桥梁工程测量精细讲解(101页)

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 桥址地形测量外业,一、概述,1,、水下地形测量的特点：,水下地形看不见,无法选择特征点进行测绘,;,测点的高程是间接求得,;,水下地形测量的内容比较简单。,2,、水下地形测量的工作程序,控制,-,平面定位,-,水位观测,-,水深观测,-,内业绘图。,第八章 桥梁工程测量,二、测深线、测深点的布设原则,视测区水面情况在实地布设一定数量的测深线和测深点。,对于沿海港口航道，主测深线方向应垂直于等深线的总方向或航道轴线。特殊地区的测深线方向与等深线之夹角应小于,45,度。必要时应平行于岸线布设测深线。,对于内河航道测量，测深线应垂直于河流流向、航道中心线或岸线方向；弯曲河段可布成扇形；对流速大、横向测深线布设困难时，可布设成斜向测深线。在实际工作中，也可采用散点法测量水深。,测深线间距：沿海，图上,1cm,；内河，图上,1.5-2cm,。,内河航道测量中，测深线间距可用钢尺、皮尺、视距等法确定，然后在测深线方向上设立两个导标，供测船瞄准用。,三、测深工具,1,、测深杆,适用于水深小于,5m,以内且流速不大的浅水区。,2,、测深锤,测深锤重约,3.5kg,，水深与流速较大时可用,5kg,以上的重锤。,3,、回声测深仪,适用范围广。,H=CT/2,C=1500m/s,4,多波束测深仪,多波束测深系统是在回声测深仪基础上发展而来的，回声测深仪只能沿测线测量水深值，而多波束测深仪是一种能够一次给出与航向垂直的剖面内几十个甚至上百个水下测点水深值的测量仪器。,多波束测深仪具有测量范围大、速度快、精度高、记录数字化以及成图自动化等优点，它把测深技术从点、线扩展到面，并进一步发展到立体测深和自动成图。该系统的接收换能器采用均匀线列阵，在垂直于航线的平面,120,度开角内，用波束器组成,25,个波束来接收水底返回的声波。每束波的夹角为,2.4-5,度。,Xi,为第,i,号波束所测水深点距换能器垂足距离,.,Hi,为第,i,号波束所测的换能器到底深度,.,国产仪器最大设计深度,200m,所能覆盖的垂直于航线平面的宽度为,680m,。,5,双波束回声测深仪,双波束回声测深仪，即采用宽、窄两种波束相结合进行水深测量，宽、窄波束共同作业，宽、窄波束发射机在同一换能器上同时发射声波信号，机器记录的两种测深扫描显示在同一记录面上，只是亮度控制不同,。,四、水位观测,（一）、水位站,1,、水位站设置的目的,为了计算确定深度基准面与航行基准面以及为水深测量提供水位改正值，需要在测区内布设足够数量的水位站。,2,、种类,在沿海地区，可布设长期、短期与临时等三种水位站，而在内河地区，则可布设基本水位站以及基本与临时两种水尺。,3,、设置地点,在选择水位站的位置时，应能充分反映测区的水位变化为原则，并应符合下列规定：,（,1,）无沙洲、浅滩阻隔；无雍水。无回流现象；水流可以自由流通；,（,2,）不直接受风浪、急流冲击影响，不易被船只碰撞；,（,3,）能牢固地设置水尺或自记水位计，便于水位观测和水准联测。,对于水位变化复杂的地区（例如河口、港湾以及狭窄水道、分汊水道等地区），应在水深测量前设立水位站观测水位，以便掌握水位变化的特点。,（二）、水位观测,1,、水尺,直立式：,应用最广，它有木制和搪瓷的两种，上面刻有米、分米、厘米的刻划。这种水尺可安置在木桩上或钉在现有建筑物（桥墩、闸墙）上面。,矮桩式：,在易受水流、漂浮物撞击以及河床土质松软，不宜设置直立式水尺时，可设立矮桩式水尺。它是用木桩打入土中,1.5m,以下，露出地面,5,20cm,，其顶部锯平钉一圆头钉。当设置两根或两根以上水尺时，相邻两根水尺宜有,0.1,0.2m,的重叠。,3,、水位观测,水尺零点高程用图根水准测量方法测定。观测水尺时，应尽可能地接近它，水面读数至,cm,。有风浪时，应读波峰和波谷读数，取其平均值，,水位即为水尺零点高程加上水尺读数,。对于矮桩式水尺，观测时可用一根轻便木尺，置于桩顶圆头钉上，量得水深，加上桩顶高程，即得水位。,在水下地形测量中，测点的高程等于水位减去水深，因此，水位观测应与测量水深同时进行。严格地讲，计算每个测点的高程时应该用测量该点水深时的工作水位。