向与与桥桥中中线线交交点点间间的的长长度度，，在在墩墩台台下下部部（（承承台台、、墩墩身身））不不应应大大于于25mm，在在墩墩台台上上部部（（托托盘盘、、顶顶帽帽、、垫垫石石））不不应应大大于于15mm。若交交会会的的一一个个方方向向为为桥桥轴轴线线，，则则以以其其它它两两个个方方向向线线的的交交会会点点P1投影在桥桥轴线上上的P点作为墩墩台中心心。交会方向向中不含含桥轴线线方向时时，示误误三角形形的边长长不应大大于30mm，并以示误三角形形的重心作为桥墩台台中心。二、墩台纵纵横轴线测测设墩台纵横轴轴线是确定定墩、台方方向的依据据，也是墩墩、台施工工中细部放放样的依据据。直线桥各个个墩台的纵轴轴线与桥轴线重合，可根根据桥轴线线控制桩测测设；直线桥的横横轴线不一一定与纵轴轴线垂直，，两者夹角角根据设计计文件确定定，可将经经纬仪安置置于墩台中中心，后视视桥轴线控控制桩定向向，测设规规定的角度度得到墩台台横轴线方方向。A桥梁竣工测测量墩台施工完完成以后架架梁以前，，应进行墩台的竣工工测量。对于隐蔽蔽在竣工后后无法测绘绘的工程，，如桥梁墩墩台的基础础等，必须须在施工过过程中随时时测绘和记记录，做为为竣工资料料的一部分分。桥梁架设完完成后还要要对全桥进进行全面测测量。一、桥梁竣竣工测量的的目的测定建成后后墩台的实实际情况；；检查是否符符合设计要要求；为架梁提供供依据；为运营期间间桥梁监测测提供基本本资料。测定墩台中中心、纵横横轴线及跨跨距；二、桥梁竣竣工测量的的内容丈量墩台各各部尺寸；；测定墩帽和和支承垫石石的高程；；测定桥中线线、纵横坡坡度；根据测量结结果编绘墩墩台中心距距表、墩顶顶水准点和和垫石高程程表、墩台台竣工平面面图、桥梁梁竣工平面面图等；如果运营期期间要对墩墩台进行变变形观测，，则应对两两岸水准点点及各墩顶顶的水准标标以不低于于二等水准准测量的精精度联测。。桥梁变形桥梁施工和和运营期的的变形监测测概述述静态变形:变形观测的的结果只表表示在某一一期间内的的变形值。。如墩台台变形。。动态变形:在外力影响响下而产生生的某个时时刻的瞬时时变形。。如挠度变变形。墩台垂直位位移观测墩台水平位位移观测桥梁变形观测方法大地控制测测量方法又称常规地地面测量方方法，是是变形观测测的主要手手段。特殊测量方方法，包括倾斜斜测量和激激光准直测测量地面立体摄摄影测量方方法GPS动态监测方方法桥梁变形分分析：归纳出桥梁梁变形的过过程、变形形的规律和和幅度，分分析变形的的原因，判判断变形是是否异常。。1.垂直位移监监测网基准点应尽量选在在桥梁承压压区之外，，但又不宜宜离桥梁墩墩台太远，，以免加大大实测工作作量及增大大测量的累累积误差，，一般来说说，以不远远于桥梁墩墩台lkm～2km为宜。工作基点一般选在桥桥台上，以以便于观测测布设在桥桥梁墩上的的观测点，，测定各桥桥墩相对于于桥台的变变形。观测点的布设应遵遵循既要均均匀又要有有重点的原原则。垂直位移观观测2.垂直位移观观测垂直位移观观测是定期期地测量布布设在桥墩墩台上的观观测点相对对于基准点点的高差，，求得观测点点的高程，利用不同同时期观测测点的高程程求出墩台台的垂直位位移值。基准点观测测应每年定期期进行一次次或二次，，各次观测测的条件应应尽可能相相同，以减减少外界条条件对成果果的影响。。水准测量量应执行的的等级，依依据变形观观测的精度度要求而定定。一般般大大型型桥桥梁梁应应按按一一等等水水准准测测量量施施测测。观测测点点观观测测包括括引引桥桥观观测测点点观观测测和和水水中中桥桥墩墩观观测测点点的的观观测测，，由由于于引引桥桥观观测测点点是是在在岸岸上上，，其其施施测测方方法法可可参参照照工工作作基基点点的的施施测测方方法法进进行行。。水水中中观观测测点点观观测测的的线线路路方方案案从从一一个个墩墩到到另另一一个个墩墩的的观观测测，，可可以以采采用用跨河河水水准准测测量量或跨跨墩墩水水准准测测量量。。跨河河水水准准测测量量：：当跨跨河河距距离离大大于于200m时，，宜宜采采用用过过河河水水准准法法连连测测两两岸岸的的水水准准点点。。跨跨河河点点间间的的距距离离小小于于800m时，，可可采采用用三三等等水水准准，，大大于于800m时则则采采用用二二等等水水准准进进行行测测量量。。跨河河水水准准测测量量的的地地点点应应尽尽量量选选择择在在桥桥渡渡附附近近河河宽宽最最窄窄处处，，两两岸岸测测站站点点和和立立尺尺点点可可布布成成对对称称图图形形。。图图中中1，2为测测站站点点，，A，B为立立尺尺点点，，1与A和2与B距离离尽尽量量相相等等，，并并使使距距离离大大于于10m，观观测测时时，，视视线线距距水水面面的的高高度度宜宜大大于于3m。跨河河水水准准测测量量视视线线较较长长，，读读数数困困难难，，在在水水准准尺尺上上安安装装一一块块可可以以沿沿尺尺上上下下移移动动的的觇觇板板,觇板板用用铝铝或或金金属属或或有有机机玻玻璃璃制制造造，，背背面面设设有有夹夹具具，，可可沿沿水水准准标标尺尺面面滑滑动动，，并并能能用用固固定定螺螺丝丝控控制制，，将将觇觇板板固固定定于于标标尺尺任任一一位位置置；；觇觇板板中中央央开开一一小小窗窗，，小小窗窗中中央央安安一一水水平平指指标标线线。。由由观观测测者者指指挥挥立立尺尺员员上上下下移移动动觇觇板板，，使使觇觇板板上上的的水水平平指指标标线线落落在在水水准准仪仪十十字字丝丝横横丝丝上上，，立立尺尺员员在在水水准准尺尺上上读读取取标标尺尺读读数数。。1.水平位移监测测工作基点测测定测定相对位移移时，工作基基点一般处于于桥台上或附附近不远处，，很难保证稳稳定不动，所所以要定期测测定工作基点点的位移，以以改正观测点点测定的结果果。工作基点点位移可按如如下方法测定定：（1）边角网（