第十二章 橋梁施工測(cè)量

橋梁施工測(cè)量1/62

根據(jù)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)，按照要求精度，將圖紙上設(shè)計(jì)橋梁墩臺(tái)位置標(biāo)定于地面，據(jù)此指導(dǎo)施工，確保建成橋梁在平面位置、高程位置和外形尺寸等方面均符合設(shè)計(jì)要求。橋梁施工測(cè)量基本任務(wù)2/62

橋梁構(gòu)造基本知識(shí)1.橋梁基本術(shù)語

荷載：橋梁所承受重力（豎直）或外力（豎直或水平）承重構(gòu)造：起承受重力作用部分上部構(gòu)造：橋面與承重構(gòu)造統(tǒng)稱，也稱作跨越構(gòu)造或橋跨構(gòu)造橋墩：支撐承重構(gòu)造支承物，岸邊支承物兼擋墻稱作橋臺(tái)。下部構(gòu)造：橋墩與橋臺(tái)統(tǒng)稱，也稱作支承構(gòu)造。橋軸線：橋渡中心線，橋軸線兩岸控制樁距離稱為橋軸線長(zhǎng)度3/622.上部構(gòu)造承重構(gòu)造是梁，主梁能夠用鋼（鋼板梁、鋼箱梁、銅街梁）、鋼筋混凝土（跨度不大時(shí)）或預(yù)應(yīng)力混凝土做成。承重構(gòu)造是拱叫做主拱（多于一片拱時(shí)稱拱肋）；承重構(gòu)造是懸索叫做主索或大纜。橋面設(shè)在承重構(gòu)造上方叫做上承式橋。橋面設(shè)在承重構(gòu)造下方叫做下承式橋。

4/625/62南京長(zhǎng)江大橋武漢長(zhǎng)江大橋6/62鄭州黃河大橋7/62鄭州黃河二橋8/62杭州灣大橋9/62渤海灣大橋10/62美國金門大橋11/62日本明石大橋12/6213/6214/623.下部構(gòu)造

橋梁下部構(gòu)造一般就由支座、墩臺(tái)、基礎(chǔ)三個(gè)部分組成。上、下部構(gòu)造之間確保力作用位置明確并且連接牢靠支點(diǎn)構(gòu)造，叫做支座。（活動(dòng)支座、固定支座）橋墩與橋臺(tái)一般用石砌筑或混凝土灌筑而成，在旱地上有時(shí)可用鋼做成承受墩臺(tái)底部壓力土壤或巖石叫做地基。15/62測(cè)繪范圍

一般應(yīng)滿足設(shè)計(jì)橋梁孔徑、橋頭路堤和導(dǎo)流建筑物和施工場(chǎng)地需要，個(gè)別情況下應(yīng)滿足水工模型試驗(yàn)之用。測(cè)繪內(nèi)容

測(cè)繪地形、地物、地貌、線路導(dǎo)線、中線、現(xiàn)有線中線、橋梁和導(dǎo)流建筑物平面、橋頭控制樁、水準(zhǔn)基點(diǎn)、農(nóng)田分類及邊界、歷史最高洪水泛濫線、水流方向等。

橋址選線測(cè)量

橋址平面地形測(cè)繪

16/62測(cè)量辦法

陸上地形測(cè)量水下地形（直接法、簡(jiǎn)易斷面索法、迂回測(cè)深法、三船并進(jìn)法、懸空斷面索，絞索拉船）繪制橋址平面地形圖

橋址平面地形圖一般為百分比尺1∶500～1∶500017/621．測(cè)繪范圍兩岸應(yīng)測(cè)寬度根據(jù)路肩高程而定，以滿足在圖上足夠布置所有橋孔及導(dǎo)流堤需要為標(biāo)準(zhǔn)，包括導(dǎo)流堤在橋址中線上投影長(zhǎng)度，并能設(shè)計(jì)橋頭填土。如橋址縱斷面兼作水文斷面，并用以進(jìn)行流量計(jì)算，則應(yīng)測(cè)至岸邊高出最高水位或設(shè)計(jì)水位最少1.0

m，泛濫很寬河流應(yīng)視詳細(xì)情況而定，但必須滿足流量計(jì)算要求。如兩岸或一岸為山地時(shí)（包括高架橋），以在圖上能正確決定橋址及臺(tái)尾從屬工程為標(biāo)準(zhǔn)。特大橋及大中橋兩岸應(yīng)埋設(shè)橋址控制樁作為橋址定測(cè)和施工復(fù)測(cè)根據(jù)，其位置不受洪水淹沒，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置護(hù)樁或中線方向樁。橋址縱斷面及輔助斷面測(cè)量