因为水面的涨落是不断变化的，满足这一要求难以做到，也是不必要的。,在生产实际中，系利用测区附近的基本水尺或在测区设立临时水尺，定时观测水位，根据观测水位计算测深时的工作水位。,水位观测的时间间隔，一般按测区水位变化大小而定，当水位的日变化,10cm,时，每次测深前、后各观测一次，取平均值作为测深时的工作水位。在受潮汐影响的水域，一般每,10,30,分钟观测水位一次。测深时的工作水位，根据测深记录纸上记载的时间内插求得。另外，当测区有显著的水面比降时，应分段设立水尺进行水位观测，按上下游两个水尺读得的水位与距离成比例内插测深时的工作水位。,在编制河流纵断面图和计算水面比降时，需要河流在同一时间的各点水面高程。这些高程通常称为,同时水位（或瞬时水位、假定水位,）；,水面比降（水面坡度,）：同一瞬间两处水面高差与其距离之比。,为了获得同时水位，若施测河段不长时，可以在拟测水位处，于规定的同一瞬间，同时打下与水面齐平的木桩，桩顶的高程即代表该处特定时刻的水面高程，以后将桩顶与水准点进行高程联测，即能获得水面各点的同时水位。,当河段较长时，则需将不同时间的观测水位（工作水位）换算成所需时刻的同时水位。,（三）、,深度基准面,深度基准面：水深测量获得的深度是从瞬时海面起算的，同一地点不同时刻测得的深度都不一样。为了绘制海图必须规定一个固定的水面作为深度的起算标准，将测得的水深统一换算到这一固定水面，这个固定水面即深度基准面。,确定深度基准面的原则是,既要考虑测船的航行安全，又要充分提高航道的利用率。,若深度基准面定高了，会出现图载水深大于实际水深，依此海图航行，很可能发生搁浅等事故。若深度基准面定低了，使本来可以航行的航道可能误认为水浅而不能通过，从而降低了航道的利用率。,五、测深点的定位,1,、断面索量距法,2,、交会法,3,、极坐标法,4,、全站仪定位,直接利用全站仪，按方位一距离的极坐标法进行定位。观测值通过无线通信可以立即传输到测船上的便携机中，立即计算出测点的平面坐标，与对应点的测深数据合并在一起；也可存储在电子手簿中或全站仪的内存中。到内业时由数字测图系统软件，可自动生成水下地形图。这种定位及水下地形图自动化绘制方法，目前在港口及近岸水下地形测量中用得越来越多。它不但可以满足测绘大比例尺（如,1,：,500,）水下数字地（形）图的精度要求，而且方便灵活，自动化程度高，精度高。,5,、,GPS,差分定位,GPS,定位技术的应用，可以快速地测定测深仪的位置。,GPS,单点定位精度为几十米，这对于远海小比例尺水下地形测量来说，可以满足精度要求，但对于大比例尺近海（或江河湖泊）水下地形测量的定位工作就显得不够，必须用差分,GPS,技术进行相对定位。,测量时将,GPS,接收机与测深仪器组合，前者进行定位测量，后者同时进行水深测量。利用便携机（或电子手簿）记录观测数据，并配备一系列软件和绘图仪硬件，便可组成水下地形测量自动化系统。,6,、无线电定位法,1,）圆系统定位,岸上,AB,两点设两电台,(,副台,),接收机、发射机、定向天线。,测船,P,上设主电台,-,接收机、发射机、全方向天线、显示设备。,定位时，主台发,射一定频率的电磁脉冲，经天线以,30,万,KM/S,的速度向所有方向辐射，当电磁波到达副台时，经接收放大，向船上发射回答脉冲，当主台收到回答脉冲后，就能精确地测定发射脉冲和回答脉冲之间的时间间隔,t,，则两者之间的距离,D=vt/2,，,D,值可在显示器上读出。,为了使岸上的每个电台都能只回答预先规定的脉冲，船上的电台发射机应发射两种不同频率的脉冲，而岸上电台的接收机各自调谐到相应的频率。,这样测船,P,在显示器上读取两个距离,D1,和,D2,，就可在预先绘制好的图板上确定船的位置。,为了解决双值解的问题，岸上电台应用定向天线。其辐射宽度在水平面内为,87.5,在竖直面内为,5,，即可,2,）、双曲线系统定位,在岸上设置,BC,两副发,射,台和,A,主发,射台，主台与副台间距离分别为,S1,和,S2,，,P,为测船位置，上设有无线电定位仪。,根据一动点到两定点距离之差为定值时，其轨迹为双曲线。,设,AB,两发,射台为两定点，向,P,点发射电磁波到,P,点的时间分别为,t,1,和,t,2,，则距离,D1=vt,1,，,D2=vt,2,由,P,点至,AB,两台的距离差为,D2-D1=V,（,t,2,- t,1,）,=V,t=300,t(m/,m,),现以,AB,两台为焦点，根据不同的时间差就可以在图板上绘制一组双曲线，同理经,AC,为焦点也可绘制 一组双曲线。