淺談橋梁施工測(cè)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(wǎng)的建立

橋梁施工控制網(wǎng)布設(shè)的目的是為了測(cè)定橋軸線長(zhǎng)和確定各墩臺(tái)的位置,保證上部結(jié)構(gòu)的正確連接。具體應(yīng)根據(jù)總平面設(shè)計(jì)和施工地區(qū)的地形條件來(lái)確定。

施工控制網(wǎng)可采用三角測(cè)量和GPS測(cè)量。

對(duì)于不同規(guī)模的橋梁工程,三角測(cè)量等級(jí)有所不同,具體應(yīng)根據(jù)橋軸線長(zhǎng)度要求確定。有關(guān) GPS測(cè)量可參照《公路勘測(cè)規(guī)范》(JTGC10-2007)。

橋梁三角網(wǎng)布設(shè)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn):

(1)三角點(diǎn)之間視野應(yīng)開(kāi)闊,通視要良好;

(2)三角點(diǎn)不應(yīng)位于可能被淹沒(méi)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)具有足夠的強(qiáng)度;

(4)橋軸線應(yīng)為三角網(wǎng)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(yīng)至少布設(shè)兩條基線,基線長(zhǎng)度一般應(yīng)不少于橋軸線長(zhǎng)度的0.7倍。

一般而言,施工控制網(wǎng)的精度可根據(jù)跨越結(jié)構(gòu)架設(shè)的誤差(與橋型、橋長(zhǎng)、橋跨有關(guān)的因素)、橋墩放樣的容許誤差來(lái)確定。根據(jù)不同的三角測(cè)量等級(jí),控制網(wǎng)的測(cè)角和測(cè)邊精度有差異,現(xiàn)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)中的要求。

對(duì)橋長(zhǎng)超過(guò) 1000m的特大橋,墩臺(tái)定位的精度要求關(guān)系到控制網(wǎng)的精度,可參照的準(zhǔn)則有:在有橋軸線控制的直線橋中應(yīng)以墩(臺(tái))間的墩距、跨徑限差為精度標(biāo)準(zhǔn);在曲線橋中,除了滿足墩距、跨徑的限差外,還應(yīng)滿足墩臺(tái)中心與縱軸線間的限差要求。

2 橋梁高程系統(tǒng)

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(shè)若干個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn),作為施工階段高程放樣以及橋梁營(yíng)運(yùn)階段沉陷觀測(cè)的依據(jù)。因此,在布設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn)時(shí),點(diǎn)的密度及高程控制的精度,均應(yīng)考慮這兩方面的要求。布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)可由國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)引入,經(jīng)復(fù)測(cè)后使用。

為了施工方便,應(yīng)在基點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)立若干施工水準(zhǔn)點(diǎn)。基點(diǎn)是永久性的,它既要滿足施工要求,又要滿足變形觀測(cè)時(shí)永久使用。施工水準(zhǔn)點(diǎn)只用于施工階段,因此要盡量靠近施工地點(diǎn)。

無(wú)論是基點(diǎn)還是施工水準(zhǔn)點(diǎn),均要選在地基穩(wěn)固、施工方便、且不易被破壞的地方。根據(jù)地形條件、使用期限和精度要求,可分別埋設(shè)混凝土標(biāo)石、基巖標(biāo)石、管柱標(biāo)石或鉆孔標(biāo)石等。

橋梁水準(zhǔn)點(diǎn)的高程應(yīng)與道路線路高程采用同一系統(tǒng),因而要與線路水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。

跨河水準(zhǔn)測(cè)量路線,應(yīng)選在橋址附近且河面最窄處。為了避免折光影響,水準(zhǔn)視線不宜跨過(guò)沙灘及施工區(qū)密集的地方。觀測(cè)時(shí)問(wèn)及氣候條件,應(yīng)選在物鏡成像最穩(wěn)定的時(shí)刻。為了提高精度,水面寬超過(guò) 300m時(shí),應(yīng)采用雙線過(guò)河,且應(yīng)組合閉合環(huán)。