橋址縱斷面18/622．測(cè)量辦法及精度

盡可能在線路中線測(cè)量，按要求一次完成。如線路中線加樁不足，可根據(jù)中線樁在地形變化處加密。測(cè)點(diǎn)距離：在山區(qū)不得大于5m，平坦地域不得大于20～40m。加樁高程施測(cè)誤差不得大于±0.1m。

3．繪制橋址縱斷面圖繪制橋址縱斷面圖測(cè)繪百分比尺為1∶200～1∶500，專長(zhǎng)橋可采取1∶1000。19/62橋梁施工控制測(cè)量對(duì)于水中不能直接測(cè)設(shè)橋梁或水面較寬且有高墩、大跨、深水基礎(chǔ)或基礎(chǔ)施工難度較大，梁部構(gòu)造類型復(fù)雜特大橋和大橋，需要建立施工平面控制網(wǎng)。為了合理地確定橋梁施工平面控制測(cè)量布網(wǎng)方案和觀測(cè)方案，確保墩臺(tái)中心定位精度，必須預(yù)先估算橋軸線長(zhǎng)度測(cè)定必要精度。20/62一、橋梁施工平面控制測(cè)量1.橋梁施工平面控制網(wǎng)網(wǎng)形布設(shè)

在滿足橋軸線長(zhǎng)度測(cè)定和墩臺(tái)中心定位精度前提下，力求圖形簡(jiǎn)單并具有足夠強(qiáng)度，以減少外業(yè)觀測(cè)工作和內(nèi)業(yè)計(jì)算工作。

根據(jù)橋梁大小、精度要求和地形條件，橋梁施工平面控制網(wǎng)網(wǎng)形布設(shè)有下列幾個(gè)形式。21/62

雙三角形大地四邊形22/62

雙大地四邊形加強(qiáng)型大地四邊形23/62大地四邊形加三角形24/622.橋梁施工平面控制測(cè)量角度觀測(cè)水平角觀測(cè)要求：開測(cè)前應(yīng)對(duì)所測(cè)角儀器進(jìn)行檢查和校正。

作業(yè)過程中，儀器2C絕對(duì)值DJ1型儀器不得超出20″；DJ2型儀器不得超出30″

水平角觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)應(yīng)符合要求

各測(cè)回零方向讀數(shù)應(yīng)均勻分布在度盤和測(cè)微器不一樣位置上。25/62辦法：銦鋼基線尺，光電測(cè)距3.橋梁施工平面控制網(wǎng)距離觀測(cè)用光電測(cè)距儀或全站儀測(cè)量平面控制網(wǎng)邊長(zhǎng)時(shí)，外界環(huán)境條件應(yīng)符合下列要求：注意削弱大氣折光和旁折光影響；測(cè)線及兩端延線上，不得有任何其他發(fā)光物體或反光物體，以免引發(fā)反射信號(hào)混亂；測(cè)站應(yīng)設(shè)在電磁場(chǎng)影響范圍以外；光電測(cè)距邊測(cè)回?cái)?shù)及來回測(cè)次數(shù)，應(yīng)符合要求。26/62光電測(cè)距限差，應(yīng)符合要求。距離觀測(cè)限差與數(shù)據(jù)處理：光電測(cè)距邊，必須加入氣象、加乘常數(shù)、周期誤差改正，然后化算為水平距離水平距離應(yīng)歸算至墩頂（或軌底）平均高程面上。設(shè)儀器與棱鏡橫軸平均高程為H1，墩頂（或軌底）平均高程為H2，地球平均曲率半徑為R，則歸算長(zhǎng)度DH為27/62測(cè)距精度評(píng)定設(shè)某條邊長(zhǎng)進(jìn)行了n次對(duì)向觀測(cè)，第i次對(duì)向觀測(cè)差值為di，則一次觀測(cè)中誤差為：

對(duì)向觀測(cè)平均值中誤差為：28/624.橋梁施工平面控制測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算施工平面控制網(wǎng)一般采取獨(dú)立坐標(biāo)系；

