渠系工程中的橋軸線施工測(cè)量

馬廣有

(肇源縣水務(wù)局，黑龍江肇源166500)

在灌區(qū)和澇區(qū)渠系工程中，各類交叉建筑建筑物眾多，但以橋梁多見。文中敘述橋梁選址后測(cè)設(shè)定位方面的橋梁中線測(cè)量方法。

1 橋位施工測(cè)量的主要任務(wù)

橋位施工測(cè)量的主要任務(wù)是精確測(cè)定墩、臺(tái)中心位置、橋軸線測(cè)量以及構(gòu)造物各細(xì)部構(gòu)造定位和放樣。對(duì)于大橋必須建立平面控制網(wǎng)、高程系統(tǒng)及測(cè)量橋軸線長(zhǎng)度，以確保橋梁走向、跨徑和高程等符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

2 橋梁中線測(cè)量

橋梁施工準(zhǔn)備工作完成之后，即可進(jìn)行橋梁中線測(cè)量，為橋墩、橋臺(tái)定位和橋梁結(jié)構(gòu)高程的控制提供依據(jù)。

橋梁中線測(cè)量包括:復(fù)測(cè)橋梁兩端的控制樁;丈量橋軸線長(zhǎng)度;測(cè)量補(bǔ)充水準(zhǔn)點(diǎn)等。補(bǔ)充水準(zhǔn)點(diǎn)要為控制橋梁結(jié)構(gòu)高程、建立施工水準(zhǔn)網(wǎng)提供方便。

本文側(cè)重介紹測(cè)量橋軸線中的丈量法和三角網(wǎng)法。

2.1 橋軸線長(zhǎng)度的精度

橋位中線(橋軸線)及其長(zhǎng)度是設(shè)計(jì)與側(cè)設(shè)墩、臺(tái)位置的依據(jù)，故必須確保橋軸線長(zhǎng)度的精度，可建立獨(dú)立三角網(wǎng)與國(guó)家控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。為了與路線坐標(biāo)統(tǒng)一，也可與路線上國(guó)家平面控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。

在測(cè)量橋軸線長(zhǎng)度之前是，應(yīng)先估算橋軸線長(zhǎng)度所需精度，以便擬定測(cè)量方案和規(guī)定各項(xiàng)測(cè)量的限差。橋軸線長(zhǎng)度的精度要求取決于橋長(zhǎng)、跨徑及架設(shè)的精度，估算時(shí)應(yīng)考慮這些因素。

2.2 橋軸線長(zhǎng)度的測(cè)量方法

對(duì)于直線橋梁，橋軸線長(zhǎng)度的測(cè)量方法主要有光電測(cè)距法(電子全站儀測(cè)量更為方便)、直接丈量法和三角網(wǎng)法等。對(duì)于曲線橋梁，應(yīng)結(jié)合曲線橋梁軸線在曲線上的位置而定。

2.2.1 直接丈量法

當(dāng)河流無(wú)水、淺水或沿橋軸線方向地勢(shì)平坦、通視，可采用直接丈量法測(cè)量橋軸線長(zhǎng)度。此法設(shè)備簡(jiǎn)單，精度可靠，是中小橋梁施工測(cè)量的常用方法。

為保證橋軸線長(zhǎng)度的丈量精度，量距前應(yīng)對(duì)鋼尺進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，取得尺長(zhǎng)改正數(shù)Δl。

2.2.1.1 鋼尺量距方法

1)沿橋軸線AB方向用經(jīng)緯儀定線，釘出一系列木樁，樁的標(biāo)志中心偏離直線≤±1 cm。為便于丈量，樁間距應(yīng)比鋼尺全長(zhǎng)稍短一些(約2 cm)。

2)用水準(zhǔn)儀采用往返測(cè)出相鄰術(shù)士間高差，讀數(shù)取至毫米，兩次高差值相差應(yīng)≤2 mm。

3)丈量時(shí)應(yīng)對(duì)鋼尺施以標(biāo)準(zhǔn)拉力，每一尺段可連續(xù)測(cè)量三次，每次讀數(shù)時(shí)均應(yīng)改變鋼尺的前后位置。讀數(shù)取至0.1 mm，三次測(cè)量結(jié)果的校差不得超過(guò)1～2 mm。量距時(shí)應(yīng)記下當(dāng)時(shí)溫度，以便進(jìn)行溫度改正。

