桥梁测量

项目：桥梁测量
建设一座桥梁，需要进行各种测量工作，包括：勘察、施工测量和竣工测量等。

在施工过程中以及竣工通车后，还要对其进行变形观测。

桥梁的建设可大致分三阶段：选址和初设阶段、设计阶段、施工阶段。

而施工阶段的测量工作概括起来有：桥轴线长度测量、施工控制测量、墩台中心的定位墩台细部放样及梁部放样等。

1、选址和初设阶段和初设阶段
桥梁一般是铁路和公路线上的关键性工程。

对于中小型桥梁，往往现决定线路的方向和位置，再考虑地形、地质条件，然后确定桥梁的位置。

而大型桥梁，首先应在比例尺为1:10000至1:50000的地图上研究，然后结合实地踏勘，提出桥址的几个可能的比较方案，并结合详细的地形和水文及其他资料，选出合适的桥址。

2、设计阶段
设计桥梁需要提供的测量资料主要有：桥渡线跨河长度、桥址纵断面图、比例尺为1:2000至1:10000的桥渡位置图、比例尺为1:500至1:2000的桥址地形图及水下地形图。

3、施工阶段
1）、桥位勘测和桥梁施工测量的技术要求应符合《公路桥位勘测设计规范》和《公路桥涵施工技术规范》的相关规定。

2）桥梁在施工阶段，为了保证施工质量达到设计要求的平面位置、标高和几何尺寸，必须采用正确的测量方法进行施工测量。

3）桥梁的施工测量主要内容：
中线恢复及桥轴线长度测定
桥轴线长度精度估算
桥梁施工平面控制测量
桥梁施工高程控制测量
桥梁定位资料计算
墩台定位及横轴线测设
基础施工测量
桥梁架设施工测量
桥梁竣工测量
任务一：桥梁中线复测
定测或线路复测的精度较低，一般不能满足桥梁施工的精度要求，因此，桥梁施工前，需对桥址线路中线以较高的精度进行复测。

复测的主要方法：导线法。

1、直线桥的中线复测：
观测：桥址位置上所有转点间的水平距离Di和相邻边间的水平角βi。

计算：以两端转点即ZD7-3和ZD7-8的连线为X轴建立施工坐标系，计算各转点的坐标。

2、曲线桥的中线复测
当桥梁位于曲线上时，应对整个曲线进行复测。

检查切线上的控制桩是否在同一直线上。

若不在应予以以改正。

方法：穿线法、导线法。

任务二：桥轴线长度测量
桥轴线控制桩：两岸桥头中线上埋设的控制桩。

作用：保证墩台间的相对位置正确，并使之与相邻线路在平面位置上正确衔接。

桥轴线：即为桥梁的中心线。

桥轴线连杆控制在A、B间的水平距离称为桥轴线长度。

测量方法：直接测定法——光电测距、直接丈量法
间接测定法——三角网推算
其中三角网常用布设：
任务三：桥轴线长度精度估算
在选定的桥梁中线上，于桥头两端埋设两个控制点。

由于墩、台定位时主要以这两点为依据，所以桥轴线长度的精度直接影响墩、台定位的精度。

为了保证墩、台定位的精度，首先需要估算出桥轴线长度需要的精度，以便合理的拟定测量方案。

在现行的《铁路测量技术规范》中，根据根据梁的结构形式、施工过程中可能产生的误差，有如下公式：
任务四：桥梁施工平面控制测量
1、桥梁施工平面控制网的网形布设
根据桥梁的大小、精度要求和地形条件，其网形布设有以下几种形式：
2、平面控制网布设的要点
①选择控制点时，应尽可能使桥的轴线作为三角网的一个边，有利于提高桥轴线的精度。

如不能，也应将桥轴线的两个端点纳入网内，以间接求出桥轴线长度。

②对于控制点的要求，除了图形刚强外，还要求地质条件稳定，视野开阔，便于交会墩位，其交会角不致太大或太小。

③在控制点上要埋设标石及刻有“十”字的金属中心标志，如果兼作高程控制点使用，则中心标志宜做成顶部为半球状。

④控制网可采用测角网、测边网或边角网。

3、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
水平角观测要求
1）开测前应对测角仪器进行检验和校正。

2）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。

4、桥梁施工平面控制测量的距离观测
方法：铟钢基尺法、光电测距
距离观测的限差与数据处理：
光电测距边，必须加入气象、加乘常数、周期误差改正，然后化算为水平距离。