由于双曲线的对称性，会出现双值解问题。,1s=10,-6,m,为解决这个问题，可使副发,射台,B,接到主发射台,A,的信号后延迟一个固定的时间,i,再发,射信号，,i,值的大小可由仪器设计人员确定，假定,B,台发,射时间比,A,台发射延迟了,1=2500,m(,微秒,),，这样测船在,P,点收到,AB,两台发,射信号的时间差,t=2500+,（,t,2,-t,1,）,按该时间差绘制的一组双曲线，可解决双值解问题。,第二节 水下地形内业,一、内业工作的主要内容,1,、将外业观测记录汇总，逐点核对,2,、计算各测点的高程,3,、在图纸上展绘控制点,4,、展绘各测点位置，并注记高程,5,、描绘等深线图,二、测点展绘方法（观测角度时）,1,、半圆仪展点法,该法适于测区范围较小地区,2,、辐射线格网法,该法适于测区范围较大，用上法需要接尺展点其误差较大,由岸上两控制点绘出两组簇,辐射线构成的定位格网。用于前方交会法定位。射线的起始方向可起坐标北或某一固定目标。可按需要绘制不同的角值，当绘示测点时，用内插法确定其交会的方向线。,3,、,三杆分度仪展点法,当用六分仪在测船上进行后方交会定位时，测得两个角度，可用该法。,六分仪,该仪器由三杆（左、中、右）、中心针、度盘和两个分微尺等组成,由于三杆较长，故展点误差较小，该法适用于测范围大的水域，内业展点时，根据角度观测值，使三杆所夹角分别为,、,，,交使三杆通过图上展出的相应的控制点，此时中心针所定点即为测点在图上的位置。,第三节 纵横断面测绘,为掌握河道的演变规律以及满足水利工程设计的需要，可在有代表性的河段上布设一定数量的横断面，定期测量水深。,一、横断面的选择,可在图上或实地选择横断面的位置。,应选取在水流较平缓且能控制河床变化的地方；,尽量避开不易测深的地方；,应垂直于水流方向且间距适中；,一般河段,3-5KM,设一断面，在河流急转、交叉口及沿河两岸的城镇处应加设断面。,位置选取定后，应在两岸各端点打一大木桩或埋设混凝土桩，应埋在最高洪水位以上，为防损坏可在两端点内侧,10-20m,处加设一个内侧桩。,横断面端点应与控制点联测，确定其平面位置和高程。,二、,横断面的测绘方法,1,）测深：方法同前,2,）定位：方法同前,交会法：已知端点,O1,、,O2,点坐标，求得,b,和,，,当测船行至,断面上线时发出信号，测水平面角,和水深，即可计算,S,六分仪侧方交会法,在,D,、,O,两点立标杆，利用六分仪测,角，同时测水深。,外业结束后，对观测成果进行整理，检查。在坐标格纸上绘出横断面图，同时注明垂直、水平比例尺、观测日期及观测时平均水位。,三、 纵断面图的编绘,河流纵断面是沿河道深泓点（河床最深点）剖开的断面，用横坐标表示河长，纵坐标表示高程，将这些深泓点连接起来，就得河底纵断面形状。,1,、纵断面图的主要功能内容：,河底线、水位线、主要居民地、工矿企业、交通设施、水文站、水位站、水准点及其它水工建筑物。,2,、编绘方法,利用已收集的水下地形图、河道横断面图及有关水文、水位资料进行编绘。若少某内容则需要补测。,3,、步骤,1,）、量取河道里程：在已有的地形图上从某一固定点累计量距，图上读至,0.1mm,，,2,）、换算同时水位,为了在纵断面图上绘出同时水位线，应首先计算出各点同时水位，通常根据工作（观测）水位进行了换算。,如图,HA,、,HB,、,HM,分别为某一日于三点测得的工作水位，及另一天某时刻,A,、,B,点的同时水位,h,A,、,h,B,，求该时刻,M,点的同时水位,h,M,。,A,、假定各点间的落差改正数的大小与各点间的落差成正比，求,M,点的落差改正数,由上游水位站推算时：,由下游水位站推算时,以上两式可相互校核。,B,、假定各点间落差改正数的大小与各点间的距离成正比，按距离内插求改正数,从上游水位站推算：,由下游水位站推算时,以上两式可相互校核,3,）、编制河道纵断面成果表，根据些表绘制河道纵断面图,4,）、绘制河道纵断面图,河道纵断面图一律从上游向下游绘制，高程比例尺一般为,1,：,200-1,：,2000,，,水平比例尺为,1,：,2.5,万,-1:20,万,一、,桥梁结构基础知识,工程测量贯穿于桥梁建设的全过程，其中包括：建设过程中的勘测、施工测量、竣工测量，施工过程中及竣工通车后的变形监测。