【全国】桥梁施工技术简介.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,【模块编号】,MU-11-01,Modular Unit-101,施 工 准 备,1,第一节 桥涵概述,1、按照公路工程技术标准规定：,多孔跨径8m,L,30m，单孔标准跨径5m,L,0,20m时，称为,小桥,；,多孔跨径L8m，单孔标准跨径L,0,5m时，称为,涵洞,。,对于圆管涵及箱涵，不论管径或跨径大小，孔数多少，均称为,涵洞,。,2,主 要 内 容,一、施工方法的分类及特点,二、桥梁施工方法的选择原则,三、施工准备,四、桥梁施工组织设计,五、施工测量,3,一、,施工方法的分类及特点,1-1、桥梁基础工程的施工方法简介,1-2、桥梁下部结构施工方法简介,1-3、桥梁上部结构施工方法简介,4,我国建桥技术有悠久的历史和光辉的成就。,桥梁施工技术的发展,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,原始桥的踪影：,西藏墨脱藤网桥（全景）,5,西藏墨脱藤网桥（行人过桥）,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,6,隋代安济（赵州桥）,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,7,宋代卢沟桥,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,8,清代玉带桥,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,9,清代17孔桥,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,10,施工工艺的革新对桥梁类型和体系的发展，对提高桥梁的跨越能力和丰富结构构造形式都起着重要的作用,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,11,南京长江大桥,南京长江大桥为,公路铁路双层,钢连续桁梁桥，上层为4车道公路桥；下层为双线铁路桥。采用,悬臂拼装法,架设。正桥长1576m，连同两端引桥总长：铁路6772m，公路桥4588m。,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,12,主桥采用,双塔双索面钢,与,混凝土结合梁斜拉桥,。主跨跨径423m，一跨过江，通航净空46m。主桥桥面为6车道，桥全长8346m，主桥长846m，浦东引桥长3746m,浦西引桥长3754m。,上海南浦大桥,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,13,苏通大桥总长8206米，其中主桥采用2088米的七跨双塔,双索面钢箱梁斜拉桥，为世界第一大跨径斜拉桥；专用航道桥为548米的钢连续梁桥，属同类桥梁工程世界第二,苏通长江公路大桥,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,14,乌巢河大桥全长241m，,主跨为120m,的双肋石拱桥，腹拱为9孔13m，南岸引桥3孔13m，北岸引桥1孔15m。结构轻盈，造型美观，该桥是目前,世界上最大跨径石拱桥,记录的保持者。,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,乌 巢 河 桥,15,长沙湘江一桥,长沙湘江一桥全桥总长1532m，由主桥、引桥和支桥组成，全桥均采用双曲拱桥型。跨江部分主桥长1156m 主桥墩奠基岩层，采用沉井及明挖基础。全桥施工期仅一年，于1972年建成。,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,16,长沙湘江二桥,长沙湘江北大桥（二桥）主桥由双塔单索预应力混凝土斜拉桥，总长为1025.26m。