54桥梁工程施工测量1Word格式.docx
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图5－4—1桥梁三角网
（a）为大地四边形,（b）为双大地四边形，（c）为中点多边形。
图形的选择主要取决于桥长（或河宽）、设计要求、仪器设备和地形条件。
桥梁施工控制网的布设,除满足一般三角测量的要求外，还要注意三角点不被水淹没,施工过程中便于保存，尽量避开施工区和堆放材料的地方.三角网中各点的布设应满足下列要求:
1。
图形简单并有足够的强度，以使所得的两桥台间距离的精度满足施工要求，并能用这些三角点以足够精度进行桥墩放样。
当主网的三角点不够用时，还可根据需要增设插点。
2．为了使三角网与桥轴线联系起来，应在河流两岸的桥轴线上各设立一个三角点（即将桥轴线作为三角网的一条边）,三角点与桥台设计位置相距不应太远,以方便桥台的放样及保证两桥台间距离的精度要求。
放样桥墩时,需要在桥轴线上的三角点上安置仪器进行交会或测量距离，以减少垂直于桥轴线方向的误差。
3。
桥梁三角网在施工过程中是经常要用到的.建筑各桥墩的工作历时很长，放样工作也很频繁,因此如能消除对中和照准点的偏心误差即可使放样工作大为便利。
一般的大型桥梁施工控制点都是用固定观测墩的形式,如济南市纬六路斜拉桥五个主桥控制点都是固定观测墩.
4、桥梁三角网的边长与河宽有关，一般在0.5～1．5倍河宽的范围内变动。
由于三角网的边长较短,一般直接丈量三角网的边长作为基线。
为了提高三角网的精度，使其有较多的检核条件，在没有测距仪的情况下，通常丈量两条基线，两岸各设一条。
如因地形条件限制，也可将两条基线布设在同一岸上。
基线长度一般不小于桥轴线７０％，特殊情况也不应小于５0%.另外,当地形条件许可时,应使基线长度为基线尺的整数倍，这样可以避免用短尺丈量余长。
此外,宜在基线上多设几个节点，埋设标石,以便用于交会近岸桥墩。
当然，由于目前全站仪及测距仪的广泛使用，桥梁三角网基本上是用边角网的形式进行实测和平差的,因此可不受上述条件的限制.桥梁三角网的布设也比较灵活,布点时只要避开障碍物及将要建成的墩台，同时便于观测和施工放样即可.显然桥梁施工平面控制网不再受形式所限制.当有较长的引桥时,一般应将桥梁施工平面控制网布设成主网、副网形式，即主桥是采用以大地四边形为主的边角网，引桥采用从主网边出发的精密导线.例如,我国已建成或正在建设的桥梁施工平面控制网,除了南京长江大桥采用中点多边形主、引桥整体控制如图５-4-2（a）之外，其余均采用大地四边形为主网控制主桥，引桥另设导线网作副网，如图5-４－2（b）为京福高速公路济南黄河二桥施工控制网。
a 南京长江大桥三角网图 ｂ济南黄河二桥施工控制网
图5－４—2大型桥梁三角网
三、桥梁施工控制网的精度确定
为了满足桥梁施工放样的要求,达到建立桥梁施工控制网的预期目的，控制网必须有足够的精度.如何确定控制网精度，目前存在着按桥式（上部结构）、桥长以及桥墩中心点点位误差式（下部结构）等不同方法来确定.