桥梁施工阶段的测量工作可概括为：桥轴线长度测量，施工控制测量，墩、台中心的定位，墩、台细部放样以及梁部放样等。了解桥梁结构基本知识对做好桥梁工程测量具有重要意义。,第四节 桥梁施工平面控制测量,1,、桥梁的组成部分与各部分的作用,桥梁所承受的重力（竖直的）或外力（竖直的或水平的）叫做荷载；起承受重力作用的部分叫做承重结构。桥面与承重结构统称桥的上部结构。支撑承重结构的支承物称做桥墩；岸边的支承物兼挡墙称做桥台。桥墩与桥台统称为桥的下部结构。上部结构称做跨越结构或桥跨结构；下部结构称做支承结构。,2,上部结构,近代桥梁所承受的载重和跨度较大，结构复杂。以上部结构为例，承重结构是梁的叫做主梁，主梁可以用钢（钢板梁、钢箱梁、钢衍梁）、钢筋混凝上（跨度不大时）或预应力混凝士做成；承重结构是拱的叫做主拱（多于一片拱时称拱肋）；承重结构是悬索的叫做主索或大缆；桥渡的中心线通常称为桥轴线，桥轴线两岸控制桩的距离称为桥轴线长度。,桥面设在承重结构上方的叫做上承式桥。上图是一座上承式（桥面在承重结构上方）铁路钢衍梁组成部分的示意图。其钢轨铺在枕木上，枕木铺在纵梁上，纵梁支承在横梁上，横梁支承在主梁（衍架式承重结构）上。此时钢轨与枕木部分叫做桥面，纵梁与横梁部分叫做桥道结构。,桥面设在承重结构下方的叫做下承式桥。在两片或数片主梁之间用纵向的及横向的杆件将主梁联成一个协性较大的空间结构，以抵抗横向的及纵向的力（风力、车辆摇摆力。线路在曲线上时的离心力等），这些联结杆件形成一个联结系统，叫做联结系。因此上部结构由桥面。桥道结构、承重结构及联结系四个部分组成。,3,、,下部结构 桥梁的下部结构通常就由支座、墩台。基础三个部分组成。荷载是通过上部结构的承重结构传递至下部结构的墩台顶面的。,为了使上部结构与下部结构的受力明确（在支点处力的作用位置明确），以便进行精确的力学计算，同时为了上部结构与下部结构之间的连接可靠，必须在上、下部结构之问有一个保证力的作用位置明确并且连接牢固的支点构造，这个支点构造就叫做支座。对于梁式桥来说，由于荷载和温度的作用，梁都会发生变形。这种变形在支座处有两种：一种是梁弯曲时的转动变形,Z,一种是梁伸缩时的移动变形。既允许梁作伸缩变形又允许梁作转动变形的支座叫活动支座；只允许梁作转动变形而不能作伸缩变形的支座叫固定支座。每根梁只能有一个固定支座，其余的均为活动支座。,桥墩与桥台一般用石砌筑或混凝土灌筑而成，在旱地上有时可用钢做成。承受墩台底部压力的土壤或岩石叫做地基。如果地基具有设计需要的足够的承载力，就可将墩台的底面根据地基承载力的大小和墩台稳定的需要适当扩大，直接支承在距地面深度不大的地基上。这个扩大了的部分就叫做扩大基础或浅基础。如果地基浅层的承载力不足以承受墩台传下的压力，要将基础下降到一定的深度，直到满足承载力的需要为止。下降的方法一类叫沉井，一类叫沉桩。沉井与沉桩统称深基础,二、桥梁施工平面控制测量概述,在桥梁施工时，测量工作的任务：,精确地放样桥墩桥台的位置和跨越结构的各个部分，并随时检查施工质量,。,一般来说，对于中小桥，由于河窄水浅，桥墩台间的距离可用直接丈量的方法，或利用桥址勘测阶段的测量控制作为施工放样的依据。,但对于大桥或特大桥，用勘测阶段的测量控制来进行施工放样，一般就不能满足要求，而必须建立平面控制,作为施工放样的依据。,在干涸、,浅水道上，可以沿桥轴线直接丈量距离来确定桥墩台的中心位置。这时只需要保证相邻墩台间距离满足架设的要求即可，而桥轴线总长的精度并不是决定性的因素。但为了防止错误和检核必须进行多次，为了对检核有所依据，桥轴线必须满足一定的精度。,在深水河道上桥梁墩台中心的位置一般无法直接,丈量，放样工作一般采用交会法，此时桥轴线长度的误差就直接影响墩台的定位精度，此时用勘测阶段 控制网就不能满足放样的要求，必须建立平面控制网。,在布网时，要充分考虑既要有利于提高桥轴线的精度，又要保证交会墩台的精度， 同时也要注意为交会放样创造有利的工作条件。,三、桥梁网布设的要求,1,、图形简单并具有足够的强度,2,、桥轴线应为控制网的一条边，并与基线一端相连，以保证桥轴线的精度。