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桥梁施工测量本章要点1、桥梁控制测量；（重点）2、桥梁墩台中心定位及轴线测设；（难点）3、桥梁细部放样。（重点）2本章提要桥梁施工测量是线路施工测量的重要内容之一。本章主要介绍了桥梁施工控制测量的基本概念及作用，包括平面和高程控制测量；桥梁墩、台中心的定位、墩台细部放样及梁部放样。3目录第一节桥轴线长度的确定及控制测量第二节桥梁墩、台中心定位及轴线测设第三节桥梁细部放样4桥梁是道路工程的重要组成部分。桥梁：有铁路桥梁、公路桥梁、铁路公路两用桥梁以及陆地上的立交桥和高架道路。桥梁按其轴线长度分类：一般分为特大型桥（＞500m）、大型桥（100～500m）、中型桥（30～100m）和小型桥（＜30m）四类。桥梁测量工作内容：勘测选址、地形测量、施工测量、竣工测量、变形观测。§13-1桥轴线长度的确定及控制测量5桥梁施工阶段的测量工作:（本章主要讨论）桥轴线长度测量；桥梁控制测量；墩台定位及轴线测设；墩台细部放样及梁部放样等。另外，还要按规范要求等级进行水准测量。对于小型桥一般不进行控制测量。铁路桥梁，梁部构件一般都在工厂制造，在现场进行拼接和安装，这就对测量工作提出了十分严格的要求。6一、桥轴线长度所需精度估算桥轴线——在选定的桥梁中线上，于桥头两端埋设两个控制点，两控制点间的连线称~.为了保证墩、台定位的精度要求，首先需要估算出桥轴线长度需要的精度，以便合理地拟定测量方案。估算公式：在现行的《测规》中，根据梁的结构形式、施工过程中可能产生的误差，推导出估算公式。1.钢筋混凝土简支梁:式中mL—桥轴线（两桥台间）长度L的中误差（mm）；D—墩中心的点位放样限差（±10mm）；N—跨数。NmDL2（13-1）72.钢板梁及短跨（l≤64m）简支钢桁梁:单跨：22+500021±=δlml（13-2）多跨等跨：NmmlL（13-3）多跨不等跨：++±=2221llLmmm（13-4）3.连续梁及长跨（l64m）简支钢桁梁单联（跨）：22+21±=δΔnmll（13-5）多联（跨）等联（跨）：NmmlL（13-6）多联（跨）不等联（跨）：++±=2221llLmmm（13-7）10控制网：可采用测角网、测边网或边角网。采用测角网时宜测定两条基线，如图13-1中的双线所示；测边网是测量所有的边长而不测角度；边角网则是边长和角度都测。一般说来，在边、角精度互相匹配的条件下，边角网的精度较高。布设要求：1)图形简单、图形强度良好，地质条件稳定，视野开阔，便于交会墩位，其交会角不大于120°或小于30°。2)基线应与桥梁中线近似垂直，其长度宜为桥轴线的0.7倍，困难时也不应小于其0.5倍。桥的轴线作为三角网的一个边，并与基线一端相连。如不可能，也应将桥轴线的两个端点纳入网内。如图13-1（d）。1)曲线桥至少有一个轴线控制点为桥控网的控制点；2)在控制点上要埋设标石及刻有“+”字的金属中心标志。如果兼作高程控制点用，则中心标志宜做成顶部为半球状。11桥梁控制网分为五个等级，它们分别对测边和测角的精度有所规定，如表13-1所示。表13-1测边和测角的精度规定三角网等级桥轴线相对中误差测角中误差（″）最弱边相对中误差基线相对中误差一1/175000±0.71/1500001/400000二1/125000±1.01/1000001/300000三1/75000±1.81/600001/200000四1/50000±2.51/400001/100000五1/30000±4.01/250001/75000上述规定是对测角网而言12基线精度：测角网—桥轴线长度及各个边长都是根据基线及角度推算的，为保证轴线有可靠的精度，基线精度要高于桥轴线精度2～3倍(见表13-1)。测边网或边角网—边长是直接测定的，所以不受或少受测角误差的影响，测边的精度与桥轴线要求的精度相当即可。