淺談橋梁施工測量

楊志文

(黑龍江省哈雙高速公路管理處)

1 橋梁施工控制網的建立

橋梁施工控制網布設的目的是為了測定橋軸線長和確定各墩臺的位置,保證上部結構的正確連接。具體應根據總平面設計和施工地區的地形條件來確定。

施工控制網可采用三角測量和GPS測量。

對于不同規模的橋梁工程,三角測量等級有所不同,具體應根據橋軸線長度要求確定。有關 GPS測量可參照《公路勘測規范》(JTGC10-2007)。

橋梁三角網布設時應注意如下幾點:

(1)三角點之間視野應開闊,通視要良好;

(2)三角點不應位于可能被淹沒及土壤松軟地區;

(3)三角網圖形要簡單,三角點基礎應具有足夠的強度;

(4)橋軸線應為三角網的一條邊,并與基線的一端相連,并盡量近于垂直,以確保橋軸線的精度;

(5)為了便于校核,應至少布設兩條基線,基線長度一般應不少于橋軸線長度的0.7倍。

一般而言,施工控制網的精度可根據跨越結構架設的誤差(與橋型、橋長、橋跨有關的因素)、橋墩放樣的容許誤差來確定。根據不同的三角測量等級,控制網的測角和測邊精度有差異,現行《公路橋涵施工技術規范》(JTJ041-2000)中的要求。

對橋長超過 1000m的特大橋,墩臺定位的精度要求關系到控制網的精度,可參照的準則有:在有橋軸線控制的直線橋中應以墩(臺)間的墩距、跨徑限差為精度標準;在曲線橋中,除了滿足墩距、跨徑的限差外,還應滿足墩臺中心與縱軸線間的限差要求。

2 橋梁高程系統

在橋梁施工階段,除了建立平面控制外尚需建立高程控制。一般在河流兩岸分別布設若干個水準基點,作為施工階段高程放樣以及橋梁營運階段沉陷觀測的依據。因此,在布設水準基點時,點的密度及高程控制的精度,均應考慮這兩方面的要求。布設水準點可由國家水準點引入,經復測后使用。

為了施工方便,應在基點的基礎上設立若干施工水準點?；c是永久性的,它既要滿足施工要求,又要滿足變形觀測時永久使用。施工水準點只用于施工階段,因此要盡量靠近施工地點。

無論是基點還是施工水準點,均要選在地基穩固、施工方便、且不易被破壞的地方。根據地形條件、使用期限和精度要求,可分別埋設混凝土標石、基巖標石、管柱標石或鉆孔標石等。

橋梁水準點的高程應與道路線路高程采用同一系統,因而要與線路水準點進行聯測。

跨河水準測量路線,應選在橋址附近且河面最窄處。為了避免折光影響,水準視線不宜跨過沙灘及施工區密集的地方。觀測時問及氣候條件,應選在物鏡成像最穩定的時刻。為了提高精度,水面寬超過 300m時,應采用雙線過河,且應組合閉合環。

3 橋梁墩臺定位和縱橫軸線的測設

3.1 橋梁墩臺定位

(1)直接丈量法

直接丈量應自橋軸線一端向另一端逐跨進行,并與橋軸線另一端控制樁閉合。

具體丈量方法為:清理中線范圍內場地;根據橋軸線控制樁和墩臺的里程,算出其間的距離;在控制樁上設置經緯儀,照準中線方向,用檢定過的鋼尺沿中線依次放出各段距離,將墩臺中心位置用大木樁標定,并在木樁頂面釘一鐵釘;以水平儀精密測鏈符樁高程,計算出各個樁跨的高程差,據以計算傾斜改正。

(2)光電測距法

光電測距法是在已知的控制點和擬確定中心位置的墩臺上分別設立經緯儀和反光鏡,通過控制點與測點坐標求得距離和方位角,標定墩臺中心的方法。

在測設時應根據當時測出的氣壓、溫度和測設距離,通過氣象改正,得出測設的顯示斜距。在測設出斜距并根據垂直角折算為平距后,與應有的(即設計的)平距進行比較,看兩者是否相等。根據其差值前后移動反光鏡,直至兩者相符,則反光鏡處即為要測設的墩位。

(3)前方交會法

在已知點設置儀器,觀測未知點的方向,求這些方向線的交點,即得到未知點的位置。這種利用已知點求未知點的方法稱為前方交會法。

為防止發生錯誤及檢查交會的精度,保證墩中心位于橋軸線方向上,必須利用橋軸線作為第三方向參與交會。由此會產生一誤差三角形,對此,確定墩臺中心的方法有兩種:①由誤差三角形頂點向橋軸線投影定出墩臺中心;②如誤差三角形過銳,則先找出三角形的重心,然后將重心點投影于橋軸即為墩臺中。

(4)偏角法

這種方法適用于距離可以丈量且橋跨較小的橋梁,其工作原理和方法與線路測量中用的偏角法測設曲線完全相同。

用光點測距法能更好地提高測設精度。

3.2 墩臺縱橫軸線的測設

墩臺中心測設定位以后,尚需測設墩臺的縱橫軸線,作為墩臺細部放樣的依據。

對位于旱地的直線橋,可直接在墩臺中心點位上安置經緯儀,以橋軸線為基準,放出與橋軸線相重合的墩臺縱向十字線和與橋軸線相垂直的墩臺橫向十字線,并在縱橫十字線的每端方向上于基坑開挖線外各設置兩個以上的方向樁,該方向樁是施工過程中恢復墩臺中心位置的依據,應妥善保存。

對位于水中采用交會法設置中心的墩臺,可在交會點的圍堰上置鏡,根據墩臺縱橫向十字線的方位角和交會方向線方位角的關系,后視基線點撥角控制施工。

墩臺的縱橫向十字線確定后,即可根據設計的結構物尺寸并選擇適宜的方法進行細部放樣,以指導施工。