1、 毕业论文 桥梁工程施工测量方法研究 Measurement Method of Bridge Construction 长 春 工 程 学 院 学生姓名： 所在院系： 勘查与测绘工程学院 所学专业： 测绘工程 所在班级： 测绘 1042 指导教师： 教师职称： 讲 师 完成时间： 2014 年 6 月 15 日 学生姓名 所在院系 所学专业 所在班级 指导教师 教师职称 完成时间 摘 要 改革开放以来，随着城市的不断扩大，交通压力日益增长，桥梁施工 成为了缓解交通压力不可缺少的一种途径。而工程测量则是桥梁施工中重要的部分，它贯穿了施工的整个过程。最桥梁的安全性起到至关重要的作用。 本文主要在
2、理论研究的基础之上结合工程实例，论 述桥梁工程在各个阶段的主要测量任务，根据不同任务期间采取不同的测量方法和不同放样方法在不同环境阶段的局限性，以保质保量完成桥梁的施工任务。 关键词 控制测量，桩基础，施工放样，变形测量 Abstract The survey of the bridge engineering is a highly professional and universal work. We measure the actual work， the establishment of a set of projects in line with the bridge project
3、 needs to measure the content， procedures and technical requirements. Other projects can be carried out according to routine engineering survey work described in this article， but also by the characteristics of various projects and require different Surveying program， good bridge engineering measure
4、ments. In this paper， combined with engineering examples， discusses the main task of bridge projects in various stages， according to the different tasks during the construction and precision， different construction environment， take a different measurement methods， to construction design requirement
5、s to the quality and quantity to complete the task of bridge construction. Keywords Control survey; Pile foundation; Setting-out survey ; Deformation survey 目 录 1 绪论 . 1 1.1 研究的背景和意义 . 1 1.2 国内外研究现状 . 1 1.3 本文研究的主要内容 . 2 1.4 技术路线 . 3 2 桥梁施工测量方法研究 . 3 2.1 平面控制网的布设 . 3 2.2 高程控制网的布设 . 5 2.3 桥梁基础测量方法研究
6、. 6 2.4 承台放样方法研究 . 11 2.5 桥墩、台测量放样 . 11 2.6 支座垫石测量 . 13 1.7 梁体施工时的 测量任务 . 14 2.8 工程竣工阶段的测量 . 15 3 工程实例分析 . 16 3.1.1 项目介绍 . 16 3.2 控制阶段的测量方法 . 17 3.3 桥梁施工阶段放样方法 . 22 4 结论与展望 . 23 4.1 结论 . 23 4.2 展望 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 桥梁工程施工测量方法研究 长春工程学院学士学位论文 第 1 页，共 25 页 1 绪论 1.1 研究的背景和意义 改革开放以来，城市建设不断扩大，各种大型建筑