两岸引桥总长1330.68m。桥塔高53.72m，采用倒Y型（顺桥向）独柱结构，塔柱上部锚固段为H型截面，高31.3m，于1990年12月建成通车。,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,17,长沙湘江三桥,猴子石大桥全长1389.62米,宽27米，双向6车道，其西匝道为苜蓿形二层立交，于2000年9月20日建成通车,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,18,长沙湘江四桥,湘江四桥（三叉机大桥）。该桥设计为,自锚式悬索桥,，全长米，主桥跨米，边跨为米，两边对称分布，其主跨跨度为,国内最大,。湘江四桥已于今年月动工修建，年年底以前竣工通车。,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,19,长沙湘江五桥,长沙黑石铺湘江大桥（湘江五桥）全长3068米，其中主桥长1815米，均为预应力砼连续箱梁。主桥11连拱和3跨钢管拱的规模在同类型桥中都属全国之最。,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,20,长沙湘江六桥,长沙湘江月亮岛大桥（湘江六桥）1999年10月19日桥面全部完工。公路桥与铁路桥平行并列，采用分梁、分墩、分基础形式。桥梁全长1983.80米。,总论 1.1 桥梁施工技术的发展,21,1-1、桥梁基础工程的施工方法简介,22,桥梁施工视频,23,1-2、桥梁下部结构施工方法简介,1）墩(台)身,施工方法据结构形式的不同而异。,简单的中小桥墩（台）身,传统方法-：立模（一次或多次）现浇或砌筑施工。,高墩、斜拉桥或悬索桥的索塔：,施工方法的多样化：,通过模板结构形式表现，,机械设备、施工组织、质量控制多样化。,滑升模板、爬升模板、翻升模板等，在高墩及索塔上应用渐多。,共同的特点：将墩身分成若干节段，从下至上逐段进行施工。,24,1-2、桥梁下部结构施工方法简介,（续）,2）承台,（桩基之上）,旱地、浅水（土石筑岛施工桩基）,与扩大基础的施工方法相似：明挖基坑、简易板围堰挖基等。,深水承台：,钢板桩围堰、钢管桩围堰、双壁钢围堰及套箱围堰等。,25,明挖扩大基础施工,基础墩台施工概述,26,27,28,29,30,软弱地基处理,基础墩台施工概述,31,震动打桩机及射水下沉管柱,基础墩台施工概述,32,西德尼拉尼尔桥,-,基础钻孔施工,基础墩台施工概述,33,主桥墩采用28m直径双壁,钢围堰,加16根直径3m钻孔灌注桩基础，具有较高的防船舶撞击能力,。,基础墩台施工概述,34,利用一个矩形框架来连接锁定插打在其周围的钢板桩,基础墩台施工概述,35,明石海峡桥承台施工,基础墩台施工概述,36,承台钢筋骨架的绑扎,基础墩台施工概述,37,承台模板的安装,基础墩台施工概述,38,墩身盖梁施工,基础墩台施工概述,39,绑扎墩身钢筋骨架,墩身模板安装,基础墩台施工概述,40,墩身混凝土浇注施工,基础墩台施工概述,41,墩身成品外观,基础墩台施工概述,42,1-3、桥梁上部结构施工方法简介,43,44,45,46,1、预制安装法,双悬臂架桥机,上部结构施工概述,47,胜利型架桥机,上部结构施工概述,48,JQ600架桥机,上部结构施工概述,49,1、预制安装法,双悬臂架桥机,上部结构施工概述,50,胜利型架桥机,上部结构施工概述,51,JQ600架桥机,上部结构施工概述,52,2、,悬臂施工法,用于：,建造预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、斜拉桥、拱桥。,（a）挂篮联结，保持平衡,（b）挂篮分离，压重平衡,在墩柱两侧对称平衡地分段浇筑或安装箱梁，并张拉预应力钢筋。