工程测量课件：桥梁施工测量

工程测量

桥梁施工测量①桥梁控制测量②桥梁墩、台中心定位及轴线测设③桥梁细部放样④桥梁变形监测桥梁施工测量本章内容本章内容桥梁工程中测绘的主要任务勘测设计阶段：需要进行桥渡线长度测量和测绘桥址纵断面图、桥渡位置图、桥址地形图、水下地形图以及水面纵断面图，为优选桥址和进行桥梁设计提供必要而详细的资料；施工过程中：需要根据设计文件，按照规定的精度，将图纸上设计的桥梁墩台及各个细部位置标定于地面，确保建成的桥梁在平面位置、高程和外形尺寸等方面符合设计要求；施工及运行期间：需要定期观测墩台及其上部结构的垂直位移、水平位移和倾斜位移，掌握随时间推移而发生的变形规律，保障桥梁安全。1.桥梁控制测量施工控制网的坐标系统应充分考虑桥梁的形式、跨度及施工精度。一般情况下，考虑到与周边道路的衔接，平面控制网选用国家统一坐标系。大型和特大型桥梁建设中，如果桥址区的平均高程过大或离3°带中央子午线距离过大，其长度投影变形值将会超过允许值，此时宜采用抵偿坐标系。特大型桥梁施工中，尤其是桥面钢构件的施工精度要求很高时（小于5mm），可选用桥轴线坐标系，以桥轴线为x轴，其高程归化投影面为桥面高程面。1.桥梁控制测量1.1桥梁施工平面控制网1.桥梁控制测量-桥梁施工平面控制网布设要求布设要充分考虑桥梁的设计方案、施工方法、施工区及周边地形及环境等要素，首先在桥址地形图上拟定布网方案，再现场踏勘选点，点位应选在施工范围以外，地质条件稳定、视野开阔。图形应尽量简单且具有足够的强度，能以足够的精度放样桥墩桥台。可采用“分级布网，逐级控制”的原则，当主网控制点数量不能满足施工需要时，加设一定数量的插点或插网。为使控制网与桥轴线连接，在河流两岸的桥轴线上应各设一个控制点，控制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控制点上进行交会，以减少横向误差。控制网边长的设计参考跨越河宽，一般在0.5-1.5倍河宽的范围内变动。1.桥梁控制测量-桥梁施工平面控制网布设形式

双三角形具有对角线的四边形双四边形1.桥梁控制测量-桥梁施工平面控制网施测方法芜湖长江大桥GPS控制网的布设图1.桥梁控制测量-桥梁施工高程控制网水准基点数量：一般小桥可只布设一个；在200m以内的大、中桥，宜在两岸各设一个；当桥长超过200m时，由于两岸联测不便，为了在高程变化时易于检查，则每岸至少设置两个；大型桥梁工程中，为方便高程传递，还应在每一个桥台、桥墩附近设立一个临时施工水准点，构成附合水准路线。1.2桥梁施工高程控制网1.桥梁控制测量-桥梁施工高程控制网-水准测量跨河水准测量时，在选定的跨河场地上，两岸的观测点和立尺点应构成对称图形，如平行四边形、等腰梯形。利用两台水准仪分别架设于两岸的I1、I2点，b1、b2点立水准尺。两台水准仪分别观测两水准尺后，得到两组高差，两组高差较差满足要求时，取平均值作为最终结果。布置点位时尽量使I1b2与I2b1相等、I1b1与I2b2相等，每岸短视线的长度为10m~20m。2.桥梁墩、台中心定位及轴线测设直线桥墩、台中心定位2.桥梁墩、台中心定位及轴线测设2.1桥梁墩、台中心定位曲线桥墩、台中心定位2.2桥梁墩、台轴线测设2.桥梁墩、台中心定位及轴线测设直线桥墩、台的纵轴线与线路的中线方向重合，可不另行测设；横轴线测设时可在墩台中心置镜，自线路中线方向测设90°角2.2桥梁墩、台轴线测设2.桥梁墩、台中心定位及轴线测设曲线桥墩、台的纵轴线位于桥梁偏角

的分角线上，测设时，在墩、台中心架设仪器，照准相邻的墩、台中心，测设

/2角即为纵轴线的方向。自纵轴线方向测设90°角，即为横轴线方向3.桥梁细部放样3.桥梁细部放样3.1基础放样3.2高程放样3.3架梁时的测量工作大桥的水中桥墩大桥的梁部结构明挖基础3.桥梁细部放样-基础放样开挖基坑前，首先应测设出基坑的边界线，如坑壁有一定的坡度，则应根据基坑深度及坑壁坡度测设出开挖边界线。边坡桩至墩、台轴线的距离D依下式计算：D=b/2+h×m+l