7、物和构筑物的建设工程，特种精密建设工程不断增多，对工程测量不断提出新任务，新课题，新要求，与此同时，也使得工程建设取得优异成就。 由于交通压力及社会节奏的变快桥梁施工成为了城市建设和缓解交通压力的一个重要途径。而测量任务则是桥梁施工中重要的一部分，它贯穿整个桥梁施工全过程，如出现放样、操平工作上的错误，给工程造成的负面影响是非常严重的，轻则返工，重则报废。为此，认真 踏实的工作作风，过硬的测量理论知识，丰富的测量经验对于每一个测量人员来说尤为重要。 为保证工程施工过程的质量与安全，根据需要（地形、桥梁用途与形式、施工组织与要求），建立不同形式的施工控制网，作为施工放样的基础；之后根据施工要求，
8、采用放样方法，将图纸设计结构内容放样到施工实地；为确保安全与稳定，施工结束之后，需定期对桥梁结构和位移、倾斜以及摆动等情况进行观测。 桥梁工程施工中的测量是在桥梁工程规划、勘测设计、施工建造和运营管理的各个阶段进行的测量。所属工程测量领域， 工程测量在测绘界，人们把工程建设中的所有测 绘工作统称为工程测量。 研究范围即为桥梁测量， 桥梁测量指在桥梁勘测设计、施工和运营各阶段中所进行的测量工作。 1.2 国内外研究现状 20 世纪 30 年代，桥梁的建设大多数使用传统的经纬仪和钢尺， 200 英尺、 300 英尺和 500英尺的导线都需要手工布设，利用丈量的方法来粗略的计算桥身长度、桥墩位置等；
9、 20 世纪 60年代，具有千分尺的高精度经纬仪逐渐取代了传统经纬仪，这套系统至少需要三个人来测量，其中一人负责操作经纬仪，另外两个人使用钢尺进行测量，这使得桥梁的点位精度得到了很大提高，安全性也变得更好； 20 世纪 70 年代 中期，普遍使用电子测距仪（ EDM），电子测距仪的使用使得大型桥梁建设突飞猛进，更好的把点位精度提到最高；等到 20 世纪晚期，电子测距仪激光技术与经纬仪的望远镜实现一体化，出现了全站仪技术，可以说，全站仪是桥梁测量施工必不可少的仪器，及角度测量与距离测量于一身，使得桥梁工程测量变得简易且高效，单独一人就可以完桥梁工程施工测量方法研究 长春工程学院学士学位论文 第
10、2 页，共 25 页 成测量工作，手持棱镜的同时遥控操纵全站仪，随着自动化和无棱镜技术的发展，测量员可以不使用棱镜直接测量物体表面。 GPS 相对定位技术已经在测绘、交通、城建、国土资源管理等各个领域得到了广泛的应用。它的平面相对 定位精度已经完全能够满足工程的需要。结合 GPS 定位测量的各个优点，将 GPS相对定位技术引入特大型桥梁控制网的测量和基础放样，无论对 GPS 本身的发展还是对特大型桥梁测量控制都具有极为重要的意义。现在 GPS 卫星定位技术已经逐步用于建立桥梁施工平面控制网，并可方便的用于桥梁施工平面控制网的复测、基础施工放样和对大桥进行监测。 摆在我们面前的任务是：大力促进桥
11、梁工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动新技术的推广与应用，充分利用 GPS 技术， GIS 技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、 RS 技术、3S 集成技术以及大地测 量先进技术设备，使传统桥梁工程测量向数字化、自动化、网络化和社会化方向发展；同时加强相关学科的研究，不断拓宽桥梁工程测量服务新领域，开拓桥梁工程测量发展新局面，以推动我国桥梁工程测量技术的进步。 1.3 本文研究的主要内容 （ 1）主要从桥梁施工流程中论述工程测量在各个阶段的任务和对于不同任务阶段所使用的方法。 （ 2）通过对整个桥梁施工的总结，发现测量在其中的主要作用和重要性。 （ 3）结合实例分析，实际工程中各个阶段所
12、使用的测量方法和其中的局限性。 桥梁工程施工测量方法研究 长春工程学院学士学位论文 第 3 页，共 25 页 1.4 技术路线 图 1-1 技术路线图 2 桥梁施工测量方法研究 2.1 平面控制网的布设 在布网方法上，桥梁平面控制网可以按照常规地面测量方法布设，也可以采用 GPS 技术布网。常规方法布设时基本网形一般布设成三角形和四边形，并以跨江正桥部分为主。应用较多的有双三角形。大地四边形、双大地四边形以及三角形与四边形结合的多边形。按观测要素不同，桥梁控制网可布设成测角网、边角网、精密导线网等。 2.1.1 测角网 过去由于测距技术的落后，只观测控制网的水平角，称为测角网。为了达到高精度，