4)計(jì)算橋軸線長(zhǎng)度時(shí)，每一尺段丈量結(jié)果應(yīng)進(jìn)行尺長(zhǎng)改正、溫度改正和傾斜改正。

2.2.2.2 丈量精度的評(píng)定

1)橋軸線長(zhǎng)度

式中:li為各尺段經(jīng)過(guò)各項(xiàng)改正后的長(zhǎng)度;l'i為各尺段未經(jīng)過(guò)各項(xiàng)改正的實(shí)量長(zhǎng)度;△l為尺長(zhǎng)改正數(shù)，△l=L0-L為檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，L為名義長(zhǎng)度;△l溫度改正數(shù)，△i=I'i(t-20)℃，α為鋼尺膨脹系數(shù)，t為測(cè)量時(shí)溫度;α為鋼尺膨脹系數(shù)，t為測(cè)量時(shí)溫度。△ 為傾斜改正數(shù)，h為相h鄰樁頂高差。

則橋軸線一次測(cè)量的總長(zhǎng)為:

取各次丈量結(jié)果平均值，即為橋軸線長(zhǎng)度。

2)丈量精度

每個(gè)觀測(cè)值的中誤差:

式中:［VV］為各次丈量值與算術(shù)平均值之差的平方和;n為丈量次數(shù)。

量測(cè)段全長(zhǎng)中誤差為:

式中:M為量測(cè)段長(zhǎng)全中誤差;L為量測(cè)段全長(zhǎng)算術(shù)平均值。

2.2.2 三角網(wǎng)法(間接丈量法)

當(dāng)河道寬闊，水流湍急，采用直接丈量法有困難或不能保證必要精度時(shí)，可采用間接丈量法測(cè)量橋軸線，如圖1所示。把橋軸線作為三角網(wǎng)一個(gè)邊長(zhǎng)AB，測(cè)量基線長(zhǎng)度AC、AD，用三角測(cè)量原理測(cè)量并計(jì)算，即可得橋軸線長(zhǎng)度AB。

2.2.2.1 橋涵三角網(wǎng)的布置

布設(shè)三角網(wǎng)是為了求出橋軸線長(zhǎng)度及交會(huì)出墩、臺(tái)位置。布網(wǎng)時(shí)應(yīng)注意:

1)三角網(wǎng)所有角度宜布設(shè)在30°～120°，三角點(diǎn)間應(yīng)視野開闊，通視良好。

2)三角點(diǎn)不應(yīng)位于可能被淹沒及土壤松軟地區(qū)。

3)三角網(wǎng)圖形要簡(jiǎn)單，三角點(diǎn)基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠強(qiáng)度。

4)橋軸線應(yīng)為三角網(wǎng)一邊，并與基線一端相連，以確保橋軸線精度。

5)三角網(wǎng)邊長(zhǎng)與跨越障礙物的寬度有關(guān)，一般在0.5～1.5倍障礙物寬度范圍內(nèi)變動(dòng);由于三角網(wǎng)邊長(zhǎng)較短，故三邊網(wǎng)精度不及三角網(wǎng)和邊角網(wǎng)精度;測(cè)角網(wǎng)能控制橫向誤差，測(cè)邊網(wǎng)能控制縱向誤差，把兩者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，布設(shè)成帶有基線的邊角網(wǎng)為最好。

6)為便于校核，至少布設(shè)兩條基線，其長(zhǎng)度為橋軸線長(zhǎng)度0.7～0.8倍。

2.2.2.2 三角網(wǎng)布設(shè)形式

考慮上述要求，控制網(wǎng)常用較長(zhǎng)形有如圖1所示幾種。

圖1 橋梁三角控制網(wǎng)各種圖形

1)當(dāng)河流一岸地勢(shì)較平坦，便于丈量時(shí)，三角網(wǎng)可取圖2的形式，此法適用于一般橋梁施工放樣。用鋼尺精確丈量基線AC、AD的長(zhǎng)度，并測(cè)出兩三角形內(nèi)角，根據(jù)正弦定理，按下式量出AB間距離。

2)當(dāng)在河流一岸不能選出兩條便于丈量的基線時(shí)，三角網(wǎng)可取圖2的形式，在橋軸線兩側(cè)各布設(shè)一個(gè)大的四邊形。此法適用于大橋施工放樣。考慮近岸處橋墩的交會(huì)，也可在圖2 中增設(shè)1、2、3、4 各插點(diǎn)。

關(guān)于三角網(wǎng)精度要求，可視三角網(wǎng)等級(jí)而定，可參照測(cè)量有關(guān)規(guī)范查表評(píng)定。

［1］孫元桃，蔣斌，橋涵工程施工技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2009.