桥梁施工测量控制网的设置及数据处理方法与应用

桥梁施工测量控制网的设置及数据处理方法与应用（中铁八局集团第三工程有限公司，贵州贵阳550002）
摘要：本文通过对桥梁的不同种类控制网的设置方式及测量数据的处理分析，说明了在桥梁工程施工测量中，如何应用有效的控制网布置形式及其数据处理方法，提高各类复杂桥梁的施工控制测量精度，以满足桥梁施工不同部位对测量放样精度的要求。

关键词：桥梁；测量控制网设置；数据处理
1 概述
桥梁施工测量，是指引和保证施工必不可少的工作。

但对于桥梁规模大小有着不同程度的要求。

一般大桥和中、小桥只在线路复测时对桥梁所在位置的线路进行比较精确的测量定位。

对于水面较宽，且有高墩、大跨、深水基础或基础施工复杂，要求测量定位、放样精度较高的大桥、特大桥，带状桥梁群，控制网的设置方式及数据处理方法显得特别重要。

2 桥梁控制网的设置
传统的平面控制测量形式有导线和三角网。

根据桥梁控制网的特点以及综合考虑施工现场实地的地形地貌情况，以及对桥梁放样精度的要求，施工中常常采用的桥梁控制网的形式是双闭合环导线和桥梁三角网。

2.1 双闭合环导线网
如图-1，为双闭合导线网的基本图形，
AB为桥轴线，以AB为公共边，在AB的两
侧分别布设一条闭合导线。

双闭合导线网平面控制，以导线的形
式布置成闭合环，其布置灵活，放样简捷，
并在闭合网满足图形强度要求精度的条件
下，也可进行交会放样。

在目前全站仪大
范围普及的情况下，是大中桥梁控制测量中
采用较多的一种方法。

2.2桥梁三角网
如图-2
对于特大桥等精度要求较高的平面控制测量，
为了保证其平面控制网的施工放样精度要求，
目前采用的仍以三角网为主。

组成桥梁三角
网的基本图形主要有三角锁、中心多边形、大
地多边形和组合图形等，可根据桥梁施工要求的
精度，确定三角网图形组成的复杂程度。

桥梁三
角网的施测可采用测角网、测边网或边角网。

3 桥梁控制网数据处理方法
桥梁控制网分双闭合环导线和三角网的数
据处理方法，其内业计算有近似平差和严密平差两种方法。

导线严密平差一般都采用条件平差法，其原理是将测量方位角闭合差和坐标闭合差同时计算和分配。

严密平差计算过程比较复杂，目前，在施工测量中利用计算机进行严密平差的软件已十分普及。

这里只介绍工程施工中较常采用的双闭合环导线和桥梁三角网的近视平差数据处理方法。

3．1双闭合环导线近视平差法的数据处理
3.1.1 角度闭合差的计算与分配
如图-1所示的双闭合环导线，角度平差是分别对两个闭合导线当作单一的闭合导线来计算和分配，其计算方法与一般单闭合导线计算完全一致，这里不再重复。

3.1.2 坐标闭合差的计算与分配
由于双闭合环导线有两个公共点A和B，因此坐标平差采用结点平差法来及计算。

从图-1可以看到，由A点坐标计算到B点可以由三条线路（线路1、线路2和线路3）来计算，分别得到B点的三个坐标：
X
B 1 Y
B
1 X
B
2 Y
B
2 X
B
3 Y
B
3。

由于三条线路的线路长∑D
1、∑D
2
、∑D
3
是不同的，这里我们根据线路长来
定权：
Pi=∑D
1/∑D
i
用加权平均值得方法计算B点坐标的平差值（X
B 、Y
B
）：
X
B = P1×X
B
1+ P2×X
B
2+ P3×X
B
3/P1+P2+P3
Y
B = P1×Y
B
1+ P2×Y
B
2+ P3×Y
B
3/P1+P2+P3
有了B点的坐标，那么三条线路的闭合差就可以计算出来：
ΔX i= X B i-X B
ΔY i= Y
B i-Y
B
这样，就可以将三条线路的坐标闭合差按单一导线坐标闭合差的分配方法，分别分配到三条线路的各条边上去，从而计算出双闭合环上各控制点平差后的最终坐标。

3．2 桥梁三角网近视平差法的数据处理
如图-2，以最常见的三角锁图形为例，AB为桥轴线，AC、AD为基线，观测了所有内角，已知A点的坐标和AB边的方位角，计算B、C、D点坐标：
3．2．1图形条件
不同的基本图形，其图形条件有所不同。

如图-2，三角锁中每个三角形内角和的闭合差为：w
i =a
i
+b
i
+c
i
-180○
计算经三角形闭合差改正后的角度，可将闭合差平均改正到每个内角上去改
正数为：v
ai =v
bi
=v
ci
=- w
i
/3
3．2．2边长条件
对角度改正后应满足正弦定理，即：
AC/AD=sinb
1’. Sinb
2
’/ sina
1
’. Sina
2
’
=sin(b
1+ v
bi
). sin(b
2
+ v
b2
)/sin(a
1
+ v
ai
). sin(a
2
+ v
a2
)
对上式线形化改写可得：
Cotb
1v
bi
+cotb
2
v
b2
- Cota
1
v
ai
- Cota
2
v
a2
+w=0
其中常数项为: w=( AD/AC- sina
1.Sina
2
/ sinb
1
.Sinb
2
)× ”
在近视平差中，由于测角精度相同，我们假定各个改正数的大小相等，同
时为了不破坏已满足的三角形条件，又假定a
i b
i
改正数的符号相反，即: v
bi
= -v
ai
则：v= v
bi = -v
ai
=-w/∑Cotb
i
+∑Cota
i
将角度平差以后，分别计算各边的边长和方位角，即可计算出各点的平差后的采用控制坐标。

4结束语
建立必要的施工测量控制网，并按设计和施工规范精度要求进行有针对性的合理布置控制网型，以及采用正确的平差数据处理方法，是目前桥梁施工测量控制中必须引起高度重视的问题。

没有事先制订有效的施工控制网方案，要想确保桥梁施工的质量是很困难的。

为此，我们在工程施工中，对测量精度要求较高的桥梁，都建立了相应精度等级的控制网。

例如，我们在新建成都北编组站李家堰桥梁群施工测量控制中，由于大部分桥梁处于站场内的股道咽喉道岔群内，对桥梁施工放样位置精度要求较高，我们根据现场的具体地貌情况，以及桥梁群的平面带状位置情况，采用了上述的相应导线闭合环网形式布置测量控制点，确保了桥梁群的施工放样精度。

作者简介：田强（1964-）男，本科，工程师，主要研究方向：测量工程。