桥梁施工测量技术的探讨:桥梁施工测量

　　桥梁施工测量的主要目标与任务就是要保证建筑物的位置与尺寸符合设计的要求，也就是要精确地测出桥墩台的中心位置，并在施工过程中进行桥梁各个部位的定位与放样，本文主要探讨桥梁施工测量的方法及技术要求。
　　桥梁施工测量的主要内容包括桥梁施工控制测量、墩台中心定位、墩台基础及顶部放样等。施工测量的方法和精度要求随桥梁轴线长度、桥梁结构和地形状况而定。本文将进行具体的论述与分析，探讨桥梁施工测量的技术与方法：
　　
　　1.桥梁施工控制网的建立
　　建立桥梁施工控制网的目的，是为了按规定的精度求得桥梁轴线长度，并据此进行桥墩、桥台的定位。因此，在布网时既要充分考虑保证桥轴线长度测定和墩台中心放样的必要精度，又要为施工放样创造有利的条件。
　　1.1桥梁平面控制网
　　一般用三角网，布设形式分为双三角形?适用于一般桥梁的施工放样?和大地四边形?如在桥轴线两侧各布设一个大地四边形，适用于特大桥的施工放样?。而桥轴线长度，它是控制桥梁定位的主要依据。
　　桥梁三角网的布设，除满足三角测量本身的技术要求外，三角点不应选在易淹没地区、土壤松软地区和易受施工干扰的地方。桥轴线应与基线一端连接，成为三角网的一条边。基线应选在岸上平坦开阔处，并尽可能与桥轴线正交。基线长度一般不小于桥轴线长度的0．7倍，困难地段不小于0．5倍。对于桥轴线长在1 000 m以内的，为了提高桥轴线精度，亦可用测距仪直接测量桥轴线长度。大型桥梁的平面控制网也可以采用全球定位系统(GPS)测量技术建立桥梁施工控制网。
　　1.2高程控制网
　　在施工阶段，需建立施工高程控制网。一般在桥址的两岸各设置两个水准基点。当桥长在200 m 以上时，每岸至少埋设三个水准基点。并与国家（或城市）水准点联测。同岸三个水准点中的两个应埋设在施工范围之外，以免受到破坏。桥梁在施工时，为了将高程传递到桥台和桥墩上去，还需在每一桥台附近设立一个施工水准点，以满足各施工阶段引测的需要。高程控制点一般按四等水准测量施测，如桥长大于500 m时用三等水准测量。不论是水准基点还是施工水准点，都应该定期进行检查。
　　1.3GPS在桥梁施工控制网的应用
　　自20世纪90年代初开始，经过试验、总结和发展，GPS静态相对定位技术被逐步应用到桥梁施工平面控制测量中。与传统的三角测量技术相比，GPS建网技术具有受外界影响小、效率高、成本低、点位精度高且分布均匀等显著优点，是现代大型跨海桥梁、隧道工程建设中的关键技术之一，一般要满足以下的要求：
　　（1）为确保控制网的可靠精度，GPS网中最简独立环的基线边数必须符合相应等级的规定，通常不应大于4°，跨江主控制网的基本图形一般应由多个狭长的大地四边形和短边三角形构成，网形中长短边结合，且同岸侧GPS边长宜为桥轴线边长的0．5～0．7倍，最短不宜短于桥轴线边的0．2倍，三角形内角最好不要小于15°，而岸上引桥GPS网可根据精度情况采用三角形网或环形网形式。实地布设时，应根据实际地形情况、桥型结构和规模、施工场地布置要求及施工作业方案等具体情况，在基本图形的基础上进行优化设计。
　　（2）GPS控制点的位置、数量和密度必须能控制全桥及与之相关的重要附属工程的施工，基本满足施工放样的使用需要。同时还应便于施工期间加密控制点。为方便施工定位放样，桥轴线上宜适当设立中线控制点，并将桥轴线边纳入主控制网中。
　　（3）控制点应选在土质坚实、地面基础稳定、避开施工干扰和有利于长期保护的地方。
　　（4）点位处应视野开阔，相邻控制点间应尽可能通视，尽可能设在地势较高、利于施工放样和控制网加密处。点位周围环境应满足GPS观测的要求。桥梁施工周期较长，施工期间控制点被频繁使用，因此控制点标石应稳定可靠。必须根据实地土质条件、地下水位、施工工期、施工的复杂性等情况，采取有效措施埋设标石。对大型复杂桥梁，为便于施工放样和提高测餐精度，应建造强制归心观测墩。