,3,、基线应尽可能采用直线型，不得已时才采用折线型基线，基线应不少于两条边（每岸一条），其长度应为桥轴线的,0.7-0.8,倍比较理想，困难时亦不小于,0.5,倍。在基线上多设几个节点，埋设标石，以便交会近岸桥墩。,4,、控制点选在不受干扰，便于永久保存且土质坚实的地方。,5,、控制点应选取在视野开阔、通视良好处。,四、桥梁网的布设形式,为了保证桥轴线的精度及交会的精度，布设控制网的图形很重要，但图形受桥址地形条件影响，同时要求充分考虑观测条件、点位稳定性、平差简单、使用效果好，图形应力求简单、强度好。,桥梁三角网的基本图形为三角形和四边形。应用较多的图形有双三角形、大地四边形、双大地四边形及四边形与三角形结合的图形。这些图形都以桥轴线为控制网的一个边，桥轴线与控制网直接联系，图形简明、直观，桥轴线的长度由基线直接传递、检核，对保证桥轴线精度有利。,大地四边形,双,三角形,非,对称交会,图形较简单，适于桥长较短，而需要交会的水中墩台数量不多的情况，桥轴线为控制网的一条边。,双大地四边形,适于特大桥的放样。我国在长江上修建的几座大桥，大多采用此布网方法。图形坚强、控制点数量多，图形条件好，有利于提高精度，有利于用来交会桥轴线上不同位置的墩位。缺点：为了照顾图形强度、上下游的控制点往往偏离桥轴线较远，在交会时不能充分发挥其作用，因而需要插点，以供直接用来交会墩台，这实际上降低了控制点的精度。,大地四边形,+,三角形,适于特大桥的放样。有利于克服不便交会的缺点，但桥轴线不是三角网的一个边，多余观测较少，两岸的三角形往往受地形限制，很难选出坚强图形，其精度不如前图好。,共有四个三角点，均不在轴线上，但在基线与桥轴线的交点上可设立两点，以供放样桥轴线用，,丈量基线时，量出交点到基线端点的距离，即可将三角网与桥轴线联系起来，四个节点供放样近岸桥墩用。,五、平面控制实例,1,、南京长江大桥控制网,布设成以浦口、南京为中心的双中心形控制网。,浦口至狮子山设对角线，供分析比较中；基线设在浦口岸，桥轴线上下游各一条，长,1100m,、,1300m,，用,24m,因瓦线状基线尺,4,根，,2,根往测，,2,根返测，每条基线丈量两个测回。,南京岸三角点狮子山，老虎山，离江边和桥轴线较远，不便放样桥墩台用。在南京岸内插了三个点。浦口岸在基线上加设了两个节点，内插一个点。,2,、九江长江大桥控制网,以桥轴线为共同边的双大地四边形，北岸三个三角点设在大堤内，建双层高标，,B10,、,B9,做节点用，,B3,设在防洪堤内，双层高标，,B6,、,B8,为寻常标。为了施工方便，还有插入网。,六、坐标系统,因为桥梁三角网是为放样用的，需要应用的是三角点间的实际距离，所以应将基线长度化算到桥墩顶平面上，而不化算到平均海水面上。,桥梁三角网作为一个独立三角网计算。通常采用以桥轴线为纵坐标轴（,X,），与它垂直的方向为横坐标轴，坐标原点可采用位于河流一岸桥轴线的三个角点上，或其延长线上的其它点上。,第五节 高程控制测量,一、布设,作为桥梁施工控制的水准点，每岸至少埋设三个，并与国家水准点联测，水准点应采用永久性固定标石，也可采用平面控制点的标志。同岸三个水准点的两个应埋设在施工范围以外，以防受到破坏，另一个埋设在施工区，方便使用。为了将高程传递到桥墩台上，应在每一桥台附近设立一个施工水准点。,二、施测,按水准网的等级要求进行施测。前已介绍。,三、跨河水准测量,施测水准点时，需要跨过河道，跨河水准路线应选在桥址附近，且河面较窄处，为了避免折光影响，水准路线不易跨过沙滩及植被密集处，视线应高出水面,2m,。,过河水准测量，对远尺读数往往困难，需在水准尺上装一个觇牌，观测者指挥持尺者，上下移动觇牌，使觇牌上的横线落在十字横丝上，由持尺者读取水准尺上的读数，用同等精度仪器，同时作对向观测，先读近尺，后读远尺，远尺读,24,次取平均值。,若只有一台仪器，先于,I1,点置仪器，先读,A,后读,B,，,h,AB,=a-b,为半测回；置仪于,I2,不调焦，先读,A,后读,B,，,h,AB,=a -b ,完成一测回。,第六节 桥梁三角网必要精度的确定,控制网的建立 为施工时墩台定位提供测量的基本控制点。如何能满足精度？,在桥轴精度估算问题上存在两种不同的看法：,我们分别从确定桥长和放样桥墩两方面来进行分析。