包邮桥梁施工技术

桥梁测量放样 1. 知识目标 （1） 熟悉桥梁测量放样。 （2） 掌握桥梁高程控制测量。 （3） 熟悉水中桥墩建筑过程中的测量与放样。 （4） 掌握引桥(或旱桥)的施工测量与放样。 2. 能力目标 （1） 能够进行桥梁的测量放样。 （2） 能够描述桥梁各部位测量放样中应注意的问题。  知识链接 桥梁施工测量的基本任务 根据设计文件，按照规定的精度，将图纸上设计的桥梁墩台位置标定于地面，据此指导施工，确保建成的桥梁在平面位置、高程位置和外形尺寸等方面均符合设计要求。 1. 下部结构的测设 桥梁工程的桩基、承台、立柱、盖梁均根据总样测定。及时熟悉设计图纸、领会设计意图是基本要求，另外还须注意设计图上的墩台轴线桩号不一定是桩位、承台、盖梁的中心点，部分桥墩控制点的前后、左右不一定对称，因此在计算桥墩放样要素时应特别注意，以免出错。 （1） 桩基放样：根据墩台纵横轴线用钢尺测设四根边角桩位，并用钢尺复核这四根桩的相对位置无误后(矩形对角线长度相等原理)，就根据这四个点用钢尺测设桥墩的其他桩位。 （2） 承台放样：根据墩台纵横轴线测设。 （3） 立柱放样：根据承台轴线测设立柱纵横轴线。立柱纵横轴线用红三角标注在已浇制完毕的承台上。 （4） 盖梁放样：盖梁是控制跨径和桥面标高的重要项目，因此盖梁测设时必须确保精度。具体测设时可根据墩台纵横轴线测设，并丈量跨径以确保架梁位置。 （5） 各分项工程结构放样、复测都单独分开进行，并经监理复核签证后，方可进行下一道工序的施工。 2. 上部结构与桥面铺装的测设 根据施工图，首先测设桥梁纵轴线和桥墩横轴线，然后按照纵横轴线划出梁位，并测出跨径。 采用坐标法和常规测设方法相结合的手段来测设。首先根据主线及匝道平面线型要素表用坐标法测设要素点位置（中线和边线），即测设直线和曲线的起讫点；然后用常规测设方法根据要素点位置，按照施工需要测设线上各点，直线用通视法，曲线用偏角法。 任务1桥梁测量放样概述 现代新型桥梁如悬索桥、斜拉桥等，结构设计复杂，均建有很高的索塔，主桥面都为逐段焊接的钢箱梁组成，以高强度的缆索拉紧。这些桥梁的鞍座定位、索导管定位和施工线形控制等都要求极高的精度。因此，测量工作的精度对保证大桥施工与监测的高质量，确保大桥长久正常运营有着极为重要的作用。 1. 桥梁施工测量的原则 先整体后局部，先控制后碎部，先高级后低级，上步工作未作检核，下步工作不准进行。 2. 桥梁施工测量的特点 桥梁施工测量的特点有：控制范围小、点位密度大、精度要求高；控制点使用频繁；受施工干扰大；桥梁控制网一般分两级布设，且两级控制网精度相当；控制网精度需估算。 一、 桥梁工程测量的意义 桥梁跨越宽阔的水面，一些桥墩坐落在离岸边数百米甚至数千米的水中，测量的条件十分困难，而定位及安装精度又要求极高，因此必须研究现代测量技术在桥梁中的应用问题，以解决那些属于精密工程测量的关键技术难题。桥梁施工控制网建网的主要目的是精确放样桥梁墩台的位置及其跨越结构的各个部分，以保证实现桥梁的设计跨度和线形及其与两侧道路的正确连接，并依据控制网随时监测桥梁在施工过程中的构造变形和检查已竣工构筑物的施工质量。因此桥梁控制网是桥梁施工放样、结构变形监测和质量检查的基准。为实现桥梁控制网的上述功能，应对控制网建网过程中的坐标系统、起算数据、精度设计、点位与网型布设、施测方法、数据处理和网的质量评价等各环节进行逐项研究。 桥梁工程测量是工程测量学中一个重要的组成部分，主要是研究和解决大桥施工前后所有的测量和放样工作。因此也是桥梁修建过程中不可忽视的重要一环。从实际意义上来说，桥梁工程测量是确保工程质量的关键点之一。为了做好测量工作，客观上要求桥梁建筑行业的行政和技术领导，应给予足够的重视。例如：支持引进新技术的应用；配置必要的仪器、工具及其更新；在工地上给予必要的测量条件等。对每个工程测量人员则要求：①在工作上必须具有严肃的高度责任感，互相协作；②在业务知识上，必须接受新事物，精益求精，不断学习，以提高操作水平。 测量成果是由集体创造的，不论是技术人员或工人，稍有一点疏忽或麻痹大意，往往就会铸成大错，给工程带来严重的质量后果。“失之毫厘，差之千里”应该是工程测量人员必须牢记的座右铭。 二、 桥梁工程测量的任务及其基本内容 桥梁工程测量的任务按工程进行的先后步骤可分为以下三个方面。 1. 施工前的勘测工作 这个阶段的测量工作主要是为选择桥址、确定桥跨方案给设计工作提供所必需的水文资料、跨河长度及两岸必要的各种比例尺地形图。