直線橋以橋軸線兩控制樁中里程較小一種為坐標(biāo)原點(diǎn)，以橋軸線按里程增加方向?yàn)閤軸正向建立測(cè)量坐標(biāo)系；曲線橋一般以曲線起點(diǎn)ZH或始切線上轉(zhuǎn)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以始切線指向JD方向?yàn)閤軸正向建立測(cè)量坐標(biāo)系；也能夠橋軸線控制點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，以該點(diǎn)處曲線切線方向?yàn)閤軸，以線路前進(jìn)方向?yàn)閤軸正向建立測(cè)量坐標(biāo)系。29/6230/62橋梁施工平面控制網(wǎng)按方向或角度，用條件平差或間接平差辦法進(jìn)行嚴(yán)密平差。

平差計(jì)算完成后，應(yīng)對(duì)網(wǎng)中所有幾何條件（或附合條件）進(jìn)行檢算，并計(jì)算單位權(quán)中誤差、橋軸線及最弱邊邊長(zhǎng)中誤差。對(duì)于邊角網(wǎng)或測(cè)邊網(wǎng)，不應(yīng)大于10mm；對(duì)于以基線為基礎(chǔ)測(cè)角網(wǎng)，不應(yīng)大于原估算橋軸線及最弱邊邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差。31/62二、橋梁施工高程控制測(cè)量各水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)沿橋軸線兩側(cè)以400m左右間距均勻布設(shè)，并組成連續(xù)水準(zhǔn)環(huán)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)與相鄰線路水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，以確保橋梁與相鄰線路在高程位置上正確銜接。水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)、精度、限差應(yīng)符合對(duì)應(yīng)要求。為了便于施工放樣，可根據(jù)實(shí)際需要在施工地點(diǎn)附近設(shè)置若干個(gè)施工水準(zhǔn)點(diǎn)。32/62水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)標(biāo)石施工水準(zhǔn)點(diǎn)高程必須定期檢測(cè)。水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)和精度應(yīng)滿足有關(guān)要求每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)偶爾中誤差按下式計(jì)算：33/62橋梁定位資料計(jì)算直線橋墩臺(tái)中心坐標(biāo)計(jì)算

直線橋墩臺(tái)中心位于橋軸線上，且橋軸線和線路中線完全重合。

xi=DKi-DKA

yi=0

設(shè)橋軸線控制點(diǎn)A為施工坐標(biāo)系原點(diǎn)，其里程為DKA，x軸與橋軸線重合，且指向里程增加方向，第i號(hào)墩里程為DKi，則該墩中心坐標(biāo)xi、yi為34/62yx35/62墩臺(tái)定位及縱橫軸線測(cè)設(shè)

橋梁施工測(cè)量中，主要工作是精確地測(cè)設(shè)出橋梁墩、臺(tái)中心位置，即所謂墩、臺(tái)中心定位，簡(jiǎn)稱墩臺(tái)定位。

墩臺(tái)定位必須滿足一定精度要求，尤其是對(duì)預(yù)制梁橋更是如此。36/62一、直線橋墩臺(tái)定位直接量距法光電測(cè)距或直接丈量37/62

2.前方交會(huì)法假如橋墩位置無法直接丈量，也不便于架設(shè)反光鏡時(shí)，可采取前方交會(huì)法測(cè)設(shè)墩位。前方交會(huì)法既可用于直線橋墩臺(tái)定位測(cè)量，也可用于曲線橋墩臺(tái)定位測(cè)量。用交會(huì)法測(cè)設(shè)墩位，需要在河兩岸布設(shè)平面控制網(wǎng)，如導(dǎo)線、三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)等。38/62

前方交會(huì)法基本原理:根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)和墩臺(tái)坐標(biāo)，反算交會(huì)放樣元素αi、βi，在對(duì)應(yīng)控制點(diǎn)上安頓儀器并后視另一已知控制點(diǎn)，分別測(cè)設(shè)水平角αi、βi，得到兩條視線交點(diǎn)，從而確定墩臺(tái)中心位置。39/62αi

βi異側(cè)交會(huì)同側(cè)交會(huì)兩交會(huì)方向線之間夾角γ稱為交會(huì)角墩臺(tái)中心交會(huì)精度與交會(huì)角γ大小有關(guān)。40/62