逐渐向墩柱两侧对称延伸。,53,钢箱梁桥面拼装施工,上部结构施工概述,54,挂篮悬臂拼装法,上部结构施工概述,55,悬臂浇筑法,上部结构施工概述,56,3,顶推法施工,在桥台后面的引道上或刚性好的临时支架上，预制箱形梁段（1030m）23个，施加施工所需预应力后向前顶推，接长一段再顶推，直到最终位置。再调整预应力，将滑道支承移置成永久支座。,单向顶推、双向顶推,单点顶推、多点顶推,单向单点顶推法,57,按每联多点顶推法,双向顶推法,58,顶推法架设混预应力凝土梁桥,上部结构施工概述,59,4、,逐孔施工法,采用一套施工设备或一、二孔施工支架逐孔施工，周期性循环直至完成。,使用落地式移动支架逐孔现浇,60,满堂支架现浇施工,上部结构施工概述,61,5、,转体法施工,在河流两岸，利用地形或简便支架预制半桥，分别将两个半桥转体合拢成桥。,适用于：,单孔或三孔桥梁。,施工方法：,竖向转体施工法,平面转体施工法：有平衡重法；无平衡重法。,62,佛山东平桥钢拱桥竖转工艺,上部结构施工概述,63,佛山东平桥钢拱桥平转工艺,上部结构施工概述,64,万县长江大桥劲性骨架混凝土拱桥,6、劲性骨架法,上部结构施工概述,65,吊钟岩铁路大桥,劲性骨架混凝土拱,上部结构施工概述,66,7、斜拉桥的施工要点,斜拉桥施工包括,墩塔施工、主梁施工、斜拉索制作与安装,三大部分。,斜拉桥主梁施工一般可采用,支架法、顶推法、转体法、悬臂浇筑和悬臂拼装（自架设）方法,来进行。在实际工作中，对混凝土斜拉桥则以悬臂浇筑法居多，而对结合梁斜拉桥和钢斜拉桥则多采用悬臂拼装法。,67,二、桥梁施工方法的选择原则,施工方法进行分类只是为了描述其特点,一般不可能仅采用一种施工方法，多为综合应用。,同一种方法中，不同情况所需的机具、劳力、施工的步骤和施工期限不一。,应根据设计要求、现场、环境、设备、经验等因素综合分析考虑、合理选择。,应考虑的主要因素：,结构形式、规模；,桥位地形、自然环境、社会环境；,机械、施工管理的制约；,经验；,安全性、经济性。,68,梁式桥Beam bridge,L,69,整体就地浇筑施工法,施工支架多，结构整体性好，工期长，,有部分或无通航能力，混凝土的收缩徐变大,总论 1.2 桥梁施工方法分类,70,整孔预制安装施工法,工厂化制作质量好，平行作业工期短,混凝土徐变小，通航，大型起吊设备,总论 1.2 桥梁施工方法分类,71,逐孔施工法,等跨等高梁，工厂化制作质量好，,混凝土徐变，通航，大型施工设备。,总论 1.2 桥梁施工方法分类,72,悬臂施工法,受力性能，临时固结，构件的制作方法，,施工设备多，通航，施工控制。,总论 1.2 桥梁施工方法分类,73,三、施工准备,建立必要的技术和物质条件，统筹安排施工力量和施工现场，保证施工得以顺利进行。,施工准备通常包括技术准备、劳动组织准备、物质准备和施工现场准备等工作。,74,3-1、技术准备,技术准备是施工准备的核心,熟悉设计文件、研究施工图纸及现场核对；,原始资料的进一步调查分析，包括自然条件的调查分析、技术经济条件的调查分析；,施工前的设计技术交底；,制定施工方案、进行施工设计；,编制施工组织设计；,编制施工预算等。,75,3-2、劳动组织准备和物资准备,3-2-1、劳动组织准备,建立组织机构；,合理设置施工班组；,集结施工力量，组织劳动力进场；,施工组织设计、施工计划和施工技术交底；,建立健全各项管理制度等。,76,3-2、劳动组织准备和物资准备,（续）,3-2-2、物资准备工作,材料准备；,施工设备的准备；,其它各种小型工具、小型配件准备等。,77,3-3、施工现场准备,为工程的施工创造有利的施工条件和物资保证。,施工控制网测量；,补充钻探；,搞好“四通一平”；,建造临时设施；,安装调试施工机具；,材料的试验和储存堆放；,新技术项目的试验；,冬、雨季施工安排；,消防、保安措施；,建立健全施工现场各项管理制度等。,78,2.