论桥梁平面施工控制网及精度要求和估算

论桥梁平面施工控制网及精度要求和估算

【摘要】介绍桥梁平面施工控制网的特点、建立及其精度要求和估算

【关键词】桥梁；平面控制网；精度要求；估算

在桥梁建设的各个阶段，桥梁控制测量目的是不同的。勘测阶段，主要是为测量桥址的平面图，而后根据水文、地质资料，选定桥址；在施工阶段，主要是为保证桥轴线长度放样和桥梁墩台定位的精度要求。本文主要介绍施工阶段的控制网情况。

一、桥梁控制网的特点

1.控制范围小，点位密度大，精度要求高。桥梁施工的范围一般就几个平方公里的，在这样小的范围内，分布的桥墩、桥台、及其他的构筑物，上部结构也比较复杂，所以要求控制点的密度要比较大的；而要保证桥轴线的定位精度要求，对控制网的精度也有很高的要求。

2.控制点使用频率高。在工程的施工过程中，桥梁用于施工放样的控制点的使用频率很高，从基础开挖到上部结构的安装，都要反复的进行测量放样。这就对控制点的点位的稳定性和使用的方便性有了要求，在选点时，就要对这些要求进行充分的考虑，做好点位的护桩工作，周期性的进行点位复测，使用前要对点位进行常规检查，发现有松动迹像要及时进行复核，确保点位的正确。

3.放样工作干扰大。在施工现场，工种多、作业队多，交叉作业的情况很多，加上施工机械，时常会阻碍了控制点间的相互通视。因而，测量的控制点要分布合理，在适当的位置进行加密，选择有利的时间段进行测量工作，以提高工作效率。

4.桥梁平面控制网通常按两级来进行布设的。一级控制网主要是用于控制桥的轴线；二级控制网，通常是由施工中用于放样的加密点所构成的。由于加密的二级控制点通常是用于直接放样桥梁墩台的控制点，所以对精度要求高，故二级控制网的精度不应低于一级控制网。

二、桥梁控制网的建立

桥梁的控制网布设时点位的选择，应力求使控制网的图形简单，并尽量能用这些点位在满足精度的前提下对桥墩进行放样；控制网宜布设成三角网或边角网，其边长与河宽有关，一般在0.5-1.5倍的河面宽度内进行变动；为了便于观测和保存，控制点应尽量选择在距墩台设计位置不远处，以便于观测；同时，控制点不应位于淹没地区和地质松软的地区，尽量避开施工区域、材料堆放区域及容易受交通影响的地方。

桥梁控制网的布设可按常规的传统测量方法布设，也可按GPS技术进行布网。按观测要素的不同，一般可分为：三角网、测边网、边角网、导线网等。

1.三角网

三角网是指观测要素只有水平角的测角网。并采用高精度的测距仪测量河道两岸各一条边长，做为检核用的基线。所采用的测距仪应为高精度的测距仪，其标称精度应为0.2mm+1ppm及以上，有这样的仪器，其观测数据可直接作为起始数据使用。随着全站仪的普及，单纯的测角网在桥梁的控制中已是不多了。

2.测边网和边角网

在现在的桥梁控制中，由于全站仪测距测角的便利性，纯粹的测边网已是很少了，通常采用边角结和的控制网形式来进行控制。测角精度应为1″或2″级，边长观测的精度，应达到标称精度3mm+2ppm以上。观测网中的全部内角和部份或全部的边长，作为观测值进行平差计算。

3.导线网

由于导线布点的灵活性和高精度的测距仪的应用，在桥梁控制网的布设中，也可以采用导线布设。

4.引桥控制网

在大桥及特大桥的两端，通常都会有引桥与线路相衔接。因此，在主桥的控制网下，需要在主桥的两端布设引桥的控制网（也称为附网）。一般引桥通常为简支梁结构，跨径也较小的，且大多在陆地上，墩位便于直接观测，对控制网的精度要求也没有主网高的。其布设形式可因地形考虑，通常采用三角锁或导线的形式进行布控。

