桥梁施工测量技术

摘 要：桥梁施工过程中的测量技术对于桥梁的建设质量有着非常重要的影响,随着科技的进步与社会的发展,桥梁的建设工艺也发生了极大地转变,对于桥梁的测量技术更是提出了全新的要求.在具体的施工过程中,要通过建立平面控制网和高程控制网,立体、多面化的为具体的施工过程提供控制点的参考.在桥梁后期的运营过程中,还应该对桥梁的垂直与水平位移以及挠度变化进行准确的测量.

关 键 词：桥梁施工测量技术平面控制网高程控制网

1概述

测量工作是桥梁建设过程中非常重要和关键的一个环节,它对整个桥梁工程的质量有着非常大的影响,现代社会桥梁建设越来越向大跨度的方向发展,测量工作也显得更加的复杂,在桥梁施工过程中,如何保证桥梁测量工作的准确性,是摆在技术测量技术人员面前的一个重要的问题.桥梁测量工作具体来说是对桥梁各个部位的定位以及放样,保证桥梁的建设位置和尺寸符合相关的设计要求.

随着科技的进步与社会的发展,桥梁建设的工艺也发生了极大地转变,对于桥梁的测量技术更是提出了全新的要求.由于在桥梁的施工阶段,对建筑物的放样是测量工作的重中之重,所以,首先应该要建立施工平面的网点以及高程控制的网点,主要为包括桥梁中线、基础桩、墩台等各项基础建筑项目的放样做准备.如果建设项目处于深水河道则必须采用测角网以及边角网等设施来建立有关的平面控制,在深水河道,测量人员也可以利用GPS技术,进行相关数据的定位与分析,为建立一个准确的平面控制网点打基础.如果是在建立有关高程控制网的过程中,为了使两岸的高程基准一致,则必须要进行跨河的水准测量,在这个过程中,就需要借助水准仪倾斜螺旋法以及经纬仪倾角法和光学测微法等测量方法进行准确的观测.

为了保障桥体的行车安全,在桥梁的运营过程中,应该对墩台沉陷与位移的相关数据进行掌握.在对墩台沉陷进行观测的过程中,需要采用非常精密的水准测量仪,而在对墩台水平位移进行观测的过程中,则需要利用视准线法和波带板激光准直法.在桥梁运营初期,这种测量需要频繁进行,而在后期,则可以适当增长周期.

2如何建立准确而有效的施工控制网点

在进行桥梁建设过程中,施工控制网点的建立对于桥梁的有效测量具有非常重要的意义,如果施工网点建立的有效而准确,不仅可以为后期具体测量做好了准备,还为施工过程中的放样与变形监测打下了坚实的基础.近些年来,桥梁建设的工艺越来越复杂化,建设规模和跨度也在不断的扩大,桥梁结构也出现了许多新颖的表现形式,桥面增高,而建设周期也同时在不断地拉长.这些变化给桥梁建设前期的施工控制网点工作的建立带来了新的挑战,也促使控制网点的建立在近些年的不断地推陈出新.

众所周知的是,施工控制网主要包括平面控制网和高程控制网.两种控制网结构可以在桥梁建设过程之前,以立体、多面化的方式为具体的施工过程提供控制点的参考.平面控制网的建立一般通过三角网的方式来取得,在科技发展越来越成熟的今天,GPS技术也被广泛的的运用到桥梁建设过程中,为平面控制网的有效形成提供了技术支持.有关平面控制网的具体特型和精度,一般都是根据工程具体布局和特点制订的.为了保证工程施工的的精度,也为了给后期的放样工作提供方便,在进行平面施工控制网的建立时,需要将其投影到对应的高程控制面上.由于最近几年内,桥梁建设的施工工期越来越长,控制网的各个标点的建立,必须要在稳固的基础上建立,如果是在松软地区建立控制标点,则必须要在该点埋设钢管,用来提高控制点的相对稳定性.

