桥梁施工放样,最主要的工作是测设出墩、台的中心位置及其纵横轴线。桥梁放样前,测量技术人员应做好以下工作:
①熟悉设计图样,理解图样的设计思路。
②检查图样,核实图样的有关数据,做好施工测量的数据准备工作。
③了解施工工作计划和安排,协调测量和施工进度的关系,落实施工测量方案。
④核查并检测有关的控制点在实地的位置,并与设计资料中的点标记相对照,确认点位的准确可靠。若原控制点点位丢失,应按照原控制等级进行恢复,并满足精度要求。
⑤了解施工现场的地貌形态和地物分布情况。
⑥做好控制点的复测工作。
⑦保护测量标志,加强测量标志的管理、保护,注意受损测量标志的恢复。测量标志包括控制点标志和放样点标志。
桥梁墩台的中心定位,是根据桥梁设计施工详图上所设计的两桥台及各桥墩中心的里程,以桥梁中心线控制桩、桥梁三角网控制点为基准,按规定精度放样出墩台中心的位置。桥梁墩台定位的方法如下:
该法适用于无水或浅水河道,一般只用于中小桥(图 1.1)。其中,直接丈量法只用于小桥。
定位步骤为:
①先根据桥位桩号在线路工程中线上测设出桥台和桥墩的中心桩位 A 、 B 、 C 点,并在河道两岸测设桥位控制桩 k 1 、 k 2 、 k 3 、 k 4 点。
②然后分别在 A 、 B 、 C 点上安置经纬仪,在与桥的中轴线垂直的方向上测设桥台和桥墩控制桩位 a 1 、 a 2 、 a 3 … c 1 、 c 2 、 c 3 、 c 4 点,每侧要有两个控制桩。
③测设时,量距要用经过检定的钢尺,并加尺长、温度和高差改正(或可用光电测距仪测距),测距精度应高于 1 ∶5 000,以保证桥的上部结构安装能正确就位。
图 1.1 直接量距法
桥墩位于水中,无法直接丈量距离也不便于架设反光镜时,可采用方向交会法测设墩位(图 1.2)。
定位步骤为:
①根据控制点坐标和墩台坐标,反算交会放样参数 α i 、 β i 。
②在相应控制点上安置仪器并后视另一已知控制点,分别测设水平角 α i 、 β i 。
③得到两条视线的交点,从而确定墩台中心的位置。
④采用三条视线进行交会的,会形成误差三角形。误差三角形的大小必须满足相关部位的放样精度要求。
图 1.2 方向交会法
图 1.3 极坐标法
在能使用全站仪并在被测设的点位上可以安置反光镜的观测条件下,可采用极坐标法进行定位(图 1.3)。
定位步骤为:
①计算出放样点 P 与测站点 A 之间的距离 D AP 和方位角 α AP 。
②计算出测站点 A 与后视点 B 之间的方位角 α AB 。
③计算出 β = α AB - α AP 。
④在测站点 A 上安置好全站仪,瞄准后视点 B ,旋转角度 β ,然后再测出距离 D ,就得出 P 的位置。
⑤为确保测设点位的准确,测量后应将仪器迁至另一控制点上,再按上述程序重新测设一次,以进行校核。只有当两次测设的位置满足限差要求时才能停止。
桥梁工程精度要求不高的结构部位或者工程初期精度要求不高的部位的放样、跨海大桥等可采用GPS-RTK法(图 1.4)与高精度全站仪相结合的方法。
定位步骤为:
①建立基准站,要求有足够数量的卫星且具有较好的几何分布。
②在已知点上建立转换参数,基准站与移动站间的数据通信良好。
③进行点位放样(关键技术是初始整周模糊度的快速解算、数据链传输的高可靠性和强干扰性)。
采用三边或者以上交会定位时,必须要进行误差三角形的改正。
如图 1.5 所示,误差三角形在桥轴线上的距离为 C 2 C 3 ,是误差三角形的最大边长,对建筑墩台基础不宜超过 25 mm,对建筑墩身不宜超过 15 mm,再由 C 1 向桥轴线上做垂直线 C 1 C , C 作为墩、台或基础的中心,交角 α , β 应事先计算并核对。
如用检验过的电磁波测距仪时,可将其置于 D 点测定墩、台中心位置。
图 1.4 GPS-RTK法
图 1.5 误差三角形的改正
扩大基础坑底位置,一般比基础设计尺寸每边增加 50 ~ 100 cm,作为立模板、边坡支护、设置集水坑及人员操作的必要空间(图 1.6);坑顶面积出于放坡的原因会比坑底面积大,具体位置则需要根据基础底面尺寸、开挖深度、放坡坡度计算确定。
图 1.6 基底拓宽(单位:cm)
明挖扩大基础放样,需先根据桥墩与基坑关系(图 1.7),放样出坑顶边线,基坑开挖至设计标高后,再用钢尺量距,定出基底尺寸,做必要的地基处理,在基础上放出墩台中心及其纵横轴线,如图 1.8 所示。
图 1.7 扩大基础基坑与墩身关系示意图
图 1.8 桥梁基础标高放样示意图
桩基的位置通过墩台纵横轴线的位置引测。在放样出墩台轴线以后,识读图形中墩台与桩的位置关系(图 1.9),定出群桩的 4 根边角桩位,再根据这 4 个点位,用钢尺测设桥的其他桩位。
图 1.9 桥墩与桩位示意图
桩基础钻孔放样和墩台定位放样方法相同,目前多采用全站仪进行,使用极坐标法放出。
桩基础各点位,在点位上打入木桩,在木桩上钉入铁钉进行定位,并引测到桩位四周,做好护桩。
桩基定位放样时,应注意以下几点:
①认真熟悉图样,详细核对各轴线桩布置情况,是单排桩还是双排桩、梅花桩等,每行桩与轴线的关系如何,桩距、桩的数量、桩顶标高、承台标高各为多少等。
②根据轴线控制桩纵横拉线,把轴线放到地面上,从纵横轴线交点起,根据桩位布置图,按轴线对桩逐个量尺定位,在桩中心钉上木桩。
③每个桩中心都固定标志,一般用 4 cm×4 cm的方木桩加铁钉作为标志,以便钻机在成孔过程中及时正确地找准桩位。在安放护筒前,应在桩位四周加设护桩。
④桩基成孔后,灌注水下混凝土前,应在每个桩附近重新测量标高,以便正确掌握桩顶标高。