1．根据上部结构的架设误差（它与桥长、桥跨及桥式有关）来确定三角网的必要精度
三角网的精度与桥长有关,但不是唯一的决定因素。
另外，还应考虑桥跨度大小以及上部结构的形式。
上部结构的形式一般分为简支梁和连续梁。
简支梁在一端桥墩上设固定支座,另一端桥墩上设活动支座。
连续梁只在一个桥墩上设固定支座，其余桥墩上设活动支座，如图5-4-3所示。
Δ 固定支座;
〇活动支座
（a）连续梁 （b）简支梁
图5-4－3 桥梁上部结构形式
根据《钢梁验收规范》的规定，钢梁各杆件长度的误差,不超过其设计长度的１／500０，可将此误差视为极限误差，支座垫板的安装限差为±
５㎜.由温度变化而引起的杆件伸缩有一定的规律，可以认为是系统性的，在桥梁设计时应根据桥跨的大小和桥梁结构的型式以及桥梁所在地区的温度变化幅度进行计算，从而确定梁端应该留有的钢梁伸缩空隙。
若预留的空隙比设计上要求的大时,可以吸收上述钢梁的制造误差、支座垫板的安装误差以及测量或其它施工误差。
若预留的空隙完全与设计一样,这时测量人员必须精确地控制两桥台间的距离,以使钢梁的安装工作顺利进行。
为了确定三角网的精度,可按钢梁制造的误差和支座垫板安装的误差推算每联或每孔的极限误差，然后再利用误差传播定律计算全桥钢梁架设的极限误差。
设极限误差等于二倍中误差,即可求得全桥钢梁架设的中误差。
要使测量误差不致于影响工程质量，可取三角测量误差为钢梁架设误差的
，以求得三角网在桥轴线上边长相对中误差。
例1．某地大桥为桁梁钢桥，共有九孔。
每孔间距为160m,每孔分1０个节间,其上、下弦杆的长度为1６ m，此大桥为连续桁梁，三孔为一联,联与联之间的支座中心距为2m。
所以全桥总长D＝160×
9＋2×
２.0＝１４44m。
两桥台支座及联与联间的支座安装限差均为±
5㎜,每节间的极限差为１６0００／5０00＝±
3.2㎜。
而每联的极限误差可按下式计算：
（5－4—1）
式中 δ1和δ2为支座安装限差，Ｎ为一联的孔数,S为上、下弦杆长，n为每孔上（下）弦杆数。
将上述数据代入（5－4-１）式,即可算出每联的极限误差:
全桥钢梁架设的极限误差为：
则全桥钢梁架设的相对中误差为:
为了使三角测量误差不致于影响工程质量，取三角测量误差为钢梁架设误差的
则三角网在桥轴线上的边长相对中误差应不低于1/1２4000.
例2．如果该大桥的桥式不是连续的,而是由九孔１60m的简支梁组成，墩上支座间的中心距设为1m,其它条件同上例所述.全桥总长
由（５－4－1）式算得每孔的极限误差为：
全桥钢梁架设的极限误差为:
则全桥钢梁架设的相对中误差为：
仿例1，可求得三角网在桥轴线上的边长相对中误差应不低于1／11４０00。
例3．如果该大桥为18孔8０m的简支梁组成,节间长度为１６m，墩上支座间的中心距也为1m，其它条件同上。
全桥总长D＝１8×
80+17×
1=145７ｍ,由式（5-４—1）算得的每孔的极限误差为
仿例1，可求得三角网在桥轴线上的边长相对中误差应不低于1／9６000。
通过上面三个例子可以清楚地看出,桥长为1450m左右的桥梁，由于桥式不同及桥跨不同，对三角网的精度要求也不相同：
连续梁比简支梁精度要求高,大跨度比小跨度精度要求高.
2．根据桥墩放样的容许误差分析施工控制网的必要精度
在桥墩的施工中,从基础至墩台顶部的中心位置要根据施工进度随时放样确定，常用的放样方法是采用三方向交会法、极坐标法和三维坐标法。
但是,无论采用何种放样方法，由于放样的误差，使得实际位置与设计位置存在着一定的偏差。
根据桥墩设计理论，当桥墩中心偏差在±
20ｍｍ内时，产生的附加力在容许范围之内。
因此，目前在《公路桥涵施工技术规范》（JTJ0４１-２000）中，对桥墩支座中心点与设计里程纵向容许偏差作了规定,对于连续梁和跨度大于60m的简支梁，其容许偏差为±
15mm，对于跨度小于６0ｍ的简支梁，容许偏差为±
１０mm。
上述容许偏差,即可作为确定桥梁施工控制网必要精度时的依据.在桥墩的施工放样过程中,引起桥墩点位误差的因素包括两部分：
一部分是控制测量误差的影响，另一部分是放样测量过程中的误差，它们可用下式表示：
（５－4－2）
式中