13、一般要提高测角的 精度。另外由于测角网中至少应有一条起算边，为了检核，通常每岸各设一条高精度基线，过去常采用高精度的因瓦线尺丈量；现在可采用高精度的测距仪、全站仪测量。随着电子技术的发展，测距仪、全站仪的使用已相当普及，而且可以以较少的工作量获取相对高的精度，可以布设成测边网和边角网，因此测角网目前在桥梁控制中已不多见。 2.1.2 导线网 导线网为当今目前工程测量控制网最为常见的一种布网方式，其中包括单一导线和具有一个桥梁施工测量方法研究 平面控制阶段 高程控制阶段 桩基承台施工测量方法 桥墩、桥台的放样方法 帽梁、箱梁等结构的测量 结合工程实例分析 桥梁工程施工测量方法研究 长春工程学院学
14、士学位论文 第 4 页，共 25 页 或者多个结点的导线网。网中的观测数据位角度和边长。 导线网与三角网相比，有以下几点优点： （ 1）网中各点 上的方向数比较少，在去除结点之外，则只有两个方向，所以受通视限制小，更加容易选点，而且可以适当降低觇标告诉。 （ 2） 导线网的灵活性更强，选点时可根据具体环境随时改变。 （ 3） 网中的边长是直接测设出来的，精度较为均匀。 精密导线是符合在 GPS 网上的多结点闭合导线、附和导线或单导线，这是有关规范对精密导线布设网的整体要求。桥梁控制网除了采用三角网和边角网的形式外，还可选择布设精密导线的方案。例如，在河流两岸的桥轴线上各设立一个控制点，并在桥轴
15、线上、下游沿岸布设最有利交会桥墩的精密导线点，同时增加上下游过江测 距，使导线闭合于桥轴线上的控制点。这种布网形式图形简单，可避免远点交会桥墩时交会精度差的情况。也不需要增加节点和插入点，因此简化了桥梁控制网的测量工作，但其只适用于中小桥梁，对于大型桥梁最好采用三角网形式。 2.1.3 GPS 网 静态测量布网也有很多形式，主要有单基准站（星形网）式的布网。主要是以一台借手机作为基准站，在某个测量上连续开机观测，其余的接收机在此基准站观测期间，在其周围流动，没到一点就进行观测，流动的接收机之间一般不要求同步，这样，流动的接收机每观测一个时段，就与基准站间测得一条同步观测基线 ，所有这样测得的同
16、步基线就形成了一个以基准站为中心的星形。 一般情况下，对大型桥梁工程的 GPS 平面控制网的布设之前，首先要对平面控制网的布设要求和精度估算作分析和研究，由此根据实地情况来制定布网方案和观测方法。网型根据起算点分布情况和大桥建设的特点，常采用以桥轴线为重心，长短边结合的布网方式；控制点标志设置多采用深桩强制对中观测墩与普通标石相结合的方式； GPS 观测采用了高精度 GPS 大地测量模式等技术手段和作业措施；之后对平面控制网的数据进行处理，主要对基线解算和网平差这两部分进行了详细的分析和讨论，常规测量 数据与 GPS 数据联合平差，在 GPS 平面控制测量中，实现了在高精度工程控制网中利用常规
17、测量数据对 GPS 数据进行了尺度比检核、并将常规测量数据与GPS 数据联合平差计算。通过在平差软件中加入方差检验、合理定出不同观测值的权，克服了GPS 数据与常规测量数据互不兼容性。 桥梁工程施工测量方法研究 长春工程学院学士学位论文 第 5 页，共 25 页 2.1.4 加密点的布设 布设时要打上木桩，直到木桩稳固为止，并再木桩顶面精确放出桩位中心坐标后，桩上钉上小钉子。 一些跨江的大型桥梁，由于桥长较长，平面控制网的边长要满足一定的要求，主网点往往不能满足交会墩位的需要，这样在布设主网时，应考虑增设加密 点。加密点可采用插入点形式，一般由三个或四个方向交会测定，为保证插入点的精度，在主网
18、中点和插入点都要设站观测，同时插入点的测量要以主网相同的精度进行。当插入点位于两岸主网的一条边上时，称为节点，节点只需测量它到主网桥轴线上的控制点间的距离，即可被确定。加密控制点的设立，可以使施工时交会墩台中心观测边长缩短，交会图形更为合理，减少交会定点误差，为经常性交会放样提供方便的控制点。 2.2 高程控制网的布设 高程控制网的建立通常方法是水准测量。高程控制网的主要形式是水准网。桥梁高程控制点由基本水准点组成，基本水 准点既为桥梁高程施工放样之用，也为桥梁墩台变形观测使用。 水准点的选点与埋设工作，一般都与平面控制网的选点与埋石工作同步进行，水准点应该包括水准基点和工作点。水准基点是整个