交會(huì)角要求：當(dāng)置鏡點(diǎn)位于橋軸線兩側(cè)時(shí)，交會(huì)角應(yīng)在90°~150°之間；當(dāng)置鏡點(diǎn)位于橋軸線一側(cè)時(shí)，交會(huì)角應(yīng)在60°~110°之間。在橋梁控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì)和布網(wǎng)時(shí)，應(yīng)充足考慮每個(gè)墩臺(tái)中心交會(huì)時(shí)交會(huì)角大小，必要時(shí)，可根據(jù)情況增設(shè)插點(diǎn)或精密導(dǎo)線點(diǎn)作為次級(jí)控制點(diǎn)。41/62測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)計(jì)算為了便于作業(yè)，應(yīng)根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)和墩臺(tái)中心坐標(biāo)，計(jì)算測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)并將其編制成表。墩臺(tái)定位測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)主要包括：置鏡點(diǎn)、墩臺(tái)或控制點(diǎn)編號(hào)、坐標(biāo)方位角、邊長(zhǎng)等。下列格式更簡(jiǎn)潔42/62置鏡點(diǎn)控制點(diǎn)邊長(zhǎng)坐標(biāo)方位角°′″墩臺(tái)號(hào)邊長(zhǎng)坐標(biāo)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#143.9781395554.143/62現(xiàn)場(chǎng)測(cè)設(shè)在控制點(diǎn)D安頓儀器，后視控制點(diǎn)A，將度盤安頓為αDA;根據(jù)測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)表,轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部至度盤讀數(shù)為αDi得到D-i方向；同樣辦法得到C-i方向，兩條視線交點(diǎn)處打樁，釘設(shè)出i號(hào)墩臺(tái)中心位置;在橋軸線上檢查各墩臺(tái)位置。44/62示誤三角形一般將三臺(tái)經(jīng)緯儀分別安頓于三個(gè)控制點(diǎn)上，用三條方向線同步交會(huì)。理論上三條方向線應(yīng)交于一點(diǎn)，而事實(shí)上由于控制點(diǎn)誤差和交會(huì)測(cè)設(shè)誤差共同影響，三條方向線一般不會(huì)交于一點(diǎn)，而是形成一種小三角形，該三角形大小反應(yīng)交會(huì)精度，故稱其為示誤三角形。45/62交會(huì)限差及墩臺(tái)中心確定示誤三角形最大邊長(zhǎng)或兩交會(huì)方向與橋中線交點(diǎn)間長(zhǎng)度，在墩臺(tái)下部（承臺(tái)、墩身）不應(yīng)大于25mm，在墩臺(tái)上部（托盤、頂帽、墊石）不應(yīng)大于15mm。若交會(huì)一種方向?yàn)闃蜉S線，則以其他兩個(gè)方向線交會(huì)點(diǎn)P1投影在橋軸線上P點(diǎn)作為墩臺(tái)中心。交會(huì)方向中不含橋軸線方向時(shí)，示誤三角形邊長(zhǎng)不應(yīng)大于30mm，并以示誤三角形重心作為橋墩臺(tái)中心。46/6247/62二、墩臺(tái)縱橫軸線測(cè)設(shè)墩臺(tái)縱橫軸線是確定墩、臺(tái)方向根據(jù)，也是墩、臺(tái)施工中細(xì)部放樣根據(jù)。直線橋各個(gè)墩臺(tái)縱軸線與橋軸線重合，可根據(jù)橋軸線控制樁測(cè)設(shè)；直線橋橫軸線不一定與縱軸線垂直，二者夾角根據(jù)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)確定，可將經(jīng)緯儀安頓于墩臺(tái)中心，后視橋軸線控制樁定向，測(cè)設(shè)要求角度得到墩臺(tái)橫軸線方向。48/62A49/62橋梁完工測(cè)量

墩臺(tái)施工完成后來架梁此前，應(yīng)進(jìn)行墩臺(tái)完工測(cè)量。對(duì)于隱蔽在完工后無法測(cè)繪工程，如橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)等，必須在施工過程中隨時(shí)測(cè)繪和統(tǒng)計(jì)，做為完工資料一部分。橋梁架設(shè)完成后還要對(duì)全橋進(jìn)行全面測(cè)量。

50/62一、橋梁完工測(cè)量目標(biāo)測(cè)定建成后墩臺(tái)實(shí)際情況；檢查是否符合設(shè)計(jì)要求；為架梁提供根據(jù)；為運(yùn)行期間橋梁監(jiān)測(cè)提供基本資料。51/62測(cè)定墩臺(tái)中心、縱橫軸線及跨距；二、橋梁完工測(cè)量?jī)?nèi)容丈量墩臺(tái)各部尺寸；測(cè)定墩帽和支承墊石高程；測(cè)定橋中線、縱橫坡度；根據(jù)測(cè)量成果編繪墩臺(tái)中心距表、墩頂水準(zhǔn)點(diǎn)和墊石高程表、墩臺(tái)完工平面圖、橋梁完工平面圖等；假如運(yùn)行期間要對(duì)墩臺(tái)進(jìn)行變形觀測(cè)，則應(yīng)對(duì)兩岸水準(zhǔn)點(diǎn)及各墩頂水準(zhǔn)標(biāo)以不低于二等水準(zhǔn)測(cè)量精度聯(lián)測(cè)。52/62橋梁變形