－为控制点误差对放样点处产生的影响；
－为放样误差。
在一般情况下,控制点误差与对放样点处产生的影响是不相等的,在布设施工控制网和选择放样方法时,应尽可能使两者相近。
因此，为分析问题的简化，可取两者数值上相等，但在具体意义上是有区别的。
进行控制网的精度设计时，就是根据Δ和实际施工条件，按一定的误差分配原则,先确定
和
的关系，再确定具体的数值要求。
误差分配的原则可以按照误差影响的大小确定。
一般来讲,在（５—４-2）式中,
﹤
取
/
＝n时,则n﹤1，将它们代入（5—４—2）式有:
（5－4—3）
由于n﹤1,可将（５-4-3）式级数展开,且略去高次项，得：
（5－4—４）
显然，
是由于
的存在而对Δ产生的影响,当ｎ取值不同时，
在Δ中占的比重
亦有差别。
因此，在施工控制网的精度设计中，合理地确定n是十分重要的。
为此，表5—４—１中列出了
和n之间的关系。
当n小时,控制网的误差影响亦小，即对控制网的精度要求高;
当n﹤０。
45时,
﹤0。
１，表示控制网误差影响的比重﹤0．1，且在０～0。
1区间变化的趋势缓慢,这表明尽管对控制网提高了精度要求,但误差影响的比重改变不大;
当0。
４5<
n〈１时,0．1＜
<
0。
5，控制网误差影响的比重随着n的变化而显著变化。
因此，在确定控制网精度时，ｎ宜在0.45~1.0之间选择，表5—4-1列出了控制网误差影响因子。
结合桥梁施工的具体情况，在建立施工控制网阶段,施工工作尚未展开，不存在施工干扰,在比较充裕的时间和条件下进行多余观测以提高控制网的观测精度；
在施工放样时,现场测量条件差，干扰大，测量速度要求快，不可能有充裕的时间和条件来提高测量放样的精
控制网误差影响因子 表5-4-１
0．50
０.41
0.35
0.２5
1０
0８
0.０5５
0.０3１
0．02
0．０05
n
０
0.９05
0．836
0.707
447
0．４00
334
248
２０0
０。
度。
根据上述误差分配原理，在忽略不计控制网误差影响的原则下（即控制网误差对放样点
的误差影响比放样误差本身小一个数量级），得
这时求得
。
当桥墩中心测量精度要求
时,
.以此作为控制网的最弱边边长精度要求,即可根据设计控制网的平均边长（或主轴线长度、或河宽）确定施工控制网边长相对精度要求。
最后尚需指出,由于桥梁三角网的主要作用是确定桥长和放样桥墩，因此，应分别根据上部结构的架设误差和桥墩放样的容许误差的精度要求来计算桥梁三角网的必要精度。
为安全可靠起见,可采用其中较高者作为桥梁三角网的精度要求。
表5-4-2列出了平面控制网的等级及三角测量的技术要求。
桥梁平面控制网的等级及三角测量的技术要求 表5-4－2
等级
平均边长／km
测角中误差/"
起始边边长相对中误差
最弱边边长相对中误差
测回数
三角形最大闭合差/＂
桥位控制测量
ＤＪ１
DJ２
DＪ6
二等
3．0
±
≤1/2５0000
≤１/１2０000
12
-—
——
3．5
＞5000ｍ特大桥
三等
2.０
1.８
≤1/1５０００0
≤1／７０00０
6
9
７。
２０00~5０0０ｍ特大桥
四等
1．0
2。
５
≤1/100000
≤１/４00０0
４
9。
10０0~2000m特大桥
一级小三角
0.5
5。
≤１／40000
≤1／2000０
--
3
15.0
500～１000ｍ特大桥
二级小三角
0．３
１0。
≤1/2０000
≤１／１0000
—－
1
３
３0.0
＜5００m的大、中桥
四、桥梁施工高程控制网的建立与复测
在桥梁施工过程中，为满足高程放样的要求,必须建立高程控制网。
作为工程主控制网的水准点,就其密度而言，一般尚不能满足施工放样的需要,多数情况下，施工单位需要自设一些临时水准点，以满足施工放样的要求.但是，这些临时水准点,因考虑其放样的方便性,多设在比较靠近桥墩之处，因此必须经常用主控制点进行检测。
为了在两岸建立可靠而统一的高程系统,常需要将高程由河的一岸传递到另一岸。
由于过河视线较长，使照准标尺读数精度太低；
由于前、后视距相差悬殊,使水准仪的ｉ角误差和地球曲率的影响增加,因此应采用过河水准测量的方法.
