在桥梁施工测量中,最主要的工作是: 测设出墩、台的中心位置和它的纵横轴线。其测设数据由控制点坐标和墩、台中心的设计位置计算,若是曲线桥还需桥梁偏角、偏距及墩距等原始资料。测设方法则 视河宽、水深及墩位的情况,可采用直接测设或角度交会的方法。墩、台中心位置定出以后,还要测设出墩、台的纵横轴线,以固定墩台方向,同时它也是墩台施工 中细部放样的依据。 一、直线桥的墩、台中心定位
一、直线桥的墩、台中心定位
直线桥的墩,台中心都位于桥轴线的方向上。已知墩、台中心的设计里程及桥轴线起点的里程,
如图13-2所示,相邻两点的里程相减即可求得它们之间的距离。
测设墩、台中心的位置的方法:直接测距法或交会法。
1.直接测距法
这种方法适用于无水或浅水河道。如图13-2
(1)用检定过的钢尺测设:根据计算出的距离,从桥轴线的一个端点开始,逐个测设出墩、台中心,并附合于桥轴线的另一个端点上。若在限差范围之内,则依各端距离的长短按比例调整已测设出的距离。在调整好的位置上钉一小钉,即为测设的点位。
(2)用光电测距仪测设:在桥轴线起点或终点架设仪器,并照准另一个端点。在桥轴线方向上设置反光镜,并前后移动,直至测出的距离与设计距离相符,则该点 即为要测设的墩、台中心位置。为了减少移动反光镜的次数,在测出的距离与设计距离相差不多时,可用小钢尺测出其差数,以定出墩、台中心的位置。
2.角度交会法
当桥墩位于水中,无法直接丈量距离及安置反光镜时,则采用角度交会法。
坐标系:如图13-3所示,C、A、D为控制网的三角点,且A为桥轴线的端点,E为墩中心设计位置。
C、A、D各控制点坐标已知,若墩心E的坐标与之不在同一坐标系,
可将其进行改算至统一坐标系中。
计算测设数据:利用坐标反算公式可推导出交会角α、β。
利用坐标反算公式即可推导出交会角α、β。如利用计算器的坐标换算功能,则α的计算过程更为简捷。以CASIO fx-4500P为例:
其中:pol 为直角坐标、极坐标的换算功能;W 为极角的存储区,W<0时,加360°赋于方位角。
同理可求出交会角β。
当然也可以根据正弦定理或其它方法求得。测设:在C、D点上安置经纬仪,分别自CA及DA测设出交会角α、β,则两方向的交点即为墩心E点的位 置。为了检核精度及避免错误,通常还利用桥轴线AB方向,用三个方向交会出E点。
示误三角形:由于测量误差的影响,三个方向一般不交于一点,而形成一如图示的三角形E1、E2、E', 该三角形称示误三角形。
检核:示误三角形的最大边长,在建筑墩台基础时不应大于25mm,墩身时不应大于15mm。
墩中心E 的点位:如果在限差范围内,则将交会点E'投影至桥轴轴线上,作为墩中心E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置标志,以后交会时可不再测设角度,而直接瞄准该标志即可。当桥墩筑出水面以后,即可在墩上架设反光镜,利用光电测距仪,以直接测距法定出墩中心的位置。
二、 曲线桥的墩、台中心定位
曲线桥墩、台中心定位的测量工作有:曲线线路复测、桥轴线控制桩的测设、控制测量、墩台中心及墩台轴线的测设。
曲线桥上线路中线是曲线1' -2' -3' -4' ,每跨梁中心线的连线是折线1-2-3-4,两者不能完全吻合,如图13-4所示。
1、曲线桥的几个术语:
桥梁工作线:各跨梁的中线联结起来的折线1-2-3-4 … -K。
墩、台中心: 位于桥梁工作线转折角的顶点上(1、2、3…K),所谓墩台定位,就是测设这些转折角顶点的位置。
桥墩偏距:墩、台中心与线路中心的距离E,(1-1’,2-2’ , 3-3’等。
偏距E一般是以梁长为弦线的中矢值的一半,这是铁路桥梁的常用布置方法,称为平分中矢布置。
桥梁偏角α : 相邻两梁跨工作线构成的偏角称为~ 。
桥墩交点距(中心距)Li :桥梁工作线每段折线的长度L (如L1,L2,L3)。
跨梁间隙2a:相邻两跨梁的端点在桥梁上(曲线内侧)要留一间隙(热胀冷缩);2a >10cm
2、曲线桥墩、台放样
E、α、L在设计图中都已经给出,结合这些资料即可测设桥墩、台中心位置(1、2 … K)。
曲线上的桥梁是线路组成的一部分,故要使桥梁与曲线正确的联结在一起, 曲线桥测设的精度要求较高,需要用精确的方法重新测定曲线转向角,重新计算曲线综合要素,精密地测设曲线主点,需对线路进行复测。
由于桥轴线的精度要求较高,要设置桥轴线控制点(桩)。
曲线桥墩、台点位的测设精要求较高,距离和角度要精密测设,在测设过程中一定要多方检核。
1)曲线线路复测和桥轴线控制桩的测设:
在桥轴线的两端测设出两个控制点,以作为墩、台测设和检核的依据。两个控制点测设精度同样要满足估算出的精度要求。在测设之前,首先要从线路平面图上弄清桥梁在曲线上的位置及墩台的里程。
A、复测:对原线路上的曲线控制点以精密的方法进行测设。
检查切线上的线路控制点ZD.JD.ZH.HZ要位于相应的直线上;
精测转向角,计算综合要素, 精测切线距离T; (两控制桩从两条切线测设);
注:两控制桩从一条切线测设时,只精测一条切线不精测?.