其基本内容包括： ①收集和测量各种典型水位的流向平面图； ②收集和测量大船只的航道图； ③收集和测量桥位地区冲淤变化的固定断面，垂线流速综合图； ④收集和测量桥位地区上下游河流水面坡度变化的水流纵断面图； ⑤收集和测量桥址区域范围内的1∶5 000、1∶2 000河床平面图； ⑥收集和测绘历年的水位过程线图及逐年高洪水位和大流量图； ⑦桥址两岸1∶5 000、1∶2 000的地形图测绘； ⑧配合工程地质勘探中的测量定位工作； ⑨过江水准测量使两岸的水准点采用统一高程； ⑩平面控制网的初测工作，以供布设桥跨及连接两岸里程或坐标。 2. 施工过程中的测量放样工作 在初步文件设计经审查并经国家批准后，即进入施工阶段，就要根据施工组织设计的总平面图的布置，将建筑物和墩、台的位置在实地进行定线放样，以作为施工的依据。其基本内容包括： ①对勘测部门移交的平面控制网进行验收及复测，同时根据放样工作的需要，加密施工控点； ②永久性的水准基点的验收、复测及配合施工和变形观测需要加密施工水准点及基岩水准点（或深层标）组成高程控制网； ③定期检测平面控制网、高程控制网的成果； ④水中桥墩基础（如沉井、围笼、管柱等）的测量和放样工作； ⑤桥墩、桥台的平面轴线放样和高程放样； ⑥施工中的水文观测； ⑦架梁过程中的测量放样工作； ⑧施工准备阶段的附属工程（如购地、房屋、公路、铁路专用线、电力线路、管路等）的放样和测量； ⑨引桥的施工测量工作； ⑩竣工测量及墩、台的变形观测。 3. 桥梁竣工测量 墩台施工完成后及架梁前，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。 桥梁竣工测量的目的：测定建成后墩台的实际情况；检查是否符合设计要求；为架梁提供依据；为运营期间桥梁监测提供基本资料。 桥梁竣工测量的内容：测定墩台中心、纵横轴线及跨距；测量墩台各部尺寸；测定墩帽和支承垫石的高程；测定桥中线、纵横坡度；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；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不低于二等水准测量的精度联测。 4. 工程竣工后运营期间的测量工作 在大桥建成通车后，为了检查桥的安全质量和稳定的情况，并且验证设计是否正确合理，需要定期对全桥各重要部位进行位移、倾斜、沉陷等内容的观测，其基本内容包括： ①墩、台的沉陷、倾斜、位移观测工作应从施工单位接收累计的观测资料后，长期进行下去，其观测时间的密度视工程稳定的情况而定； ②钢架支座（特别是活动支座）受温度影响的位移观测工作； ③水中墩周围河床洪水期受冲刷的观测； ④钢架的预拱度（或下挠度）情况的观测。 凡全桥长度超过1 000 m的桥梁工程测量工作，应成立专门的测量组织来进行专业性的工作，特别是当工程量很大，工程性质艰苦复杂且有两岸同时施工时，更应由一个统一的测量队来统筹安排全桥的测量工作。因此，人员的多寡和仪器、工具的配备很难进行标准的规定，必须按照实际的自然地理条件，工程量大小、进度快慢、人员的技术水平和测量设备的状况来具体规划，但必须贯彻技术职责制度和岗位责任制这个管理原则，使技术人员有职、有责、有权，充分发挥技术人员的职能作用。然而作为桥梁工程测量的技术人员还必须具有桥梁工程的知识，善于识图和读图，应基本了解工程结构的设计意图和施工中的工艺，这样才能根据工程质量的要求，确定应该放样的点和线以及选择相应精度的观测方法和技术措施。使测量放样工作具有针对性，避免或减少盲目性，合理解决施工过程中的各种测量问题。 任务2桥梁高程测量放样 高程控制网的布设形式及技术要求为：高程控制网的主要形式是水准网，布设成闭合环线附合水准路线或节点网；不允许布设水准支线。 水准测量分一、二、三、四等，其中具体要求如下。 （1） 与线路水准点联测的精度要求：当桥长（包括引桥）＜500 m时，四等；当桥长（包括引桥）＞500 m时，三等。 （2） 跨河水准测量的精度要求：当桥长＜300 m时，三等；当桥长300~1 000 m时，二等；当桥长＞1 000 m时，一等。 （3） 施工水准点在基本水准点间布设成附合水准路线，等级低于三等时，也可用三角高程测量方法。 一、 高程测量放样 桥梁水准测量不仅要满足测图和水文测量的需要，而且要在全桥范围内建立统一的高程控制网，以作为精确测定墩、台和各主要建筑物高度、钢梁支座高程以及其他附属工程高程放样的起始依据。