,一、以跨越结构架设的误差来确定控制网的精度,控制网的精度与桥长、桥跨大小、跨越结构的形式,-,节间、孔、联有关。,1,、误差来源,杆件的制造误差；规定：一超过其设计的,1/5000,桥墩支座垫板的安装误差；,5mm,；,温度变化引起的杆件伸缩,-,系统性的。,在桥梁设计时，应根据桥跨的大小 、桥梁结构形式及地区的温度变化进行计算，从而确定桥梁端应预留的钢梁的伸缩空隙。,若预留的空隙比设计上要求的大时，可吸收制造误差、安装误差、测量误差或其它误差。,若预留的空隙比设计上要求的一样时，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。,2,、钢梁架设的相对中误差,根据制造、安装误差限差来推算,A,每联（孔）的架设误差,B,钢梁架设的极限误差,C,全桥架设的相对中误差,3,、三角网在桥轴线上的精度,要使测量误差不至于影响工程质量，取三角网控制误差为,钢梁架设误差的 ，即三角网在桥轴线上的边长相对中误差,二、从桥墩定位的容许误差来分析三角网的必要精度,工程上对放样桥墩位置的要求：桥墩中心在桥轴线方向上的位置中误差不应大于,1.52cm,，桥墩位置偏移则支座位置偏移，桥墩的应力改变。若在桥轴线方向偏差过大，则需加宽墩顶部来补救。,以前方交会放样桥墩为例：,设,ABDE,为三角点的实地位置，因平差后点位仍含有误差；设,B,为平差后坐标位置，其它点重合，,C,为欲放样的桥墩位置，,、,按平差坐标及,C,点设计坐标算得，在,AB,放样,C,，将,C,投影到桥轴线上得,C,，,CC,即为因,AB,的误差（,BB,）引起的沿轴线方向误差。 当,C,越接近于,D,点时，,CC,越接近,BB,，最大相等。,以桥墩在桥轴线方向上的位置中误差不大于,2.0cm,作为三网必要精度的起算数据，根据可忽略原则,m10.4M,0.420,8mm.,桥长,1000m,时,1/125000,桥长,500m,时,1/62000,由于桥梁三角网的主要作用是桥长和放样桥墩，因此，应分别根据桥梁架设误差和桥墩定位的精度要求，来计算桥梁三角网的必要精度。为了安全，可采用其中精度较高者作为桥梁三角网的精度要求。,第七节 直线桥梁墩台定位测量,桥梁施工测量的主要工作,:,准确的定出桥梁墩、台的中心位置和它的纵横轴线,。,测设墩、台中心位的工作就叫,墩、台定位,。,直线桥墩、台定位所根据的原始资料为桥轴线控制桩的里程和墩、台中心的设计里程，根据里程可求算出它们之间的距离，按照这些距离，即可定出墩、台的中心位置。,墩、台中心位置的测设，通常都以桥轴线两岸的控制桩及平面控制点为依据，因此，要保证以足够的精度定出墩、台位置，首先要保证桥轴线及平面控制网有足够的精度，同时也要保证墩、台定位测量的精度。,在测设出墩、台中心位置以后，还要设出墩、台的纵横轴线，以固定墩、台的方向，同时在墩、台施工中，也要保证墩、台定位测量的精度。,墩、台定位的方法，视河宽、水深及墩位的情况而定，如果墩位在干涸或浅水河床上，可以采用直接定位的方法；如果墩位处在水深流急，则采用角度交会的方法。,一、直接丈量法,在陆地上施工的桥墩、台一般在桥轴线两控制点间按里程直接丈量测定桥墩、台中心点位。钢尺要用检定过的标准钢尺。,两控制点间，特别是桥梁中部控制点间的所有桥墩应一次丈量测定，避免由一个控制点施工一个桥墩测定一个桥墩，而使误差集中到一端。更不能允许由两端控制点向中间逐墩测定，使误差集中到中部。,1,、按墩、台中心里程与控制点间的里程关系，用普通钢尺概量、钉大木桩，并在桩上钉小钉。,2,、用检定过的钢尺，精密丈量各段距离，并进行各项改正。,3,、将丈量结果与两控制点间距比较，得全长丈量误差，按比例予以分配，,并算出各墩上小钉的实际里程。,4,、按改正后距离自任一端重新计算各墩桩上小钉的实际里程。,5,、根据实际里程与设计里程的差值，调整小钉位置，,此时小钉的位置即为各桥墩中心位置。,平行线法：,1,、在桥轴线一侧施工范围外，建立一条桥轴线，,AB,的平行线,AB,。,如河中有浅水，不便工作，还可沿,AB,架设临时木便桥。,2,、在,AB,方向测设出,1,、,2,、,3,、,4,各点，再从这些点测设,1,、,2,、,3,、,4,。,二、光电测距法,光电测距法是一种最为迅速、方便的方法，只要墩台中心处可置反光镜而经纬仪与反光镜能通视即可。