精密水准测量法是在高程控制网建立过程中运用的较为普遍的一种测量方法.在进行高程控制网点的建立过程中,为了使河流两岸的高程系统的相关数据保持一致,就必须要采用跨河水准测量.如果高程控制网平差,只需要选用某一岸的一个点作为基准点即可；当河流两岸都有高级水准点时,而在检测之后确认其不存在系统差时,才能将其都作为已知点使用.[1]

当然,在现代社会桥梁建设的控制网点建设过程中,必须根据实际情况进行灵活处理,譬如说大型的桥梁建设施工网通常情况下都会分为两级进行控制点的布设.整桥和与之相关的重要的附属工程作为首级控制网点进行布设,而桥梁工程的局部位置则可列为二级控制网点进行布局.通常情况下,首级施工控制网需要在桥梁施工前期就必须布设完毕,方便桥梁施工过程中的使用,而二级加密网则可以在施工进行的过程中,根据其进度和相关的具体问题进行布设.值得注意的一点是,桥梁建设对于控制网的精度要求一般都比较高,为了保证测量成果的准确性,在进行二级控制网点的布设过程中,都应该预留出一个点位的稳定期,从而保证数据的准确性.

由于测量数据准确可靠、测量方式较为快捷方便,因此,GPS技术在近些年来的桥梁控制网点布设过程中运用的越来越普遍,值得注意的一点是,由于GPS技术的特殊性,因此,在利用它来建立相关的施工控制网点时,必须保证点位附近的天空开阔度,且没有电波的辐射和反射源.其次,由于在桥梁施工过程中,大多数斗采用的是全站仪,所以必须保证两个控制点之间一直处于通视状态,而相对于一些重要的控制点,则必须保证两个以上控制点的通视.

3GPS(RTK)技术在施工放样过程中的运用

前方交会法和距离交会法是在桥梁的施工放样过程中运用的较为普遍的两种方法,但在全站仪越来越普遍的运用,桥梁施工的放样工作都借助于全站仪坐标法进行完成.它主要通过钢尺来丈量核放样点之间的相对关系,对于一些基础桩的放样工作来讲,GPS(RTK)技术则是一种较为理想的工具.[2]

与其他的放样工具相比,GPS(RTK)技术具有一种天然的优势.包括全站仪测量仪在内的测量方法,对于测量过程中的各方面要求较为复杂,既要控制点的通视状态,测量过程费工又费时,最为主要的精度结果还不均匀,而GPS(RTK)技术则不需要在通视的状态下就可以完成,并且不会产生误差的累积.相对于其他的放样测量方法,GPS(RTK)技术能够高效、快速的完成测量和放样任务.

4几种常用的变形监测手法

在桥梁的变形监测过程中垂直位移监测、水平位移监测和挠度观测三种检测方法,运用的较为普遍.

垂直位移监测是指通过定期的对布设在桥墩台上的观测点与基准点的高差,来求得观测点的高程,然后再利用不同时期观测点的高程来计算出桥梁墩台的位移数值.垂直位移监测主要有精密水准测量、三角高程测量、液体静力水准测量、压力测量法和GPS测量.在具体的测量过程中,应该根据桥墩观测点与基准点的高差,来判断应该使用哪种检测方法.

水平位移监测的相关测量方法的选择应该与桥梁的结构有着紧密的关系.基准线法以及测小角法比较适合直线形桥梁,而三角测量法、交会法以及导线测量法则比较适合于曲线桥梁.测量人员应该根据桥梁的具体结构进而选择适用的水平位移测量方法.

建成的桥梁在营运过程中,必然会因为不断地承受静荷载和动荷载而产生挠曲变形,而挠曲变形的度数也对桥梁的质量存在很重要的参考价值,所以,在桥梁交付使用之前或者已交付使用之后,需要进行定期的挠度测量.桥梁的挠度测量是桥梁质量检测的重要组成部分.由于静荷载和动荷载对于桥梁的承受力和挠曲度影响不同,所以,桥梁的挠度观测也应该分为静荷载挠度观测和动荷载挠度观测.

在进行静荷载挠度观测的过程中,需要测定桥梁的自重与构件安装误差引起的桥梁的下垂量,而动荷载挠度测量主要针对的是当车辆通过桥梁时,桥梁因为其重量和冲量双重作用量而引发的挠曲变形量度.[3]悬锤法、经纬仪直接测量法、水准仪逐点测量法和摄影测量方法是在近些年来普遍运用的桥梁挠度测量法,而具体的使用方法还应该依据测量过程中的现实情况而定.