平整场地土方量计算,应用范围：梁场场地平整,四方棱柱体法,计算：,（,1,）划分方格网；,（,2,）在方格的每个角上，注明应填应挖数；,地形高设计高 （,填用，挖用,+,）,（,3,）计算并,标注零点,。,（,4,）分别计算各方格的填挖 土方数，整理汇总。,79,44.76,44.51,44.80,44.84,44.71,44.43,44.79,45.25,44.84,45.59,44.75,44.55,44.73,44.48,44.69,44.39,44.65,44.23,地面标高,设计标高,80,见例题,屏山矿场平计算,方格网自动计算表格,81,四、桥梁施工组织设计,是指导桥梁施工的基本技术经济文件，也是对施工实行科学管理的重要手段。,以工程项目、单项工程或单位工程为对象编制的：,将整个工程项目分解为各单项工程,各单项工程分解为单位工程,单位工程分解为各分部工程,分部工程分解为各分项工程,进一步分解为各道工序。,编制施工组织设计的目的，就是在保证工程质量的前提下，尽可能地缩短工程工期、降低工程成本、尽早发挥工程项目的经济效益。,82,4-1、施工组织设计的编制原则,首先必须体现施工过程的规律性；,其次要体现组织管理的科学性、技术的先进性。,具体有以下原则：,充分利用时间和空间；,人尽其力、物尽其用；,工艺与设备配套的优选；,最佳技术经济决策；,专业化分工与紧密协作相结合；,供应与消耗的协调。,83,4-2、施工组织设计的任务,确定开工前必须完成的各项准备工作；,选择经济合理的施工方案,包括施工顺序、施工方法和施工机械、尽可能的流水施工作业、合理安排施工力量（劳力、机械、技术管理人员、技工等）；,编制切实可行、逻辑关系严密的工程进度计划，确定施工速度；,编制资源（包括劳力、材料、机具设备、资金等）需要量计划；,制订采购、运输计划，以便及时供应物资，确保施工现场的物资消耗；,合理布置施工现场总平面图，充分利用空间；,切实安排好冬、雨季施工项目，保证全年不间断施工；,提出切实可行、技术先进、经济合理的施工技术措施、组织措施、安全措施和质量保证措施；,合理组织包括基本生产、附属生产及辅助生产在内的全部施工活动等。,84,4-3、施工组织设计的编制依据,不同类型桥梁的施工组织设计，其编制依据可能有所不同。,在以下几方面是相同的：,国家的有关规定、规程和规范；,上级的有关指示；,计划和设计文件，包括已批准的计划任务书、初步设计、技术设计和施工图设计；,自然条件资料，包括地形资料、工程地质资料、水文地质资料、气象资料等；,建设地区的技术经济资料，包括地方工业、交通运输、资源、供水、供电、当地施工企业情况等；,施工单位可能配备给该项目的人力、机械设备，当地施工企业的施工力量、技术状况和施工经验等；,有关的合同规定。,85,4-4、施工组织设计的分类,4-4-1、按工程项目的规模、特点划分：,施工组织总设计,轮廓性、粗线条的计划安排。,单位工程施工组织设计,分部、分项工程施工方案或技术措施,对于某些特别重要、复杂、技术难度大而又缺乏施工经验的分部、分项工程，单列编制。,有时对于冬、雨季施工的工程项目，为了保证工程质量、施工安全，提高劳动生产率和机械效率，也编制专门的、详细的施工方案或技术措施。,86,4-4、施工组织设计的分类,（续1）,4-4-2、按工程项目实施阶段划分：,规划性施工组织设计,设计单位编制，也称初步施工组织设计；只制订轮廓计划。,指导性施工组织设计,施工单位在深入了解和研究了设计文件，以及调查复核了现场情况之后着手编制的；,比规划性施工组织设计更详细、具体、完善，更具有全面指导施工全过程的作用。,实施性施工组织设计。,基层施工单位根据各分部工程（如基础工程、墩台工程、上部构造预制、安装工程）的具体情况，及分工负责施工的队或班组的人力、机具等配备情况，编制分部工程的施工方案或技术措施，称为实施性施工组织设计。