淺談大型公路橋梁施工測量
摘要：隨著經(jīng)濟建設(shè)的迅猛發(fā)展，大型公路橋梁的不斷增多，本文闡述了大型公路橋梁橋軸線長度測量、施工控制測量、(墩、臺)中心的定位、(墩、臺)細部放樣及梁部放樣等部位的施工測量方法及精度要求，為大型橋梁的施工測量提供參考。
關(guān)鍵詞：大型橋梁，施工測量，控制測量，方位交會
1前言
隨著經(jīng)濟建設(shè)的迅猛發(fā)展，我國建成了一大批大跨徑公路橋梁，特別是一些跨海、跨江河的斜拉橋、懸索橋等大型橋梁。為了實現(xiàn)國家高速公路網(wǎng)的“東網(wǎng)、中聯(lián)、西通”的目標，還會建設(shè)眾多的大型公路橋梁。
施工測量是一切工程項目的基礎(chǔ)，并且測量工作可以說是貫穿于橋梁工程整個過程。在橋梁的勘測設(shè)計階段，需測繪地形圖、河床斷面圖及提供其他測量資料；在橋梁的建筑施工階段，為保證施工位置準確，需建立橋梁平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，進行橋墩、橋臺定位和梁體架設(shè)等施工測量；在建成后的管理階段，為了監(jiān)測橋梁的安全運營，充分發(fā)揮其效益，需定期進行變形觀測。
為了保證大型橋梁的施工質(zhì)量，施工測量顯得尤為重要。本文闡述大型公路橋梁施工測量控制網(wǎng)的布設(shè)、施工測量要點及施工測量的精度要求，為大型橋梁施工測量控制提供參考。
橋梁的測量工作概括起來有橋軸線長度測量、施工控制測量、(墩、臺)中心的定位、(墩、臺)細部放樣及梁部放樣等。
2橋軸線長度施工測量
對于大型橋梁施工測量來說，在進行施工控制測量前，要先確定橋軸線上的兩個控制點。在選定的橋梁中線上，橋頭兩端埋設(shè)兩個控制點，兩控制點間的連線稱為橋軸線。在進行墩、臺定位時，主要以這兩點為依據(jù)，故橋軸線長度的精度直接影響墩、臺定位的精度。為了保證墩、臺定位的精度要求，首先需要估算出橋軸線長度需要的精度，以便合理地擬定測量方案。
在現(xiàn)行的測量技術(shù)規(guī)則中，根據(jù)梁的結(jié)構(gòu)形式、施工過程中可能產(chǎn)生的誤差，推導(dǎo)出了如下的估算公式：
鋼筋混凝土簡支梁：
鋼板梁及短跨（l≤64m）簡支鋼桁梁
單跨：
多跨等跨：
多跨不等跨：
連續(xù)梁及長跨（l≥64m）簡支鋼桁梁
單聯(lián)（跨）：
多聯(lián)（跨）等聯(lián)（跨）：
多聯(lián)（跨）不等聯(lián)（跨）：
式中ml1——單跨長度中測量誤差；mL——橋軸線（兩橋臺間）長度中誤差；——墩中心的點位放樣限差，=±10mm；——節(jié)間拼裝限差，=±2mm；——固定支座安裝限差，=±7mm。
3大型橋梁施工測量控制網(wǎng)的布設(shè)
大型橋梁施工測量控制網(wǎng)包括平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。
3.1平面控制網(wǎng)測量
對于大型橋梁，墩、臺無法直接定位，則必須建立平面控制網(wǎng)。建立平面控制網(wǎng)的目的是測定橋軸線長度和進行墩、臺位置的放樣；同時，也可用于施工過程中的變形監(jiān)測。
根據(jù)橋梁跨越的河寬及地形條件，橋梁平面控制網(wǎng)一般采用三角網(wǎng)測量的方法施測。近年來，隨著高精度測距儀、全站儀和GPS的普及，橋梁控制網(wǎng)的也可采用導(dǎo)線網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)以及GPS網(wǎng)進行施測，常見的平面控制網(wǎng)形式，見圖1�！ �
圖1常見的平面控制網(wǎng)
選擇控制點時，可根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況而定，但至少要測設(shè)兩條邊長，應(yīng)盡可能使橋的軸線作為三角網(wǎng)的一個邊，以利于提高橋軸線的精度，大型橋梁平面控制網(wǎng)的精度不宜低于三等，測距儀、全站儀測距精度不宜低于3mm+2×106D。對于控制點的要求，除了三角網(wǎng)邊長要適中（宜控制在橋長的0.35～1.5倍之間）外，還要求地質(zhì)條件穩(wěn)定，視野開闊，便于交會墩位，其交會角不致太大或太小。由于GPS觀測具有不受點間通視約束并可全天候作業(yè)等優(yōu)點，當(dāng)各控制點間不能保持通視，可采用GPS進行測設(shè)。一般來說，在邊、角精度互相匹配的條件下，邊角網(wǎng)的精度較高。
根據(jù)平面控制網(wǎng)的精度要求將控制網(wǎng)分為5個等級，各等級的精度要求，見表1。
表1控制網(wǎng)精度要求
3.2高程控制網(wǎng)測量