对于重要的、工期较长的桥梁而言，测设的高程控制网必须具有较高的稳定性，在建桥过程中作为墩、台基础在施工过程及交付运营前后沉降观测的可靠控制基础。这是一项与平面控制网同样重要的高精度测量工作，一般宜在施工前的勘测阶段进行，同时在施工过程中每年或来年必须进行复测，检查其是否具有垂直位移变动情况。高程控制网由两岸的水准基点及施工水准点组成，联测时还应进行过江水准测量和水准点之间的联测，这样就需要组成不同等级的闭合环或符合路线，并进行平差计算，因而也就涉及各种等级的水准测量。 水准测量的高程依据一般引测自附近的水文站、铁路和国家高等点的系统。由于桥梁的建设牵涉面较广，与船只运行的净空高度、铁路与公路的联络线的衔接以及城市建设布局的影响均有关。所以在正式施工前就应与城建、航道、铁路、公路水文站等有关部门的水准点进行联测协商，采用统一的水准基点高程系统，作为各自高程放样的统一依据，以求得各个工程环节衔接的一致性。 二、 桥梁高程测量放样的一般规定 为桥梁工程测设的高程控制网，具有相对的独立性，若其高程系统与全国性水准控制系统相一致的话，也可纳入国家水准点等级行列，因其施测的精度较高，一般均按国家水准测量细则进行操作来取得成果。水准测量等级和测量精度见表21。 表21水准测量等级和测量精度（mm） 水准测 量等级 每公里高差中 数中误差M△ 限差 检测已测段 高差之差 往返测不符值 符合路线 闭合差 环闭合差 左右路线 高差不符值 二 ≤1.0 6R4R4L4F— 三 ≤3.0 20R12R12L12F8R 四 ≤5.0 20R30R20L20F14R 五 ≤7.5 30R30R30L30F20R 表中:F为环线长度（km）； R为测段长度（km）； L为符合路线长度（km）。 每公里水准测量高差中数的偶然中误差M△按下式计算。 M△=14nΔΔR 式中:△为测段R往返高差不符值(mm)； n为测段数。 三、 高程控制网、埋标的基本要求 1. 选点原则 桥梁水准基点布设的密度应视全桥长度而定，当桥址两岸的引桥长度短于1 000 m时，应各设不少于一个水准基点，若一岸引桥长度超过1 000 m时，则该岸至少设置两座水准基点，一座设在正桥桥头附近，另一座则宜设在正桥桥头至引桥全长的2/3地段附近，这样使水准基点的联测距离基本相等，一条为符合路线，一条为闭合环。为了施工放样方便起见，水准基点间的距离不宜超过2 km，且在水准基点之间，应每隔200 m埋设一个施工水准点，这种施工水准点既可作为水准点联测时的转点或间歇点，又可直接作为建筑物高程放样的后视水准点，只要置一镜就可将高程传递到建筑物上。当然这些水准点的位置既要考虑点位的稳定、安全和长期保存，又必须考虑进行水准联测时应能方便使用。 2. 水准点的结构形式和埋设要求 根据地质条件的不同，水准基点可埋在基岩内，或深埋于原状土内，但决不允许埋在人工土（如大堤、建筑废弃土或地表土等）内，这种人工土有时可深达数米，故埋设时应谨慎勘察。对于重要的桥梁工程，水准基点应力求埋于基岩中。 当交通不便或运输材料有困难时，可采用钢管或铁管作为柱子的水准标石，钢管或铁管的外径不宜小于6 cm，壁厚为3 mm，长度约为70~80 cm，在管顶焊上水准标志，下端距管底10 cm处，装上两根成正交的钢轴根络，与混凝土底座相固结。 在桥址线附近若有完整基岩露头时，可埋设基岩水准基点，埋设前，首先对岩层外部的覆盖土及风化层进行彻底清理，然后在基层上开凿一个适当深度的岩坑，在此坑内再凿出两个高差约为0.1 m的岩孔，岩孔内必须用水洗净石粉，以1∶2水泥砂浆灌注，并分别埋入两个水准标志，每个水准标志上均以混凝土标志盖覆盖。另对副点及其岩坑均盖以混凝土板，然后在四周再修建挡水或排水设备。 3. 水准标志 关于水准标志的形式可参阅《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897—2006）和《国家三、四等水准测量规范》（GB/T 12898—2009）中的几种形式。一般按材质可分为陶瓷水准标志和金属水准标志两种；按用途可分为墙上水准标志和平埋水准标志。但不管采用哪种形式，任何水准基点、施工水准点、观测沉降标志点或临时水准点都必须埋设水准标志，以作为高程测算的标准点。用一、二等水准测量的水准基点均必须采用不锈钢或铜质标志，三、四等以下的水准测量用水准点标志，则可用瓷质的或镀锌（圆头部分）的钢标志。