水平距离应归算至墩顶平均高程面上，设仪器与棱镜横轴的平均高程为H1，墩顶的平均高程为H2，地球平均曲率半径为R，则归算长度D H为
测距精度评定
设某条边长进行了n次对向观测，第i次对向观测的差值为d i，则一次观测的中误差为：
对向观测平均值的中误差为：
5、桥梁施工平面控制测量的内业计算
施工平面控制网通常采用独立的坐标系
直线桥
曲线桥
6、平差要求
1）对于边角网或测角网，不应大于10mm；
2）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对中误差。

任务五：桥梁施工高程控制测量
1、要求
各水准点应沿桥轴线两侧以400m左右的间距均匀布设，并构成连续水准环；
水准点应与相邻的线路水准点联测，以保证桥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定；
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；
施工水准点的高程必须定期检测；
水准点应埋设标石
每公里水准测量高差中数的偶然中误差按下式计算：
2、方法
①过河水准测量
②光电测距三角高程
任务六：桥梁定位资料计算
直线桥墩台中心坐标计算
直线桥的墩台中心位于桥轴线上，且桥轴线和线路中线完全重合。

设桥轴线控制点A为施工坐标系的原点，其里程为DK A，x轴与桥轴线重合，且指向里程增加方向，第i号墩的里程为Dk i，则该墩中心的坐标x i、y i为
任务七：墩台定位及横轴线测设
1、直线桥的墩台定位
2、墩台纵横轴线测设
任务八：基础施工测量1、明挖基础
2、桩基础
桩基础：在基础的下部打入基桩，在桩群的上部灌注承台，使桩和承台连成一体，再在承台以上修筑墩身。

基桩位置的放样：它是以墩、台、纵横轴线为坐标轴，按设计位置用直角坐标法测设。

在基桩施工完成以后，承台修筑以前，应再次测定其位置，以作竣工资料。

任务九：桥梁架设施工测量
架梁是建造桥梁的最后一道工序。

无论是钢梁还是混泥土梁，都是预先按设计尺寸做好，再运到工地架设。

架梁的测量工作，主要是测设支座底板的位置，测设时
也是先设计出它的纵、横中心线的位置。

任务十：桥梁竣工测量
墩台施工完成以后架梁以前，应进行墩台的竣工测量。

对于隐蔽在竣工后无法测绘的工程，如桥梁墩台的基础等，必须在施工过程中随时测绘和记录，作为竣工资料的一部
分。

桥梁架设完成后还要对全桥进行全面测量。

桥梁竣工测量的内容：
1）测定墩台中心、纵横轴线及跨距；
2）丈量墩台各部尺寸；
3）测定墩帽和支承垫石的高程；
4）测定桥中线、纵横坡度；
5）根据测量结果编绘墩台中心距表、墩顶水准点和垫石高程表、墩台竣工平面图、桥梁竣工平面图等；
6）如果运营期间要对墩台进行变形观测，则应对两岸水准点及各墩顶的水准标以下不低于二等水准测量的精度联测。

桥梁竣工测量的目的：
1）测定建成后墩台的实际情况；
2）检查是否符合设计要求；
3）为架梁提供依据；
4）为运营期间桥梁监测提供基本资料。

任务十一：变形监测
为了使桥梁得到更好的运营与管理，应定期的对桥梁进行变形监测。

桥梁变形监测，需要根据桥梁类型, 变形特点等因素来选择变形监测方法.合理地设计变形观测方案, 确定变形
观测的精度, 考虑变形观测的实际实施难度,选择不同的观测方法是桥梁变形观测要考虑的重要问题.变形观测方法也随着测量观测手段的进步而不断前进.
传统的变形监测方法主要有两大类: 一是常规的测量111 桥梁变形观测方法。

它在精度上和经济上的优越性将使它取代很多传统的地面测量方法(大地测量方法与摄影测量方法) ；二是物理学传感器方法.常规的大地测量方法具有测量精度高, 资料可靠等优点,但又有观测工作量大, 效率低, 受气候影响大, 不易实现连续监测和测量过程的自动化,并要求监测点与基点通视等缺点,这些缺点对变形监测有非常不利的影响.
新颁布的" 公路技术养护规范" 中的有关规定和要求, 以及大跨度桥梁塔柱高, 跨度大和主跨段为柔性梁的特点, 变形观测的主要内容包括:
( 1 ) 桥梁墩台沉降观测, 桥面线形与挠度观测, 主梁横向水平位移观测, 高塔柱摆动观测;
( 2 ) 为了进行上述各项目的测量, 还必须建立相应的水平位移基准网与沉降基准网观测。