　　
　　2.桥梁墩台的中心定位
　　桥梁墩台的中心定位，是根据桥轴线控制点的里程和墩台中心的设计里程，以桥轴线控制点为基准，放出墩台中心的位置，一般可采用下述方法：
　　2.1直接测距法
　　在河床干涸、浅水或水面较窄的河道，用钢尺可以跨越丈量时，可用直接丈量法。根据桥轴线控制设点A、B和各墩、台中心的里程，即可求得其间距离。然后使用检定过的钢尺，考虑尺长、温度、倾斜三项改正，采用测设已知水平距离的方法，沿桥轴线方向从一端测向另一端，依次测设出各墩台的中心位置，最后与A、B控制点闭合，进行检核。经检核合格后，用大木桩加钉小铁钉标定于地上，定出各墩、台中心位置。
　　2.2角度交会法
　　当桥墩所在位置的河水较深，无法直接丈量，且不易安置反射棱镜时，可根据建立的三角网，在三个三角点上（其中一个为桥轴线控制点）安置经纬仪，进行三个方向交会，定出桥墩中心位置。角度交会的精度与交会角y的大小有关，故在选择基线和布网时应给予注意。如果利用激光经纬仪进行交会，可使设置的交会方向成为可见的激光束，这样就可以缩短放样的时间，保证及时施工。
　　 2.3极坐标法
　　如果在墩台上可以安置反射棱镜，且用已知坐标计算出测设数据，就可利用全站仪按极坐标法进行测设。测设时要测定气温、气压进行气象改正。
　　桥墩台中心定位后，在各墩、台中心点位上安置经纬仪，以桥轴线为准，用正倒镜分中法，在基坑开挖线外1～2 m处设置墩台纵、横轴线方向桩（也称护桩）。
　　
　　3.桥墩放样方法
　　桥墩主要由基础、墩身、墩帽三部分组成，它的细部放样，是在实地标定好的墩位中心和桥墩纵、横轴线的基础上，根据施工的需要，按照设计图自下而上分阶段地将桥墩各部位尺寸放样到施工作业面上。
　　3.1基础施工放样
　　对于中、小型桥梁的基础，最常见的是明挖基础和桩基础。根据已经测设出的墩中心位置及纵、横轴线，已知基坑底部的长度和宽度及基坑深度、边坡，即可测设出基坑的边界线。边坡桩至墩、台轴线的距离D按下式计算：D= +l+m•h
　　先在基础的下部打入一组基桩，再在桩上灌注承台，使桩和承台连成一体，然后在承台以上灌注墩身。基桩位置的放样以墩、台纵横轴线为坐标轴，按设计位置用直角坐标法测设桩位。
　　3.2桥墩细部放样
　　基础完工后，应根据岸上水准基点检查基础顶面的高程。细部放样主要依据桥墩纵横轴线上的护桩逐层投测桥墩中心和轴线，再根据轴线设立模板，浇灌混凝土。
　　圆头墩身的放样设墩身某断面尺寸为：长12 m、宽3 m、圆头半径1．5 m，可以墩中心O点为准，根据纵横轴线及相关尺寸，用直角坐标法可放出I、K、P、Q点和圆心J点。然后以J点为圆心，按半径1．5 m可放出圆弧上各点，同法放样出桥墩的另一端。
　　3.3墩帽的放样
　　桥墩砌至离帽底约30 cm时，再测出墩中心及纵横轴线，据此竖立墩帽模板、安装锚栓孔、安扎钢筋等。在浇注墩帽前，必须对桥墩的中线、高程、拱座斜面及各部分尺寸进行复核，并准确地放出墩帽的中心线及拱座预留孔（拱桥）。灌注墩帽至顶部时应埋入中心标及水准点各1～2个，中心标埋在桥中线上并与墩位中心呈对称位置。墩帽顶面水准点应从岸上水准点测定其高程，作为安装桥梁上部结构的依据，高程传递可采用悬挂钢尺的办法进行。
　　
　　4.结语
　　综上所述，要做好桥梁施工测量工作，必须从以上三个方面进行系统的施工测量，合理的运用GPS技术提高测量的精准度，从而提高测量工作的整体水平。
　　
　　参考文献
　　[1] 吴迪军，熊伟，张建军. 桥梁施工平面控制网必要精度的研究[J]. 地理空间信息，2008.
　　[2] 胡友健，曾云，陈刚，梁新美. GPS快速静态定位进行短基线平面控制测量的试验. 矿山测量，2002.
　　
　　（作者单位：南宁市分秒测绘有限公司广西南宁530022）

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