浅谈大型公路桥梁施工测量
摘要：随着经济建设的迅猛发展，大型公路桥梁的不断增多，本文阐述了大型公路桥梁桥轴线长度测量、施工控制测量、(墩、台)中心的定位、(墩、台)细部放样及梁部放样等部位的施工测量方法及精度要求，为大型桥梁的施工测量提供参考。
关键词：大型桥梁，施工测量，控制测量，方位交会
1前言
随着经济建设的迅猛发展，我国建成了一大批大跨径公路桥梁，特别是一些跨海、跨江河的斜拉桥、悬索桥等大型桥梁。为了实现国家高速公路网的“东网、中联、西通”的目标，还会建设众多的大型公路桥梁。
施工测量是一切工程项目的基础，并且测量工作可以说是贯穿于桥梁工程整个过程。在桥梁的勘测设计阶段，需测绘地形图、河床断面图及提供其他测量资料；在桥梁的建筑施工阶段，为保证施工位置准确，需建立桥梁平面控制网和高程控制网，进行桥墩、桥台定位和梁体架设等施工测量；在建成后的管理阶段，为了监测桥梁的安全运营，充分发挥其效益，需定期进行变形观测。
为了保证大型桥梁的施工质量，施工测量显得尤为重要。本文阐述大型公路桥梁施工测量控制网的布设、施工测量要点及施工测量的精度要求，为大型桥梁施工测量控制提供参考。
桥梁的测量工作概括起来有桥轴线长度测量、施工控制测量、(墩、台)中心的定位、(墩、台)细部放样及梁部放样等。
2桥轴线长度施工测量
对于大型桥梁施工测量来说，在进行施工控制测量前，要先确定桥轴线上的两个控制点。在选定的桥梁中线上，桥头两端埋设两个控制点，两控制点间的连线称为桥轴线。在进行墩、台定位时，主要以这两点为依据，故桥轴线长度的精度直接影响墩、台定位的精度。为了保证墩、台定位的精度要求，首先需要估算出桥轴线长度需要的精度，以便合理地拟定测量方案。
在现行的测量技术规则中，根据梁的结构形式、施工过程中可能产生的误差，推导出了如下的估算公式：
钢筋混凝土简支梁：
钢板梁及短跨（l≤64m）简支钢桁梁
单跨：
多跨等跨：
多跨不等跨：
连续梁及长跨（l≥64m）简支钢桁梁
单联（跨）：
多联（跨）等联（跨）：
多联（跨）不等联（跨）：
式中ml1——单跨长度中测量误差；mL——桥轴线（两桥台间）长度中误差；——墩中心的点位放样限差，=±10mm；——节间拼装限差，=±2mm；——固定支座安装限差，=±7mm。
3大型桥梁施工测量控制网的布设
大型桥梁施工测量控制网包括平面控制网和高程控制网。
3.1平面控制网测量
对于大型桥梁，墩、台无法直接定位，则必须建立平面控制网。建立平面控制网的目的是测定桥轴线长度和进行墩、台位置的放样；同时，也可用于施工过程中的变形监测。
根据桥梁跨越的河宽及地形条件，桥梁平面控制网一般采用三角网测量的方法施测。近年来，随着高精度测距仪、全站仪和GPS的普及，桥梁控制网的也可采用导线网、测边网、边角网以及GPS网进行施测，常见的平面控制网形式，见图1。
图1常见的平面控制网
选择控制点时，可根据施工现场实际情况而定，但至少要测设两条边长，应尽可能使桥的轴线作为三角网的一个边，以利于提高桥轴线的精度，大型桥梁平面控制网的精度不宜低于三等，测距仪、全站仪测距精度不宜低于3mm+2×106D。对于控制点的要求，除了三角网边长要适中（宜控制在桥长的0.35～1.5倍之间）外，还要求地质条件稳定，视野开阔，便于交会墩位，其交会角不致太大或太小。由于GPS观测具有不受点间通视约束并可全天候作业等优点，当各控制点间不能保持通视，可采用GPS进行测设。一般来说，在边、角精度互相匹配的条件下，边角网的精度较高。
根据平面控制网的精度要求将控制网分为5个等级，各等级的精度要求，见表1。
表1控制网精度要求
3.2高程控制网测量
在桥址两岸布设一系列基本水准点和施工水准点，用精密水准测量联测，组成桥梁高程控制网。从河的一岸测到另一岸时，由于过河距离较长，用水准仪在水准尺上读数困难，而前、后视距相差悬殊，水准仪误差、地球曲率及大气折光的影响都会增加。大型桥梁所处的地理位置复杂、工程量巨大，对测量工作的要求较为严格。