3 橋梁墩臺(tái)定位和縱橫軸線的測(cè)設(shè)

3.1 橋梁墩臺(tái)定位

(1)直接丈量法

直接丈量應(yīng)自橋軸線一端向另一端逐跨進(jìn)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(nèi)場(chǎng)地;根據(jù)橋軸線控制樁和墩臺(tái)的里程,算出其間的距離;在控制樁上設(shè)置經(jīng)緯儀,照準(zhǔn)中線方向,用檢定過(guò)的鋼尺沿中線依次放出各段距離,將墩臺(tái)中心位置用大木樁標(biāo)定,并在木樁頂面釘一鐵釘;以水平儀精密測(cè)鏈符樁高程,計(jì)算出各個(gè)樁跨的高程差,據(jù)以計(jì)算傾斜改正。

(2)光電測(cè)距法

光電測(cè)距法是在已知的控制點(diǎn)和擬確定中心位置的墩臺(tái)上分別設(shè)立經(jīng)緯儀和反光鏡,通過(guò)控制點(diǎn)與測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)求得距離和方位角,標(biāo)定墩臺(tái)中心的方法。

在測(cè)設(shè)時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)測(cè)出的氣壓、溫度和測(cè)設(shè)距離,通過(guò)氣象改正,得出測(cè)設(shè)的顯示斜距。在測(cè)設(shè)出斜距并根據(jù)垂直角折算為平距后,與應(yīng)有的(即設(shè)計(jì)的)平距進(jìn)行比較,看兩者是否相等。根據(jù)其差值前后移動(dòng)反光鏡,直至兩者相符,則反光鏡處即為要測(cè)設(shè)的墩位。

(3)前方交會(huì)法

在已知點(diǎn)設(shè)置儀器,觀測(cè)未知點(diǎn)的方向,求這些方向線的交點(diǎn),即得到未知點(diǎn)的位置。這種利用已知點(diǎn)求未知點(diǎn)的方法稱(chēng)為前方交會(huì)法。

為防止發(fā)生錯(cuò)誤及檢查交會(huì)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(huì)。由此會(huì)產(chǎn)生一誤差三角形,對(duì)此,確定墩臺(tái)中心的方法有兩種:①由誤差三角形頂點(diǎn)向橋軸線投影定出墩臺(tái)中心;②如誤差三角形過(guò)銳,則先找出三角形的重心,然后將重心點(diǎn)投影于橋軸即為墩臺(tái)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(cè)量中用的偏角法測(cè)設(shè)曲線完全相同。

用光點(diǎn)測(cè)距法能更好地提高測(cè)設(shè)精度。

3.2 墩臺(tái)縱橫軸線的測(cè)設(shè)

墩臺(tái)中心測(cè)設(shè)定位以后,尚需測(cè)設(shè)墩臺(tái)的縱橫軸線,作為墩臺(tái)細(xì)部放樣的依據(jù)。

對(duì)位于旱地的直線橋,可直接在墩臺(tái)中心點(diǎn)位上安置經(jīng)緯儀,以橋軸線為基準(zhǔn),放出與橋軸線相重合的墩臺(tái)縱向十字線和與橋軸線相垂直的墩臺(tái)橫向十字線,并在縱橫十字線的每端方向上于基坑開(kāi)挖線外各設(shè)置兩個(gè)以上的方向樁,該方向樁是施工過(guò)程中恢復(fù)墩臺(tái)中心位置的依據(jù),應(yīng)妥善保存。

對(duì)位于水中采用交會(huì)法設(shè)置中心的墩臺(tái),可在交會(huì)點(diǎn)的圍堰上置鏡,根據(jù)墩臺(tái)縱橫向十字線的方位角和交會(huì)方向線方位角的關(guān)系,后視基線點(diǎn)撥角控制施工。

墩臺(tái)的縱橫向十字線確定后,即可根據(jù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)物尺寸并選擇適宜的方法進(jìn)行細(xì)部放樣,以指導(dǎo)施工。