式中：b—基础的长度或宽度；h—坑底与地面的高差；m—坑壁坡度系数的分母。桩基础3.桥梁细部放样-基础放样基桩位置的放样如图所示，可以墩台纵、横轴线为坐标轴，按设计位置用直角坐标法直接测设，也可根据基桩的坐标依极坐标的方法置仪器于任一控制点进行测设，后者更适合于斜交桥的情况。在基桩施工完成后，承台修筑前，应再次测定其位置以作为竣工资料。墩、台施工中的高程放样，通常都是在墩台附近设立一个施工水准点，根据这个水准点以水准测量方法放样各部分的设计高程。但在基础底部及墩、台的上部，由于高差过大，难于用水准尺直接传递高程时，可用悬挂钢尺的办法传递高程。3.桥梁细部放样-高程放样架梁时的测量工作，主要是测设支座底板的位置，测设时也应先测设出它的纵、横中心线的位置。支座底板的纵、横中心线与墩、台纵横轴线的位置关系是设计图上给出的，因而在墩、台顶部的纵横轴线测设出以后，即可根据它们的相互关系，用钢尺将支座底板的纵、横中心线测设出来。架梁时需要将相邻墩台联系起来，考虑其相关精度，要求中心点间的方向、距离和高差符合设计要求。桥梁中心线方向的测定，在直线部分采用准直法，用经纬仪正倒镜观测，在墩台上刻划出方向线，如果跨距较大（>l00m），应逐墩观测左、右角。3.桥梁细部放样-架梁时的测量工作大跨度钢桁架或连续梁采用悬臂或半悬臂安装架设。安装开始前，应在横梁顶部和底部的中点作出标志，用来测量架梁时钢梁中心线与桥梁中心线的偏差值，在梁的安装过程中，应不断地测量以保证钢梁始终在正确的平面位置上，同时高程位置也应符合设计的大节点挠度和整跨拱度的要求。3.桥梁细部放样-架梁时的测量工作4.桥梁变形监测4.桥梁变形监测4.1桥梁垂直位移观测4.2桥梁水平位移观测4.3桥梁倾斜度观测4.4桥梁挠度观测变形观测的任务：就是定期地观测墩台及上部结构的垂直位移、倾斜和水平位移（包括上部结构的挠曲），掌握其随时间的推移而发生的变形规律。以便在未危及行车安全时，及时采取补救措施。同时，也为以后的设计提供参考数据。垂直位移监测方法几何水准测量三角高程测量液体静力水准测量压力测量法GPS测量4.桥梁变形监测-桥梁垂直位移观测4.1桥梁垂直位移观测观测内容包括两部分：

一部分是水准基点与工作基点联测，这称为基准点观测；另一部分是根据工作基点测定观测点的垂直位移，称为观测点观测。基准点观测，当桥长在300m以下时，可用三等水准测量的精度施测，在300m以上时，用二等水准的精度施测；当桥长在1000m以上时，则用一等水准测量的精度施测。基准点的水准路线必须构成环线。4.桥梁变形监测-桥梁垂直位移观测4.1桥梁垂直位移观测4.桥梁变形监测-桥梁水平位移观测水平位移监测方法三角测量法交会法导线测量法基准线法测小角法测量机器人监测GPS监测4.2桥梁水平位移观测水平位移观测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、测小角法等测定桥墩台的横向位移，而纵向位移可用高精度测距仪直接测定；对于曲线桥梁，一般采用极坐标法、前方交会法、导线测量法等，将观测点不同周期测定的坐标之差投影到桥梁纵、横方向线上，即可获得纵、横向位移量。4.桥梁变形监测-桥梁水平位移观测4.2桥梁水平位移观测4.桥梁变形监测-倾斜度观测4.3桥梁倾斜度观测桥墩上的A、B两点位于同一竖直线上，墩柱高为h，若墩柱倾斜时，A点相对于B点沿水平方向偏离某一距离a，则该墩柱的倾斜度为：垂直度或倾斜度观测一般是在模板上、下口的立面上相同的位置各设一个监测标志，其高差为h，然后用经纬仪或全站仪测量两个标志的偏离值，便可计算其倾斜度。有时也可利用全站仪测出模板上口标志的平面坐标，与设计坐标进行比较得出实际的偏斜方向和偏斜距离。桥墩倾斜度测定最简单的方法是悬挂锤球，根据其偏差值可直接确定其倾斜度，但该方法有时受各种因素的影响无法实施。因此为了确定墩柱倾斜度，必须测出a的数值。将经纬仪安置在离墩柱较远的地方（距离最好在1.5倍h以上），将墩柱顶部的A'投影到B点的水平面内，再通过量距即可得到a的值。4.桥梁变形监测-倾斜度观测4.桥梁变形监测-桥梁挠度观测4.4桥梁挠度观测

桥梁建成后，由于承受外界荷载作用，必然会产生挠曲变形。桥梁挠度观测分为静荷载挠度观测和动荷载挠度观测。前者指测定桥梁自重和构件安装误差引起的桥梁的下垂量，后者指测定在车辆通过时的重量和冲量作用下桥梁产生的挠曲变形。挠度观测通常是在桥面上布设一系列观测点，利用基准点观测各测点在加载前和加载后的高程差，或定期对各测点进行高程测量以求得其高程变化，进而计算挠度变化。精密水准法全站仪观测法GPS观测法液体静力水准观测法专用挠度仪观测法【思考题】1.桥梁控制网的布设有何特点？布设时有哪些注意事项？2.如何实施跨河水准测量？3.桥梁墩台中心及轴线测设时，可以使用哪些测设方法？4.桥梁的变形监测包括哪些内容？应如何进行？5.在图中，A、B、C、D为桥梁施工控制网点，其中A、B位于桥轴线上，P1、P2、P