橋梁施工測(cè)量技術(shù)的探討:橋梁施工測(cè)量

　　橋梁施工測(cè)量的主要目標(biāo)與任務(wù)就是要保證建筑物的位置與尺寸符合設(shè)計(jì)的要求，也就是要精確地測(cè)出橋墩臺(tái)的中心位置，并在施工過(guò)程中進(jìn)行橋梁各個(gè)部位的定位與放樣，本文主要探討橋梁施工測(cè)量的方法及技術(shù)要求。
　　橋梁施工測(cè)量的主要內(nèi)容包括橋梁施工控制測(cè)量、墩臺(tái)中心定位、墩臺(tái)基礎(chǔ)及頂部放樣等。施工測(cè)量的方法和精度要求隨橋梁軸線長(zhǎng)度、橋梁結(jié)構(gòu)和地形狀況而定。本文將進(jìn)行具體的論述與分析，探討橋梁施工測(cè)量的技術(shù)與方法：
　　
　　1.橋梁施工控制網(wǎng)的建立
　　建立橋梁施工控制網(wǎng)的目的，是為了按規(guī)定的精度求得橋梁軸線長(zhǎng)度，并據(jù)此進(jìn)行橋墩、橋臺(tái)的定位。因此，在布網(wǎng)時(shí)既要充分考慮保證橋軸線長(zhǎng)度測(cè)定和墩臺(tái)中心放樣的必要精度，又要為施工放樣創(chuàng)造有利的條件。
　　1.1橋梁平面控制網(wǎng)
　　一般用三角網(wǎng)，布設(shè)形式分為雙三角形?適用于一般橋梁的施工放樣?和大地四邊形?如在橋軸線兩側(cè)各布設(shè)一個(gè)大地四邊形，適用于特大橋的施工放樣?。而橋軸線長(zhǎng)度，它是控制橋梁定位的主要依據(jù)。
　　橋梁三角網(wǎng)的布設(shè)，除滿足三角測(cè)量本身的技術(shù)要求外，三角點(diǎn)不應(yīng)選在易淹沒(méi)地區(qū)、土壤松軟地區(qū)和易受施工干擾的地方。橋軸線應(yīng)與基線一端連接，成為三角網(wǎng)的一條邊�；�線應(yīng)選在岸上平坦開(kāi)闊處，并盡可能與橋軸線正交。基線長(zhǎng)度一般不小于橋軸線長(zhǎng)度的0．7倍，困難地段不小于0．5倍。對(duì)于橋軸線長(zhǎng)在1 000 m以?xún)?nèi)的，為了提高橋軸線精度，亦可用測(cè)距儀直接測(cè)量橋軸線長(zhǎng)度。大型橋梁的平面控制網(wǎng)也可以采用全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量技術(shù)建立橋梁施工控制網(wǎng)。
　　1.2高程控制網(wǎng)
　　在施工階段，需建立施工高程控制網(wǎng)。一般在橋址的兩岸各設(shè)置兩個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)。當(dāng)橋長(zhǎng)在200 m 以上時(shí)，每岸至少埋設(shè)三個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)。并與國(guó)家（或城市）水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。同岸三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)中的兩個(gè)應(yīng)埋設(shè)在施工范圍之外，以免受到破壞。橋梁在施工時(shí)，為了將高程傳遞到橋臺(tái)和橋墩上去，還需在每一橋臺(tái)附近設(shè)立一個(gè)施工水準(zhǔn)點(diǎn)，以滿足各施工階段引測(cè)的需要。高程控制點(diǎn)一般按四等水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)，如橋長(zhǎng)大于500 m時(shí)用三等水準(zhǔn)測(cè)量。不論是水準(zhǔn)基點(diǎn)還是施工水準(zhǔn)點(diǎn)，都應(yīng)該定期進(jìn)行檢查。
　　1.3GPS在橋梁施工控制網(wǎng)的應(yīng)用
　　自20世紀(jì)90年代初開(kāi)始，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、總結(jié)和發(fā)展，GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)被逐步應(yīng)用到橋梁施工平面控制測(cè)量中。與傳統(tǒng)的三角測(cè)量技術(shù)相比，GPS建網(wǎng)技術(shù)具有受外界影響小、效率高、成本低、點(diǎn)位精度高且分布均勻等顯著優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代大型跨海橋梁、隧道工程建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，一般要滿足以下的要求：