B、测设控制桩A、B:
据切线方向用切线支距法进行;
在图上先设计好点位,把A、B两点在切线坐标系内的x.y算出;
精确地将桥轴线上的控制桩A、B测设出来,打桩钉钉。
2)墩台中心的测设:
根据控制桩A、B及给出的设计资料进行墩、台的定位。
根据条件,也是采用直接测距法或交会法。
A、直接测距法 (适用于干旱河沟)
导线法:由于墩中心距Li及桥梁偏角αi是已知的,可以从控制点A开始,逐个测设出角度(αi)及距离(Li),即直接定出各墩、台中心的位置,最后再附合到另外一个控制点B上,以检核测设精度。(偏角应以J2经纬仪测设两测回)。
长弦偏角法(极坐标法):用测距仪测距较方便。
桥轴线控制桩A、B及各墩、台中心点1、2、3在切线坐标系内的坐标是可以求得的,故可反算出控制点A至墩、台中心的距离Di及其与切线方向间的夹角
。
架仪器于控制点A,后视JD 配盘0,拨出偏角
,再在此方向上测设出Di ,如图13-5所示,即得墩、台中心的位置
该方法特点:是独立测设,各点不受前一点测设误差的影响;但在某一点上发生错误或有粗差也难于发现。
所以一定要对各个墩台中心距进行检核测量,可检核相邻墩台中心间距,若误差在2cm以内时,则认为成果是可靠的。
B、角度交会法
当桥墩位于水中,无法架设仪器及反光镜时,宜采用交会法。
墩位坐标系: 与控制网的坐标系必须一致,才能进行交会数据的计算。如果两者不一致时,则须先进行 坐标转换。
x轴:桥梁所在曲线的一条切线;原点:以ZH(HZ)或位于直线上的控制点(如A点)。
墩中心位置: 在三方向交会时,当示误三角形的边长在容许范围内时,可取其重心作为墩中心位置。
交会数据的计算: 与直线桥时类似,根据控制点及墩位的坐标,通过坐标反算出相关方向的坐标方位角 ,再依此求出相应的交会角度。
三、墩台纵、横轴线的测设
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:过墩、台中心平行于线路方向的轴线;
横轴线: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。
1、直线桥:
墩台的纵轴线:于线路的中线方向重合,不另测设。
墩台的横轴线:在墩台中心置镜,自线路中线方向测设90°角.
2、曲线桥
墩台纵轴线:位于桥梁偏角?的分角线上,
纵轴线测设:在墩、台中心架设仪器,照准相邻的墩、台中心,测设α/2角,即为纵轴线的方向。
横轴线测设:自纵轴线方向测设90°角,即为横轴线方向
3、纵横轴线的护桩:
墩、台中心的定位桩在在基础施工过程中要被挖掉,实际上,随着工程的进行,原定位桩常被覆盖或破坏,但又经常需要恢复以便于指导施工。因而需在施工范围以外钉设护桩,以方便恢复墩台中心的位置。
护桩——在墩台每侧的纵、横轴线上,各钉设至少三个木桩。
在曲线桥上相近墩台的护桩纵横交错,使用时极易弄错,所以在桩上一定注意要注明墩台的编号