由于现在计算机计算的便利性，桥梁的控制网使用独立坐标系的情况相对已经很少，没有必要再进行坐标换算。桥梁的投影面，需选择桥墩顶的平面做为投影面，对观测边长及角值进行化算。

三、控制网精度要求和估算

桥梁控制网布设的目的：在于保证桥梁的轴线精度和桥梁墩台的放样精度。因此，在布设控制网之前，应进行精度的估算。

由于桥梁的结构型式的不同，在制造、拼装和安装时产生的误差也不同，他们都会影响桥梁的全长误差。这些因素的关系比较复杂，想要周全的考虑进去是很难的。因此，可以用不同桥梁形式和长度及不同拼装方式的误差及支座安装的误差，来估算控制网的精度。

公路桥涵施工技术规范（JTG_TF50-2011）3.2.4给出了桥涵施工平面控制应满足的规定：

1.各等级平面控制测量，其最弱点点位中误差为±50mm，最弱相邻点间相对点位中误差为±30mm，最弱相邻点边长相对中误差不得大于表3.

2.4-1的规定。

2.桥梁工程平面控制测量的等级不得低于表

3.2.4-2的规定，同时桥梁轴线精度尚应符合表3.2.4-3的规定。对特大跨径及特殊结构桥梁，应根据其施工允许误差，确定控制测量的精度和等级。

以上可用于平面控制网等级的查询，当遇到特殊结构或新的桥型时，应按施工的允许误差进行精度估算，选择适合的平面控制网等级，作为测区的一级控制。在有施工成果借鉴的桥型上，可以按公路桥涵施工技术规范的要求进行选择布设。当碰到新的结构或桥型时，应事先对控制网进行估算，避免造成返工的严重后果。

测量工作的精度，主要体现在相邻点位的相对位置上。不同部位对精度的要求也是不同的。因此，控制网精度的确定，应从保证建筑物放样合理性的要求来考虑。订的过宽，容易造成质量事故；订得过严，会给工作带来困难，造成工作量的增加和工作时间的增长，也会造成不必要的经济损失。

桥梁施工测量，控制网的布设要达到或超过桥轴线长度中误差的精度要求，并为墩台的定位提供测量控制点，使之能达到满足使用要求的精度。由于施工放样通常在有施工干扰的情况下进行的，并且控制点离放样点位一般较远，由于工序要相互衔接，不可能靠增加观测次数来提高精度的，那样花费的时间就很长，并且会影响施工进度。而在控制网建立时，通常处在施工的初期阶段，有足够的时间并且可以利用各种有利的条件来进行观测，提高控制网的精度的。因此，在控制网的设计阶段，应使控制点误差所引起的放样点位的误差，相对于放样的误差来说，小到可以忽略的程度。

根据“使控制点误差对放样点的点位误差小到可以忽略不计”为原则，来对控制网的精度进行分析，即要求控制点的误差影响占总误差的十分之一。

由此说明，当控制点误差所引起的放样误差为总误差的0.4倍时，则m1使放样点位总误差增加1/10，对放样点位的影响可以忽略不计。同时可得m2=0.9M。

上面就控制网应达到的精度进行了分析，实际布设后，能否达到这两方面的精度要求，则必需进行精度估算，以进行验证。

在实际工作中，根据桥梁施工的特点和具体施工现场的实际情况选择合适的施工控制网和精度，对桥梁工程的施工进度和质量控制会收到良好的效果的。

参考文献：

[1]贺国宏主编。桥隧控制测量。人民交通出版社，1999

[2]江宝波，黄德芳主编。工程测量学。地质出版社，1993

[3]张正禄，李广云，潘国荣等。2005。工程测量学【M】，武汉：武汉大学出版社

[4]胡伍生，潘庆林，黄腾主编。土木工程施工测量手册。人民交通出版社，2011

[5]孔祥元，梅是义主编。控制测量学。武汉大学出版社，2002

[6]秦昆，李裕忠等。桥梁工程测量。北京：测绘出版社，1991

[7]公路桥涵施工技术规范（JTG_TF50-2011）

[8]公路勘测规范（JTG C10-2007）

[9]工程测量规范GB50026-93