,87,4-4、施工组织设计的分类,（续2）,实施性施工组织设计的任务：,编制出以工作日为时间单位的施工进度计划；,根据施工进度计划，具体计算出劳力、机具、材料等日程需要量，并规定班组及机械在作业过程中的移动路线及日程；,在施工方法上，要结合具体情况考虑到工程细目的具体施工细节；必须具体到能按所定施工方法确定工序、劳动组织及机具配备；,工序的划分、劳力的组织及机具的配备，既要适应施工方法的需要，又要最有效地发挥班组的工作效率，便于实行分项承包和结算，还要切实保证工程质量和施工安全。,由于影响计划执行的因素很多，因此在编制计划时，应留有充分的余地。,具体、详细，但不可过于复杂、繁琐；难以执行的计划，并无意义。,88,五 施工测量,总论 1.4 桥梁施工测量,89,1.4.1 施工准备工作,一、准备工作的内容,施工单位中标后，即可着手进行施工准备工作。工程开工前，必须有合理的施工准备期，而且施工准备工作还应有计划、有步骤、分阶段地贯彻于整个工程项目的施工过程中。,总论 1.4 桥梁施工测量,90,(一)技术准备,施工准备工作的内容：,对设计文件和图纸必须进行现场核对，核对的主要内容包括：,1熟悉、核对设计文件、图纸及有关资料,（1）,计划安排、设计图纸和资料是否符合国家的相关政策和规定，图纸是否齐全，图纸内容及相互之间有无错误和矛盾；,总论 1.4 桥梁施工测量,91,(2),掌握设计内容和技术条件，弄清工程规模、结构特点和形式；,(3),设计文件所依据的水文、地质、气象、岩土等资料是否准确、可靠、齐全；,(4),核对路线中线、主要控制点、转角点、三角点、基线等是否准确无误；重要构造物的位置、尺寸大小、孔径等是否恰当，能否采用先进的技术或使用新型材料；,总论 1.4 桥梁施工测量,92,(6),对地质不良地段采取的处理措施，对水土流失、环境影响的处理措施；,(7),施工方法、料场分布、运输方式、道路条件等是否符合实际情况；,(5),路线或构造物与农田、水利、铁路、电讯、管道、公路、航道及其他建筑物的互相干扰情况和解决办法是否恰当，干扰可否避免；,总论 1.4 桥梁施工测量,93,(8),临时房屋、便道、便桥、电力、电讯设备、临时供水、供电等场地布置是否恰当；,(9),各项协议书等文件是否完善、齐备；,(10),明确建设期限，包括分期、分批工程期限的要求。,现场核对发现设计不合理或错误之处，应提出修改意见报上级部门审批，然后根据批复的修改设计意见进行施工测量、补充图纸等工作。,总论 1.4 桥梁施工测量,94,进行现场调查，是为修改设计和编制实施性施工组织设计收集资料。,2补充调查材料,由于公路工程施工的特点，每个建设项目都需要分别确定施工方案和组织方法，故要求在施工阶段必须编制实施性施工组织设计和施工预算。,3编制实施性施工组织设计,4组织先遣人员进场，做好后勤准备工作,总论 1.4 桥梁施工测量,95,(二)施工现场准备,依据设计文件及已编制的实施性施工组织设计做好现场准备工作：,1,测出占地和征用土地范围，拆迁房屋、电讯设备等各种障碍物；,2,平整土地、做好施工放样；,3,修建便桥、便道，搭建生活用房和大型临时设施（预制场、混凝土搅拌站、沥青加工场）的修建；,4,安装供水、供电设备等；,总论 1.4 桥梁施工测量,96,5,各种施工物资资源的调查与准备，包括建筑材料、构件、施工机械及机具设备、工具的货源安排，进场的堆放、入库、保管及安全工作；,6,建立工地实验室，进行各种建筑材料和土质的试验，为施工提供可靠依据；,7,机构设置、施工队伍集结、进场及开工上岗前的思想工作及安全技术教育。,上述各项准备工作全部就绪后，即可向建设单位或监理工程师递交开工报告。获得批准后即可开工。必须坚持没有做好施工准备工作不准开工的原则。,总论 1.4 桥梁施工测量,97,二、实施性中、小桥施工组织设计,实施性施工组织设计属于指导施工的技术经济文件，是在施工阶段由施工单位编制的，此时，施工图设计已获批准，所有施工原则和总方案已定，施工条件明确。