坐标系：直线桥以桥轴线作为x轴，曲直线桥以切线作为x轴，桥轴线始端控制点的里程作为该点的x值。插点：在施工时如因机具、材料等遮挡视线，无法利用主网的点进行施工放样时，可以根据主网两个以上的点将控制点加密。这些加密点称为插点。插点的观测方法与主网相同，但在平差计算时，主网上点的坐标不得变更。13三、高程控制测量在桥梁的施工阶段，为了作为放样的高程依据，应建立高程控制网，即在河流两岸建立若干个水准基点，这些水准基点除用于施工外，也可作为以后变形观测的高程基准点。水准基点布设：数量视河宽及桥的大小而异。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，由于两岸连测不便，为了在高程变化时易于检查，则每岸至少设置两个。水准基点是永久性的，必须十分稳固。除了它的位置要求便于保护外，根据地质条件，可采用混凝土标石、钢管标石、管柱标石或钻孔标石。在标石上方嵌以凸出半球状的铜质或不锈钢标志。施工水准点的布设：为了方便施工，也可在附近设立施工水准点，由于其使用时间较短，在结构上可以简化，但要求使用方便，也要相对稳定，且在施工时不致破坏。14高程系统：桥梁水准点与线路水准点应采用同一高程系。水准测量的等级：由桥轴线长短据《测规》而定。从国家水准点引测的精度：可用三等水准进行测量。跨河水准测量：当跨河距离大于200m时，宜采用过河水准法连测两岸的水准点。跨河点间的距离小于800m时，可采用三等水准，大于800m时则采用二等水准进行测量。15§13-2桥梁墩、台中心定位及轴线测设在桥梁施工测量中，最主要的工作是:测设出墩、台的中心位置和它的纵横轴线。其测设数据由控制点坐标和墩、台中心的设计位置计算,若是曲线桥还需桥梁偏角、偏距及墩距等原始资料。测设方法则视河宽、水深及墩位的情况，可采用直接测设或角度交会的方法。墩、台中心位置定出以后，还要测设出墩、台的纵横轴线，以固定墩台方向，同时它也是墩台施工中细部放样的依据。16一、直线桥的墩、台中心定位直线桥的墩，台中心都位于桥轴线的方向上。已知墩、台中心的设计里程及桥轴线起点的里程，如图13-2所示，相邻两点的里程相减即可求得它们之间的距离。测设墩、台中心的位置的方法：直接测距法或交会法。图13-2直线桥墩台171.直接测距法这种方法适用于无水或浅水河道。如图13-2（1）用检定过的钢尺测设：根据计算出的距离，从桥轴线的一个端点开始，逐个测设出墩、台中心，并附合于桥轴线的另一个端点上。若在限差范围之内，则依各端距离的长短按比例调整已测设出的距离。在调整好的位置上钉一小钉，即为测设的点位。（2）用光电测距仪测设：在桥轴线起点或终点架设仪器，并照准另一个端点。在桥轴线方向上设置反光镜，并前后移动，直至测出的距离与设计距离相符，则该点即为要测设的墩、台中心位置。为了减少移动反光镜的次数，在测出的距离与设计距离相差不多时，可用小钢尺测出其差数，以定出墩、台中心的位置。182.角度交会法当桥墩位于水中，无法直接丈量距离及安置反光镜时，则采用角度交会法。坐标系:如图13-3所示，C、A、D为控制网的三角点，且A为桥轴线的端点，E为墩中心设计位置。C、A、D各控制点坐标已知，若墩心E的坐标与之不在同一坐标系，可将其进行改算至统一坐标系中。计算测设数据：利用坐标反算公式可推导出交会角α、β。图13-319CECACACACACECECEWyyxxpolWyyxxpol则：交会角,)(),(,)(),(其中：pol为直角坐标、极坐标的换算功能；W为极角的存储区，W0时，加360°赋于方位角。同理可求出交会角β。当然也可以根据正弦定理或其它方法求得。利用坐标反算公式即可推导出交会角α、β。如利用计算器的坐标换算功能，则α的计算过程更为简捷。以CASIOfx-4500P为例：20测设：在C、D点上安置经纬仪，分别自CA及DA测设出交会角α、β，则两方向的交点即为墩心E点的位置。为了检核精度及避免错误，通常还利用桥轴线AB方向，用三个方向交会出E点。