过河水准测量有前、后视线严重不等长以及过河视线长度超过标准视线长度等主要特点。
因此，必须采用一些特殊的方法，这些方法及其具体要求，在国家水准测量规范中都有明确规定。
对于作为特大桥施工的高程控制网的跨河水准测量,其跨河水准路线一般都选择在桥轴线附近,避免离桥轴线太远而增加两岸联测施工水准点的距离，而且一般要求采用不低于二等跨河水准测量的方法。
对于跨河视线长度超过1000m的复杂特大桥，原则上要求采用一等跨河水准测量。
为了慎重起见,一般还采用双线跨河水准测量，使两线自身组成水准网。
武汉长江二桥跨河水准路线长度约1800ｍ。
采用两台Ｎi0０4水准仪，依倾斜螺旋法，双线一等跨河水准测量要求进行实测，达到了相应的精度，历时2个月,可见跨河水准测量是大型桥梁高程控制网中的一项十分重要而艰巨的工作.
值得指出的是,随着全站仪及电磁波测距仪的广泛使用，在桥梁高程控制网建立及复测时,已开始使用电磁波测距三角高程法,并执行国家规范中关于经纬仪倾角法的有关规定，实测结果能达到二等跨河水准测量精度的要求,在京福高速公路济南黄河二桥中也得到验证。
根据《公路桥涵施工技术规范》“JTJ０４1—2００0"
之规定，水准测量等级的确定应符合下列要求:
20０0m以上的特大桥一般为三等水准测量;
1000～200０m的特大桥为四等水准测量；
1000m以下的桥梁为五等水准测量.水准测量的等级划分及主要技术要求如表5－4-３所示。
水准测量的主要技术要求 表５-4-３
等级
每公里高差中数中误差（㎜）
水准仪的型号
水准尺
观测次 数
往返较差、附合或环线闭合差（㎜）
偶然中误差
MΔ
全中误差
MW
与已知点联测
附合或环线
2
DS1
因瓦
往返各一次
4
６
DS１
往返
各一次
往一次
1２
ＤS3
双面
5
10
DS3
20
五等
8
１6
单面
3０
4-2 桥墩基础施工测量
一、围堰定位测量
现代大型桥梁桥墩基础通常采用围堰法进行施工，例如,京福高速公路济南黄河二桥黄河中的114#、115＃、116＃、1１７#、１18＃、11９＃桥墩基础主要采用钢板桩围堰；
武汉长江二桥正桥桥墩基础施工主要采用浮运式双壁钢围堰。
钢板桩围堰适用于各类土质（包括强风化岩）的深水基坑.它可以一块打入地基，也可以2~3块拼为一组一起打入地基.钢板桩的定位一般采用极坐标法,在施打钢板桩前，应在围堰上、下游一定距离及两岸陆地设置全站仪观测点,用以控制围堰长、短边方向的钢板桩的施打定位。
钢板桩的施打过程中必须有导向设备，以保证钢板桩的正确位置。
双壁钢围堰的施工定位必须有可靠的锚定系统,它除了能很牢固地锚定导向船及围堰外，还必须能很方便地调整导向船和围堰的位置。
双壁钢围堰的精密定位,一般是观测设置在对称于导向船中心线上、下游的二点的棱镜（如图5-4—４所示），两棱镜（M，N）的理论坐标可由中心点Ｏ的设计坐标与它们之间的相对位置关系推导出来。
定位时只要测出M、N点的实际坐标，就可以推算出导向船结构物中心偏离值及及导向船的扭转情况。
导向船的调整是通过收放锚绳来进行的，通过反复调整，使其位置接近理论值，这就要求快速测出偏离值及扭转角以指导调整，因此，双壁钢围堰的精密定位一般采用双全站仪法进行.