橋梁施工和運(yùn)行期變形監(jiān)測(cè)

概述靜態(tài)變形:

變形觀測(cè)成果只表達(dá)在某一期間內(nèi)變形值。如墩臺(tái)變形。動(dòng)態(tài)變形:

在外力影響下而產(chǎn)生某個(gè)時(shí)刻瞬時(shí)變形。如撓度變形。

墩臺(tái)垂直位移觀測(cè)

墩臺(tái)水平位移觀測(cè)

53/62橋梁變形觀測(cè)辦法

大地控制測(cè)量辦法又稱常規(guī)地面測(cè)量辦法，是變形觀測(cè)主要伎倆。

特殊測(cè)量辦法，包括傾斜測(cè)量和激光準(zhǔn)直測(cè)量地面立體照相測(cè)量辦法

GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)辦法

橋梁變形分析：歸納出橋梁變形過程、變形規(guī)律和幅度，分析變形原因，判斷變形是否異常。

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1.垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡可能選在橋梁承壓區(qū)之外，但又不宜離橋梁墩臺(tái)太遠(yuǎn)，以免加大實(shí)測(cè)工作量及增大測(cè)量累積誤差，一般來說，以不遠(yuǎn)于橋梁墩臺(tái)lkm～2km為宜。

工作基點(diǎn)一般選在橋臺(tái)上，方便于觀測(cè)布設(shè)在橋梁墩上觀測(cè)點(diǎn)，測(cè)定各橋墩相對(duì)于橋臺(tái)變形。

觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)應(yīng)遵循既要均勻又要有重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

垂直位移觀測(cè)

55/622.垂直位移觀測(cè)垂直位移觀測(cè)是定期地測(cè)量布設(shè)在橋墩臺(tái)上觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)高差，求得觀測(cè)點(diǎn)高程，利用不一樣步期觀測(cè)點(diǎn)高程求出墩臺(tái)垂直位移值。基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)應(yīng)每年定期進(jìn)行一次或二次，各次觀測(cè)條件應(yīng)盡也許相同，以減少外界條件對(duì)成果影響。水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)執(zhí)行等級(jí)，根據(jù)變形觀測(cè)精度要求而定。一般大型橋梁應(yīng)按一等水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)。觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)包括引橋觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)和水中橋墩觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)，由于引橋觀測(cè)點(diǎn)是在岸上，其施測(cè)辦法可參照工作基點(diǎn)施測(cè)辦法進(jìn)行。水中觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)線路方案從一種墩到另一種墩觀測(cè)，能夠采取跨河水準(zhǔn)測(cè)量或跨墩水準(zhǔn)測(cè)量。56/62

跨河水準(zhǔn)測(cè)量：當(dāng)跨河距離大于200m時(shí)，宜采取過河水準(zhǔn)法連測(cè)兩岸水準(zhǔn)點(diǎn)。跨河點(diǎn)間距離不大于800m時(shí)，可采取三等水準(zhǔn)，大于800m時(shí)則采取二等水準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量。57/62跨河水準(zhǔn)測(cè)量地點(diǎn)應(yīng)盡可能選擇在橋渡附近河寬最窄處，兩岸測(cè)站點(diǎn)和立尺點(diǎn)可布成對(duì)稱圖形。圖中1，2為測(cè)站點(diǎn)，A，B為立尺點(diǎn)，1與A和2與B距離盡可能相等，并使距離大于10m，觀測(cè)時(shí)，視線距水面高度宜大于3m。58/62跨河水準(zhǔn)測(cè)量視線較長(zhǎng)，讀數(shù)困難，在水準(zhǔn)尺上安裝一塊能夠沿尺上下移動(dòng)覘板,覘板用鋁或金屬或有機(jī)玻璃制造，背面設(shè)有夾具，可沿水準(zhǔn)標(biāo)尺面滑動(dòng)，并能用固定螺絲控制，將覘板固定于標(biāo)尺任一位置；覘板中央開一小窗，小窗中央安一水平指標(biāo)線。由觀測(cè)者指揮立尺員上下移動(dòng)覘板，使覘板上水平指標(biāo)線落在水準(zhǔn)儀十字絲橫絲上，立尺員在水準(zhǔn)尺