示误三角形：由于测量误差的影响，三个方向一般不交于一点，而形成一如图示的三角形E1、E2、E'，该三角形称~。检核：示误三角形的最大边长，在建筑墩台基础时不应大于25mm，墩身时不应大于15mm。墩中心E的点位：如果在限差范围内，则将交会点E'投影至桥轴轴线上，作为墩中心E的点位。图13-321随着工程的进展，需要经常进行交会定位。为了工作方便，提高效率，通常都是在交会方向的延长线上设置标志，以后交会时可不再测设角度，而直接瞄准该标志即可。当桥墩筑出水面以后，即可在墩上架设反光镜，利用光电测距仪，以直接测距法定出墩中心的位置。22二、曲线桥的墩、台中心定位曲线桥墩、台中心定位的测量工作有：曲线线路复测、桥轴线控制桩的测设、控制测量、墩台中心及墩台轴线的测设。曲线桥上线路中线是曲线1-2-3-4，每跨梁中心线的连线是折线1-2-3-4，两者不能完全吻合，如图13-4所示。图13-4曲线桥墩台231.曲线桥的几个术语:桥梁工作线：各跨梁的中线联结起来的折线1-2-3-4…-K。墩、台中心：位于桥梁工作线转折角的顶点上(1、2、3…K)，所谓墩台定位，就是测设这些转折角顶点的位置。桥墩偏距：墩、台中心与线路中心的距离E,(1-1’,2-2’,3-3’等。偏距E一般是以梁长为弦线的中矢值的一半，这是铁路桥梁的常用布置方法，称为平分中矢布置。桥梁偏角α：相邻两梁跨工作线构成的偏角称为~。桥墩交点距(中心距)Li：桥梁工作线每段折线的长度L(如L1,L2,L3)。跨梁间隙2a：相邻两跨梁的端点在桥梁上（曲线内侧）要留一间隙（热胀冷缩）；2a10cm242、曲线桥墩、台放样E、α、L在设计图中都已经给出，结合这些资料即可测设桥墩、台中心位置（1、2…K）。曲线上的桥梁是线路组成的一部分，故要使桥梁与曲线正确的联结在一起，曲线桥测设的精度要求较高，需要用精确的方法重新测定曲线转向角，重新计算曲线综合要素，精密地测设曲线主点，需对线路进行复测。由于桥轴线的精度要求较高，要设置桥轴线控制点（桩）。曲线桥墩、台点位的测设精要求较高，距离和角度要精密测设，在测设过程中一定要多方检核。251）曲线线路复测和桥轴线控制桩的测设:在桥轴线的两端测设出两个控制点，以作为墩、台测设和检核的依据。两个控制点测设精度同样要满足估算出的精度要求。在测设之前，首先要从线路平面图上弄清桥梁在曲线上的位置及墩台的里程。A、复测：对原线路上的曲线控制点以精密的方法进行测设。a)检查切线上的线路控制点ZD.JD.ZH.HZ要位于相应的直线上；b)精测转向角，计算综合要素，精测切线距离T；(两控制桩从两条切线测设)；注:两控制桩从一条切线测设时,只精测一条切线不精测.B、测设控制桩A、B：a)据切线方向用切线支距法进行；b)在图上先设计好点位，把A、B两点在切线坐标系内的x.y算出；c)精确地将桥轴线上的控制桩A、B测设出来，打桩钉钉。262）墩台中心的测设：根据控制桩A、B及给出的设计资料进行墩、台的定位。根据条件，也是采用直接测距法或交会法。A、直接测距法（适用于干旱河沟）导线法：由于墩中心距Li及桥梁偏角αi是已知的，可以从控制点A开始，逐个测设出角度(αi)及距离(Li)，即直接定出各墩、台中心的位置，最后再附合到另外一个控制点B上，以检核测设精度。(偏角应以J2经纬仪测设两测回)。长弦偏角法（极坐标法）：27长弦偏角法（极坐标法）：用测距仪测距较方便。桥轴线控制桩A、B及各墩、台中心点1、2、3在切线坐标系内的坐标是可以求得的，故可反算出控制点A至墩、台中心的距离Di及其与切线方向间的夹角i。架仪器于控制点A，后视JD配盘0，拨出偏角i，再在此方向上测设出Di，如图13-5所示，即得墩、台中心的位置图13-5该方法特点：是独立测设，各点不受前一点测设误差的影响；但在某一点上发生错误或有粗差也难于发现。所以一定要对各个墩台中心距进行检核测量，可检核相邻墩台中心间距，若误差在2cm以内时，则认为成果是可靠的。28B、角度交会法当桥墩位于水中，无