　�。�1）為確�？刂凭W(wǎng)的可靠精度，GPS網(wǎng)中最簡(jiǎn)獨(dú)立環(huán)的基線邊數(shù)必須符合相應(yīng)等級(jí)的規(guī)定，通常不應(yīng)大于4°，跨江主控制網(wǎng)的基本圖形一般應(yīng)由多個(gè)狹長(zhǎng)的大地四邊形和短邊三角形構(gòu)成，網(wǎng)形中長(zhǎng)短邊結(jié)合，且同岸側(cè)GPS邊長(zhǎng)宜為橋軸線邊長(zhǎng)的0．5～0．7倍，最短不宜短于橋軸線邊的0．2倍，三角形內(nèi)角最好不要小于15°，而岸上引橋GPS網(wǎng)可根據(jù)精度情況采用三角形網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)形式。實(shí)地布設(shè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際地形情況、橋型結(jié)構(gòu)和規(guī)模、施工場(chǎng)地布置要求及施工作業(yè)方案等具體情況，在基本圖形的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　�。�2）GPS控制點(diǎn)的位置、數(shù)量和密度必須能控制全橋及與之相關(guān)的重要附屬工程的施工，基本滿足施工放樣的使用需要。同時(shí)還應(yīng)便于施工期間加密控制點(diǎn)。為方便施工定位放樣，橋軸線上宜適當(dāng)設(shè)立中線控制點(diǎn)，并將橋軸線邊納入主控制網(wǎng)中。
　�。�3）控制點(diǎn)應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、地面基礎(chǔ)穩(wěn)定、避開(kāi)施工干擾和有利于長(zhǎng)期保護(hù)的地方。
　�。�4）點(diǎn)位處應(yīng)視野開(kāi)闊，相鄰控制點(diǎn)間應(yīng)盡可能通視，盡可能設(shè)在地勢(shì)較高、利于施工放樣和控制網(wǎng)加密處。點(diǎn)位周?chē)�環(huán)境應(yīng)滿足GPS觀測(cè)的要求。橋梁施工周期較長(zhǎng)，施工期間控制點(diǎn)被頻繁使用，因此控制點(diǎn)標(biāo)石應(yīng)穩(wěn)定可靠。必須根據(jù)實(shí)地土質(zhì)條件、地下水位、施工工期、施工的復(fù)雜性等情況，采取有效措施埋設(shè)標(biāo)石。對(duì)大型復(fù)雜橋梁，為便于施工放樣和提高測(cè)餐精度，應(yīng)建造強(qiáng)制歸心觀測(cè)墩。
　　
　　2.橋梁墩臺(tái)的中心定位
　　橋梁墩臺(tái)的中心定位，是根據(jù)橋軸線控制點(diǎn)的里程和墩臺(tái)中心的設(shè)計(jì)里程，以橋軸線控制點(diǎn)為基準(zhǔn)，放出墩臺(tái)中心的位置，一般可采用下述方法：
　　2.1直接測(cè)距法
　　在河床干涸、淺水或水面較窄的河道，用鋼尺可以跨越丈量時(shí)，可用直接丈量法。根據(jù)橋軸線控制設(shè)點(diǎn)A、B和各墩、臺(tái)中心的里程，即可求得其間距離。然后使用檢定過(guò)的鋼尺，考慮尺長(zhǎng)、溫度、傾斜三項(xiàng)改正，采用測(cè)設(shè)已知水平距離的方法，沿橋軸線方向從一端測(cè)向另一端，依次測(cè)設(shè)出各墩臺(tái)的中心位置，最后與A、B控制點(diǎn)閉合，進(jìn)行檢核。經(jīng)檢核合格后，用大木樁加釘小鐵釘標(biāo)定于地上，定出各墩、臺(tái)中心位置。
　　2.2角度交會(huì)法
　　當(dāng)橋墩所在位置的河水較深，無(wú)法直接丈量，且不易安置反射棱鏡時(shí)，可根據(jù)建立的三角網(wǎng)，在三個(gè)三角點(diǎn)上（其中一個(gè)為橋軸線控制點(diǎn)）安置經(jīng)緯儀，進(jìn)行三個(gè)方向交會(huì)，定出橋墩中心位置。角度交會(huì)的精度與交會(huì)角y的大小有關(guān)，故在選擇基線和布網(wǎng)時(shí)應(yīng)給予注意。如果利用激光經(jīng)緯儀進(jìn)行交會(huì)，可使設(shè)置的交會(huì)方向成為可見(jiàn)的激光束，這樣就可以縮短放樣的時(shí)間，保證及時(shí)施工。