,当墩、台中心不位于水中时，可利用光电测距仪放样。,三、交会法,位于河槽中间的桥墩，如水深流急，不能直接丈量或安置反光镜有困难时，则需采用经纬仪角度交会法测设桥墩中心位置。,始施工后，所有施工设施一般亦不致阻碍视线，,则可在三个或三个以上（包括桥中线）控制点，按桥墩方向角在对岸适当位置测定前视方向点，建立固定目标，进行交会。建立固定目标时，可用多测回法和不同后视控制点观测，提高目标方向精确度。,1,、固定点法,若桥址两岸地势较高或有合适稳定的建筑物，控制网三角点或施工控制点照准视线，一般高出水面很多，当桥墩开,2,、,固定角法,利用桥墩方向角与一后视控制点方向角之差值，按固定角值观测进行交会定位，即前方交会。,定位观测时，难于实施多测回作业，精度较差。,3,、实际测角法,观测点上，通过观测桥墩定位标志的实际方向角与设计角之差，以及观测点与桥墩定位目标的大概距离，指使定位标志移动，使实测方向角逐渐接近设计方向角，达到定位目的。,4,、角差图解法,目前角差图解法已广泛应用于水上桥墩定位测量，亦可应用于其它水上工程建筑物的定位测量。,第八节,曲线桥梁的墩台定位,一、曲线桥的特点,位于直线上的桥梁，由于线路是直的，而梁也是直的，当梁的中线与线路中线完全吻合；而位于曲线上的桥梁，线路中线虽为曲线，但梁本身是直的，线路中线与梁中线不能完全吻合。,梁在曲线上的布置，是使各梁的中线联接起来，成为基本与线路中线相符合的折线，这条折线称为桥梁的工作线。桥墩的中心一般就位于工作线转折角的顶点上。所谓定位，实际上就是测设这些转折角顶点的位置。,在桥梁设计中，梁中心线的两端并不位于线路的中心线上，因为如果位于线路的中心线上，则梁的中部线路中心必然偏向梁的外侧，行车时两侧受力不均，为此须将梁向外侧移动一段距离,E,，,称偏距。由于相邻两跨梁的偏角,很小，认为,E,就是线路中线与桥墩纵轴线的交点,A,至桥墩中心,A,的距离。,偏距,E,一般就是以梁长为弦线的中矢值的一半，这种布置方法叫,平分中矢布置,。也有的使,E,等于中矢，这叫,切线布置,。铁路桥梁基本上都采用平分中,矢,布置。,相邻两跨梁的端点在桥墩上不能紧靠在一起，而要留一定的空隙。在曲线桥上两梁端在曲线内侧的空隙,2a,，,应不小于一个规定的数值（例如,10cm,），,桥台上梁端内侧与桥台胸墙的空隙,a,，,一般也不小于此规定值。,当梁在圆曲线上时，如为切线布置。则中矢,E,为。,如为平分中矢布置。则,E,为中矢一半。,当梁在缓和曲线上时，如为切线布置。则中矢,E,为。,如为平分中矢布置。则,E,为中矢一半。,L,为墩中心距；,Lt,为,ZH,至计算点的距离,B,为,梁的宽度,当相邻两孔梁的跨距不等，或虽是等跨，但位于缓和曲线上，则所示的,E,值不等，导致两孔梁的工作线不能交于桥墩中心，此时应采用相同的,E,值，因此规定当相邻梁跨都小于,16m,时，按小跨度梁的要求确定,E,值；而大于,20m,时，则按大跨度梁的要求确定。,关于桥台的布置，桥台的中心线与相邻梁跨的中线布置在一条直线上时，称为直线布置。这种布置使得台尾处的线路中心线偏离桥台中心线一段距离,d,，如,d=10cm,时，就采用这种布置方法。,若使台前的,E,与相邻梁跨的,E,相同，而使台尾的,E,为零，则称为折线布置，当用直线布置,d,10cm,时，就采用这种布置方法。,但当这样布置时，如果台尾偏角出现负值，即台尾偏角改变方向，则台尾与台前采用相同的,E,值。,偏心距,E,、偏角,及墩中心距,L,，在设计文件中已经给出，但在测设以前仍应按上述计算方法重新进行校核计算。下图中在每个桥墩处注记了偏距,E,和墩中心的桩号，桩号下面注记了该桥墩偏角，两墩间注记了墩中心距长。,如,3,号桥墩注记了桩号为,K9,763.20,，,E,11cm,，偏角, = 307,56,，,3,号到,4,号墩中心距为,32.80m,。,二、墩台定位的方法,在曲线桥上测设墩位中心，可依条件采用不同方法。,1,、偏角法,该法适于距离可以丈量且桥跨较小的桥梁，其工作原理、方法，与线路测量中用偏角法测设曲线是完全相同的。,测设前，应按照曲线的,ZH,（,HZ,）,点及各个墩中心的里程，求出各点的曲线长度，按,R,、,L,0,，,求出各点相对于,ZH,（,HZ,）,的偏角。