高程控制网采用二等水准进行测量。在工程测量中，测量精度根据往返测的高差的不符值来评定，因为往返测的高差不符值集中反映了水准测量各种误差的共同影响，这些误差对水准测量的影响，不论其性质和变化规律都是极其复杂的，其中有偶然误差的影响，也有系统误差的影响。
4大型桥梁墩、台的施工测量
大型桥梁的平面和高程控制网布设完毕后，采用较精密的方法进行桥梁墩台定位、墩柱中心位置放样、盖梁位置放样、支座垫石位置测定、大梁架设位置控制、桥梁防撞护栏位置放样等等测量。
4.1桥梁墩台定位测量
在桥梁墩、台的施工过程中，首先要测设出墩、台的中心位置，墩台顶面高程用精密水准测定，构成水准线路，附合到两岸基本水准点上。
对于浮运法施工的水中桥墩墩台定位，一般采用方向交会法测量；对于已稳固的墩台基础定位，可采用直接测距法或方向交会法、距离交会法或极坐标法。
为了检核精度及避免错误，通常采用三个方向交会，即同时利用桥轴线的方向，如图2所示。
图2交会法测距确定桥墩、台中心
由于测量误差的影响，三个方向不交于一点，而形成三角形，这个三角形称为示误三角形。示误三角形的最大边长，在建筑墩、台下部时不应大于25mm，上部时不应大于15mm。如果在限差范围内，则将交会点投影至桥轴线上，作为墩中心的点位。随着工程的进展，需要经常进行交会定位。为了工作方便，提高效率，通常都是在交会方向的延长线上设立标志。当桥墩筑出水面以后，即可在墩上架设反光镜（棱镜），利用光电测距仪、全站仪直接测距法定出墩中心的位置。
4.2桥梁墩台纵、横轴线的测量
为了进行墩、台施工的细部放样，需要测设其纵、横轴线。纵轴线是指过墩、台中心平行与线路方向的轴线；横轴线是指过墩、台中心垂直于线路方向的轴线；桥台的横轴线是指桥台的胸墙线。直线桥墩、台的纵轴线与线路中线的方向重合，在墩、台中心架设仪器，自线路中线方向测设90°角，即横轴线的方向，见图3和图4。
图3直线桥纵、横轴线测设 图4桥纵、横轴线测设
在施工过程中，墩、台中心的定位桩要被挖掉，随着工程的进展，要经常需要恢复墩、台中心的位置，因而要在施工范围外设护桩，据以恢复墩台中心的位置。护桩即在墩、台的纵、横轴线上，于两侧各订设至少两个木桩。为防破坏，可以多设几个。在曲线桥上的护桩纵横交错在使用时极易弄错所以在桩上一定要注明墩台编号。
5桥梁架设的施工测量
桥梁架设是桥梁施工的最后一道工序。对于钢梁或混凝土梁，多数是在预制厂预制后，再运到工地架设。桥梁梁部结构比较复杂，要求对墩台方向、距离和高程用较高的精度测定，作为架梁的依据。架梁时需要将相邻墩、台联系起来，考虑其相关精度，要求中心点间的方向、距离和高差符合设计要求。
梁的两端是用位于墩顶的支座支撑，支座放在底板上，而底板则用螺栓固定在墩、台的支承垫石上。架梁的测量工作，主要是测设支座底板的位置，测设时也是先设计出它的纵、横中心线的位置。支座底板的纵、横中心线与墩、台纵横轴线的位置关系是在设计图上给出的。因而在墩、台顶部的纵横轴线测出以后，即可根据它们的相互关系，用钢尺将支座底板的纵、横中心线测放出来。
大跨度钢桁架或连续梁采用悬臂或半悬臂安装架设。安装开始前，应在横梁顶部和底部的中点做出标记。架梁时，用来测量钢梁中心线与桥梁中心线的偏差值。在梁的安装过程中，应不断地测量以保证钢梁始终在正确的平面位置上，高程位置应符合设计的大节点挠度和整跨拱度的要求。
6结束语
随着大型公路桥梁的建设，桥梁的施工测量任务显得尤为重要。本文阐述了大型公路桥梁施工测量方法及施工测量的精度要求，为大型桥梁施工及各种公路桥梁测量控制提供参考。
参考文献：
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