在橋址兩岸布設(shè)一系列基本水準點和施工水準點，用精密水準測量聯(lián)測，組成橋梁高程控制網(wǎng)。從河的一岸測到另一岸時，由于過河距離較長，用水準儀在水準尺上讀數(shù)困難，而前、后視距相差懸殊，水準儀誤差、地球曲率及大氣折光的影響都會增加。大型橋梁所處的地理位置復(fù)雜、工程量巨大，對測量工作的要求較為嚴格。
高程控制網(wǎng)采用二等水準進行測量。在工程測量中，測量精度根據(jù)往返測的高差的不符值來評定，因為往返測的高差不符值集中反映了水準測量各種誤差的共同影響，這些誤差對水準測量的影響，不論其性質(zhì)和變化規(guī)律都是極其復(fù)雜的，其中有偶然誤差的影響，也有系統(tǒng)誤差的影響。
4大型橋梁墩、臺的施工測量
大型橋梁的平面和高程控制網(wǎng)布設(shè)完畢后，采用較精密的方法進行橋梁墩臺定位、墩柱中心位置放樣、蓋梁位置放樣、支座墊石位置測定、大梁架設(shè)位置控制、橋梁防撞護欄位置放樣等等測量。
4.1橋梁墩臺定位測量
在橋梁墩、臺的施工過程中，首先要測設(shè)出墩、臺的中心位置，墩臺頂面高程用精密水準測定，構(gòu)成水準線路，附合到兩岸基本水準點上。
對于浮運法施工的水中橋墩墩臺定位，一般采用方向交會法測量；對于已穩(wěn)固的墩臺基礎(chǔ)定位，可采用直接測距法或方向交會法、距離交會法或極坐標法。
為了檢核精度及避免錯誤，通常采用三個方向交會，即同時利用橋軸線的方向，如圖2所示�！�
圖2交會法測距確定橋墩、臺中心
由于測量誤差的影響，三個方向不交于一點，而形成三角形，這個三角形稱為示誤三角形。示誤三角形的最大邊長，在建筑墩、臺下部時不應(yīng)大于25mm，上部時不應(yīng)大于15mm。如果在限差范圍內(nèi)，則將交會點投影至橋軸線上，作為墩中心的點位。隨著工程的進展，需要經(jīng)常進行交會定位。為了工作方便，提高效率，通常都是在交會方向的延長線上設(shè)立標志。當(dāng)橋墩筑出水面以后，即可在墩上架設(shè)反光鏡（棱鏡），利用光電測距儀、全站儀直接測距法定出墩中心的位置。
4.2橋梁墩臺縱、橫軸線的測量
為了進行墩、臺施工的細部放樣，需要測設(shè)其縱、橫軸線�？v軸線是指過墩、臺中心平行與線路方向的軸線；橫軸線是指過墩、臺中心垂直于線路方向的軸線；橋臺的橫軸線是指橋臺的胸墻線。直線橋墩、臺的縱軸線與線路中線的方向重合，在墩、臺中心架設(shè)儀器，自線路中線方向測設(shè)90°角，即橫軸線的方向，見圖3和圖4。
圖3直線橋縱、橫軸線測設(shè) 圖4橋縱、橫軸線測設(shè)
在施工過程中，墩、臺中心的定位樁要被挖掉，隨著工程的進展，要經(jīng)常需要恢復(fù)墩、臺中心的位置，因而要在施工范圍外設(shè)護樁，據(jù)以恢復(fù)墩臺中心的位置。護樁即在墩、臺的縱、橫軸線上，于兩側(cè)各訂設(shè)至少兩個木樁。為防破壞，可以多設(shè)幾個。在曲線橋上的護樁縱橫交錯在使用時極易弄錯所以在樁上一定要注明墩臺編號。
5橋梁架設(shè)的施工測量
橋梁架設(shè)是橋梁施工的最后一道工序。對于鋼梁或混凝土梁，多數(shù)是在預(yù)制廠預(yù)制后，再運到工地架設(shè)。橋梁梁部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要求對墩臺方向、距離和高程用較高的精度測定，作為架梁的依據(jù)。架梁時需要將相鄰墩、臺聯(lián)系起來，考慮其相關(guān)精度，要求中心點間的方向、距離和高差符合設(shè)計要求。
梁的兩端是用位于墩頂?shù)闹ё�，支座放在底板上，而底板則用螺栓固定在墩、臺的支承墊石上。架梁的測量工作，主要是測設(shè)支座底板的位置，測設(shè)時也是先設(shè)計出它的縱、橫中心線的位置。支座底板的縱、橫中心線與墩、臺縱橫軸線的位置關(guān)系是在設(shè)計圖上給出的。因而在墩、臺頂部的縱橫軸線測出以后，即可根據(jù)它們的相互關(guān)系，用鋼尺將支座底板的縱、橫中心線測放出來。
大跨度鋼桁架或連續(xù)梁采用懸臂或半懸臂安裝架設(shè)。安裝開始前，應(yīng)在橫梁頂部和底部的中點做出標記。架梁時，用來測量鋼梁中心線與橋梁中心線的偏差值。在梁的安裝過程中，應(yīng)不斷地測量以保證鋼梁始終在正確的平面位置上，高程位置應(yīng)符合設(shè)計的大節(jié)點撓度和整跨拱度的要求。
6結(jié)束語
隨著大型公路橋梁的建設(shè)，橋梁的施工測量任務(wù)顯得尤為重要。本文闡述了大型公路橋梁施工測量方法及施工測量的精度要求，為大型橋梁施工及各種公路橋梁測量控制提供參考。
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