19、桥梁施工过程中的高程基准，因此，在选择水准点时应注意其隐蔽性、稳定性和方便性。即水准基点应选择在不知被破坏的地方同时要特别避开地质不良、过往车辆影响和易受其他震动影响的地方。此外还应在注意其不受桥梁和线路施工的影响，又要考虑其便于施工应用。在埋石时应该尽量埋设在基岩上。在覆盖层比较浅时，可采用深挖基坑或者用地质钻孔的方法使之埋设在基岩上； 在覆盖较深时，应尽量采用加设桩基以增加埋石的稳定性。水准基点除了考虑，其在桥梁施工期间使用之外，要尽量可能做到在桥梁施工完毕交付运营后等长期用作桥梁沉降观测只用。 施工过程中，单靠水准基点，是难以满足施工放样需要的，因此，在靠近桥墩附近再设置水准点，也叫工作
20、基点。然而这些点一般不单独埋石，而是利用平面控制网的导线点或者三角点的标志作为水准点。采用强制对中观测墩时则是将水准标志埋石设在观测墩旁边的混凝土中。 如果测区有河流经过，那么跨河水准测量时桥梁施工高程控制网测设工作中十分重要的一环。这是因为桥梁施工要求 其两岸的高程系统必须统一的。同时，桥梁施工高程精度要求高，因此，即使两岸附近都有国家或其他部门的高程等级水准点资料，也必须进行高精度的跨河水准测量使其与两岸自设水准点一起组成统一的高精度高程控制网。 一般观测程序如下： 桥梁工程施工测量方法研究 长春工程学院学士学位论文 第 6 页，共 25 页 （ 1） 近尺观测，盘左：读取离水平视线最近的
21、刻画线的度数，照准该刻画线的上下沿各 1次并读数；盘右：照准刻画线的上下沿各 1 次读数。 1 次盘左和盘右观测组成近尺 1 组 ， 每测回近尺观测 1 组。 （ 2） 远尺觇标观测，盘左：照准上下标志线各 2 次并读数 ； 盘右 ： 照准上下标志线各 2 次并读数 ； 1 次盘左和盘右同时对向观 测组成 1 组远尺观测 ， 每测回远尺观测 8 组。一测回内 ， 第一次照准对岸觇标调焦清晰后再读数 ， 本测回内物镜不得再次调焦。 （ 3） 每测回观测完成后 ， 间歇 15min， 重新整平仪器进行下一测回观测。 （ 4） 一个时段结束后 ， 两岸仪器及水准尺相互对调 ； 若各项观测限差超限及时
22、重测或补测。 2.3 桥梁基础 测量方法研究 由于基础要承载桥面的压力，所以桥梁基础可以说是桥梁工程的最重要的部分。按照桥梁的结构和施工现场的土质环境不同，桥梁的基础有明显的分类。 （ 1）明挖基础 明挖基础也被称为扩大基础，主要由大石块或者是混凝土砌筑而成 ，此类基础的填埋深度浇其他基础浅，所以也叫浅基础。在基础开挖前，要首先根据基底尺寸，开挖深度、放坡情况等计算出原地面的开挖边线，然后根据墩台中心及其纵横轴线即可放出基坑的边线。当基坑开挖到设计标高后，应进行基底平整或基底处理，再在基底上放出墩台中心及其纵横轴线，作为安装模板、灌注混凝土基础及墩身的依据。注意基坑底部尺寸应根据实际情况较设计
23、尺寸每边增加 50-100cm的富余量，以便于支撑、排水与立模板。 明挖基础是桥梁墩、台基础常用的一种形式。它是在墩、台位置处先挖基坑，将坑底整平以后，然后在坑内砌筑或灌注基 础及墩、台身。当基础及墩、台身修出地面后，再用土回填基坑。视土质情况，坑壁可挖成垂直的或倾斜的。在进行基坑放样时，根据墩、台纵横轴线及基坑的长度和宽度测设出它的边线。如果开挖基坑时，坑边要求具有一定的坡度，还应放样基坑的开挖边界线。放样边坡界线时，应根据坑底与地表的高差及坑壁坡度计算出它至坑边的距离。在设置边坡桩时，所用的方法与路基边坡的放样相同，可以根据试探法求出，也可以用测出的断面用图解法求出。在地面上钉出边坡桩后，根据边坡桩撤出灰线，依灰线可进行基坑开挖。当基坑开挖到设计标高以后，应将坑底整平，必要时 还应夯实，然后安装模板。进行基础及墩、台身的模板放样时，可将经纬仪安置在轴线上较远的一个护桩上，以另一个护桩定向，这时经纬仪的视线即为轴线方向。安装模板时，使模板中心线与视线重合即可。当模板的位置在地平面以下时，也可以