双壁钢围堰的精密定位和着床一般是选在风速小于4级，无雾无兩,水位、流速均较低时进行。
着床前，应调整好导向船位置并拉紧锚绳固定，同时还应反复进行河床测量，了解河床冲刷情况,必要时还须抛碎石整平河床。
着床时，应及时测定围堰的位置情况，迅速压重下沉达到稳定深度。
围堰着床后,由于水的冲刷作用，下游河床比上游要高,从而形成土压差，围堰在下沉过程中会有向上游的位移量,在精密定位时,根据河床形状及流速情况应给予一定的预留量.由此可见，在围堰的精密定位和着床过程中包含着大量的河床测量、流速测量及围堰的位置测量任务，尤其是及时提供动态围堰的位置是指导围堰施工定位的关键。
二、钻孔桩的施工测量
钻孔桩施工测量的主要内容包括:
钢护筒的定位、钻机的定位、孔底高程及成孔倾
斜度的测定、封孔测量等.
钢护筒的定位:
为固定桩位,导向钻头，一般需在钻孔口,设置护筒。
钢护筒定位测量的方法随施工方法的不同而异。
江河主桥桥墩多为深水基础,宜采用整体吊装的方法施工。
一般在围堰大封底前安置好钢护筒，先把所有的钢护筒按其设计相对位置固定在护筒固定架上，再通过调整护筒固定架，使护筒一次就位。
其测量定位工作,主要是测定护筒架中心及四个角点的坐标，来控制固定架使其准确就位.但护筒就位后,必须准确测定其最终位置。
其方法是采用类似于倒锤线法，通过浮在围堰内静水上特制的浮标,来获取护筒的位置信息，以精密确定各护筒的位置。
成孔倾斜度及孔底高程测量：
钻孔桩在成孔后，即孔底高程达到设计要求后，要进行钻孔的检验测量，为推算桩底位置，必须测定钻孔的倾斜度。
对于钻孔桩，一般用简易测孔器来检测成孔的孔径和孔的实际倾斜度。
对于大型钻孔桩，也可以用超声孔径测斜仪来检测.超声孔径测斜仪是利用声波反射原理,将发射装置水平安装成方向相反的一对或互相垂直的两对，用钢丝沿理论中心下放仪器,仪器在下放及提升过程中,能测出中心至孔壁间的距离，并自动记录，该仪器还可在泥浆中使用,精度约2ｃm。
钻孔桩成孔并清理完孔底后，应测定孔底竣工高程,用经纬仪与钢尺比长的测绳和测锤实测，一般施测孔底均匀布设的上、下、左、右及中心五点，精度要求达到±
5cm。
水封测量：
水下混凝土灌注中的测量工作叫水封测量。
水封一般采用直升导管法灌注,导管插至离孔底0。
3～０。
5m处，灌注混凝土前,在导管上口放一直径略小于管口的砂球，使它堵在管口不致滑；
当漏斗中聚集了一定量的混凝土时，砂球下滑挤出管内的水,并最后挤出管口，混凝土也快速涌出管口,向四周流动，将管口埋没。
在后续的灌注过程中,随着混凝土的上升。
要逐节提升导管，但导管口必须埋在混凝土中2~6m，这样就能使新灌入的混凝土与水隔开，保证混凝土灌注桩的质量.水封测量的主要任务,就是要及时、准确地提供导管底口和混凝土面的高程，保证导管不致于提空。
其测量方法一般是用测绳或皮尺加锤球来测定混凝土表面的高程，与通过计算导管长度而确定管口的高程来比较.
三、开挖基础施工测量
根据桥台和桥墩的中心线定出基坑开挖边界线。
基坑上口尺寸应根据坑深、坡度、土质情况和施工方法而定。
基坑挖到一定深度后，应根据水准点高程在坑壁测设距基底设计面为一定高差（如１m）的水平桩，作为控制挖深及基础施工中掌握高程的依据。
基础完工后，应根据上述的桥位控制桩和墩、台控制桩用全站仪在基础面上测设出墩、台中心及其相互垂直的纵、横轴线,根据纵、横轴线即可放样桥台、桥墩的外廓线,并弹出墨线，作为桥台、桥墩立模板或砌筑的依据。
4-3墩（塔）台施工测量
一、桥梁墩、台中心位置的测设
测设桥台、桥墩的中心位置在桥梁建设中是十分重要的，在这项工作中，主要要求是桥台间距离和各桥墩互相间的距离,应该有足够的精度，如果精度不够或出现错误,就会使预制的桥梁安装不上，造成严重的工程质量事故.因此，在桥梁墩台位置放
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