　　 2.3極坐標(biāo)法
　　如果在墩臺(tái)上可以安置反射棱鏡，且用已知坐標(biāo)計(jì)算出測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)，就可利用全站儀按極坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)設(shè)。測(cè)設(shè)時(shí)要測(cè)定氣溫、氣壓進(jìn)行氣象改正。
　　橋墩臺(tái)中心定位后，在各墩、臺(tái)中心點(diǎn)位上安置經(jīng)緯儀，以橋軸線為準(zhǔn)，用正倒鏡分中法，在基坑開(kāi)挖線外1～2 m處設(shè)置墩臺(tái)縱、橫軸線方向樁（也稱(chēng)護(hù)樁）。
　　
　　3.橋墩放樣方法
　　橋墩主要由基礎(chǔ)、墩身、墩帽三部分組成，它的細(xì)部放樣，是在實(shí)地標(biāo)定好的墩位中心和橋墩縱、橫軸線的基礎(chǔ)上，根據(jù)施工的需要，按照設(shè)計(jì)圖自下而上分階段地將橋墩各部位尺寸放樣到施工作業(yè)面上。
　　3.1基礎(chǔ)施工放樣
　　對(duì)于中、小型橋梁的基礎(chǔ)，最常見(jiàn)的是明挖基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。根據(jù)已經(jīng)測(cè)設(shè)出的墩中心位置及縱、橫軸線，已知基坑底部的長(zhǎng)度和寬度及基坑深度、邊坡，即可測(cè)設(shè)出基坑的邊界線。邊坡樁至墩、臺(tái)軸線的距離D按下式計(jì)算：D= +l+m•h
　　先在基礎(chǔ)的下部打入一組基樁，再在樁上灌注承臺(tái)，使樁和承臺(tái)連成一體，然后在承臺(tái)以上灌注墩身。基樁位置的放樣以墩、臺(tái)縱橫軸線為坐標(biāo)軸，按設(shè)計(jì)位置用直角坐標(biāo)法測(cè)設(shè)樁位。
　　3.2橋墩細(xì)部放樣
　　基礎(chǔ)完工后，應(yīng)根據(jù)岸上水準(zhǔn)基點(diǎn)檢查基礎(chǔ)頂面的高程。細(xì)部放樣主要依據(jù)橋墩縱橫軸線上的護(hù)樁逐層投測(cè)橋墩中心和軸線，再根據(jù)軸線設(shè)立模板，澆灌混凝土。
　　圓頭墩身的放樣設(shè)墩身某斷面尺寸為：長(zhǎng)12 m、寬3 m、圓頭半徑1．5 m，可以墩中心O點(diǎn)為準(zhǔn)，根據(jù)縱橫軸線及相關(guān)尺寸，用直角坐標(biāo)法可放出I、K、P、Q點(diǎn)和圓心J點(diǎn)。然后以J點(diǎn)為圓心，按半徑1．5 m可放出圓弧上各點(diǎn)，同法放樣出橋墩的另一端。
　　3.3墩帽的放樣
　　橋墩砌至離帽底約30 cm時(shí)，再測(cè)出墩中心及縱橫軸線，據(jù)此豎立墩帽模板、安裝錨栓孔、安扎鋼筋等。在澆注墩帽前，必須對(duì)橋墩的中線、高程、拱座斜面及各部分尺寸進(jìn)行復(fù)核，并準(zhǔn)確地放出墩帽的中心線及拱座預(yù)留孔（拱橋）。灌注墩帽至頂部時(shí)應(yīng)埋入中心標(biāo)及水準(zhǔn)點(diǎn)各1～2個(gè)，中心標(biāo)埋在橋中線上并與墩位中心呈對(duì)稱(chēng)位置。墩帽頂面水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)從岸上水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定其高程，作為安裝橋梁上部結(jié)構(gòu)的依據(jù)，高程傳遞可采用懸掛鋼尺的辦法進(jìn)行。
　　
　　4.結(jié)語(yǔ)
　　綜上所述，要做好橋梁施工測(cè)量工作，必須從以上三個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)的施工測(cè)量，合理的運(yùn)用GPS技術(shù)提高測(cè)量的精準(zhǔn)度，從而提高測(cè)量工作的整體水平。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 吳迪軍，熊偉，張建軍. 橋梁施工平面控制網(wǎng)必要精度的研究[J]. 地理空間信息，2008.
　　[2] 胡友健，曾云，陳剛，梁新美. GPS快速靜態(tài)定位進(jìn)行短基線平面控制測(cè)量的試驗(yàn). 礦山測(cè)量，2002.
　　
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