测设时，先从桥轴线的控制桩,A(B),设出,ZH,（,HZ,）,点，再移仪器于,ZH,（,HZ,）,用偏角法，测出桥墩纵轴线与线路中线的交点，从这些交点设出桥墩纵轴线方向，并自交点向曲线外侧沿桥墩纵轴线设出相应的,E,值，即为墩中心的位置。,2,、导线法,该法适于距离可丈量且桥跨较大的桥梁，由于各墩台处的桥梁偏角,i,及墩中心距,L,i,都是设计时给定的值，可以逐个测设角度及距离而将墩台的中心设置出来。由于它类似一条导线，故称导线法。不同之处，此处是测设而不是测量这些角度和距离。,置仪器于桥轴线一端的控制点,A(B),上，如台尾中心在线路中线上，则用测设曲线的偏角法设出,a(,或,b),及桥台胸线与线路中线的交点,1,。再置仪器于,1,，设出与该点切线相垂直的方向（胸墙线的方向），并在这一方向上向曲线外量偏心距,E,，即桥台的中心点,1,；也可置仪器于,a,，,拨一偏角经定出,1,点。然后置仪器于,1,点，以盘左、盘右设出桥梁偏角,1,，,并在设出的方向上测出已知的墩中心距,L1,，,即定出墩中心点,2,。依次下去，直至桥终端的台尾中心点,b,，,最后丈量,bB,距离以作校核。,3,、长弦偏角法,在用光电测距仪测设墩位时可采用该法。而且测站可以在一个固定的位置上测设所有的点，减少了仪器的对中误差，对测设精度有所提高。因而是一种较好的方法。,测设前，应根据各桥梁偏角,i,及墩中心距,Li,求出各墩台中心在切线坐标系内的坐标值。桥轴线控制点,A,的坐标是已知的，根据这些点的坐标值，即可求得,A-1,、,A-2,、,A-3,等的长弦距离，也可求得,ZH-A,、,A-1,、,A-2,等的长弦距离及坐标方位角,。,测设时，安置仪器于,A,点，以,0,照准,ZH,点，将照准部旋转角度,180,+,（,A-1,-,ZH-A,），,即得,A-1,方向，在此方向上测设,A-1,距离，即得墩中心点,1,，保持仪器的度盘不动，再将照准部旋转至读数为,180,+,（,A-2,-,ZH-A,），,即得,A-2,方向并量距得,2,点，依次测设全部墩位。,4,、交会法,当桥墩位于水中不能直接丈量，也不能安置反光装置时，用极坐标法测设，或墩位虽不在水中，但地形复杂丈量困难，又无光电测距仪设备时，可以用交会法测设曲线上的墩位。,在直线桥上采用交会法定位时，可以利用桥轴线的方向进行控制，以保证墩位在线路中线方向上。但由于曲线桥上没有这个有利条件，所以除到了万不得已的情况下才用，且要多用几个方向交会。,第九节,墩台纵横轴线的测设,依上述方法钉设出墩台中心后，尚需测设墩台的纵磺轴线，作为放样墩台细部的依据。所谓墩台的纵轴线，是指垂直于线路方向的轴线，而横轴线是指平行于线路方向的轴线。,在直线桥上，墩台的滓轴线与桥抽线重合，而且各墩台一致，所以就利用桥轴线两端的控制桩来标志横轴线的方向，而不再另行测设标志桩。,墩台的纵轴线与横轴线垂直，在测设纵轴线时应将经纬仪安置在已订设出的墩台中心点上，从桥轴线方向测设,90,o,角，即为纵轴线方向。因为在施工过程中还要经常在墩台上恢复纵,横轴线的位置，所以需要用木桩将其准确标志在地面上，这些标志桩称为护桩。,为消除仪器轴线误差的影响,，盘左盘右测设两次取其平均位置。在设出的方向上，应于桥轴线两侧岸上各钉设两个护桩。在同一条轴线上钉设两个护桩就可固定它的位置及方向，但为了防止丢失、损坏以及在墩台施工到一定高度后不致因视线被阻，,妨碍轴线的恢复,，所以部是每侧各设两个。其位置应选在离工场地一定距离，且地质条件比较稳定的地方。如果施工期限较长，还应用水泥包桩或埋设石桩及混凝土桩。,在浅水中的桥墩，因为不能在水中架设仪器，也不能钉设护柱，则暂不测设轴线。当用筑岛或建筑围堰施工时，待根据初步交会定出的墩位筑岛，或建成围堰并将水抽干后再准确的交会或用其它方法测设出墩的中心位置并测设轴线。,深水桥墩往往用沉井、沉箱或管柱基础。在曲线桥上，墩台的纵轴线位于相邻桥跨工作线的分角线上，而横轴线与纵轴线垂直。,测设纵横轴线的方法：,置仪器于墩台中心点上，自相邻的墩中心方向测设（,180-a,）,2,角即得纵轴线方向；自纵轴线方向测设,90,0,角即得横轴线方向。在每一条轴线方向上，同样要测设四个护桩。曲线桥上的轴线护柱纵横交错，极易混淆，应在桩上注明墩台的编号，以防将来用错。,如果墩台的纵横轴线有一条适位于水中，无法订设护桩时，亦可只设置一条。,