因此，这一阶段的施工组织设计十分具体，对各分项工程、各工序和各施工队都要进行施工进度的日程安排和具体操作的设计。,总论 1.4 桥梁施工测量,98,1.4.2,施工测量,一、桥涵施工准备阶段的测量,1测量内容,(1)对设计单位所交付的有关桥涵的中线桩、三角网基点桩、水准基点桩等及其测量资料进行检查、核对，若发现桩志不足、不稳妥、被移动过或测量精度不符合要求时，应按公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）规定，补测加固、移设或重新测校；,内容及要求,总论 1.4 桥梁施工测量,99,(2)施工需要的桥涵中线桩；,(3)补充施工需要的水准点；,(4)测定墩、台纵向和横向及基础桩的位置，并与施工设计图比较，判断位置是否准确；,(5)锥坡、翼墙的位置，并与施工设计图比较，判断位置是否准确。,以上内容如与图纸有出入，应与设计部门联系予以更正。,总论 1.4 桥梁施工测量,100,2测量要求,(1)当有良好的丈量条件时，采用直接丈量法进行墩台施工定位。,(2)大中桥的水中墩台和基础的位置，宜用校验过的电磁波测距仪测量。,(3)曲线上的桥梁施工测量，应按照设计文件参照公路曲线测定方法处理,(4)涵洞测量放样时应注意涵洞长度、涵底标高的正确性。对斜交涵洞、曲线上和陡坡上的涵洞，应考虑交角、加宽、超高。,总论 1.4 桥梁施工测量,101,二、桥涵施工过程中的测量和峻工测量,(一)施工过程中的测量,施工过程中，应测定并经常检查桥涵结构浇砌和安装部分的位置和标高，并作出测量记录和结论，如超过允许偏差时，应分析原因，并予以补救和改正。,总论 1.4 桥梁施工测量,102,1桥梁墩台位置的测定,(1)直接丈量法,当河流无水、浅水或河岸与河底高差较小时，可采用直接丈量法测定桥轴线长度（图1-2-1）。,图1-2-1 中线桩平面布置图,1,2,1-桥台,2-桥墩,总论 1.4 桥梁施工测量,103,丈量方法：,首先用,经纬仪（全站仪）,定线，把尺段点标定在地面上，设立点位桩，桩顶用铅笔画十字线标出中点，然后开始丈量。,丈量时从两岸最外的中线桩开始，当用一条钢尺时需往返丈量两次以上，,读数精确到,mm,，并对尺长、拉力、倾斜和温度进行改正计算。,桥轴线丈量的精度要求应不低于表1-2-1的规定。,总论 1.4 桥梁施工测量,104,(2)间接丈量法,当河道宽阔、水深流急，桥位桩之间的距离不能用钢尺直接丈量时，可采用小三角形网间接丈量出桥轴线长度，而水中桥墩位置用交会法测定。,小三角网测量,图1-2-2中，,AB,是桥位,中心线,，为了丈量,A,、,B,间距离并测出墩台位置，可布设三角形,ABC,和,ABD,组成的三角网。,总论 1.4 桥梁施工测量,105,用钢尺精确丈量基线AC和AD的长度，并用经纬仪精确测出两三角形的内角，根据正弦定理，按下式算出AB间的距离：,1-2-1,图1-2-2 桥位小三角布置图,总论 1.4 桥梁施工测量,106,三角网测量的精度要求应符合公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）3.2.2条的规定。,方向交会法测定桥墩台位置,桥位控制桩AB间距离算出后，分别自A、B点量出桥台中心至A、B桩的距离，即可定出桥台和的位置，如图1-2-3所示。,总论 1.4 桥梁施工测量,107,水中桥墩的位置可采用前方交会来确定。,图,1-2-3 交会法测定桥墩位置,总论 1.4 桥梁施工测量,108,2桥梁水准测量,大、中桥施工时需在两岸设,临时水准点,，高程从设计单位测定的水准点引出，,其容许误差不得超过规范的规定值。,作为高程控制的水准基点，桥长在,200m以上,时，每岸至少设,两个,；桥长在,200m以下,时，每岸,至少设一个,；小桥可,只设一个,。,总论 1.4 桥梁施工测量,109,(二)桥梁施工竣工测量,桥梁竣工后应进行竣工测量，竣工测量项目如下：,1测定,桥梁中线,，丈量跨径；,2丈量墩、台（或塔、锚）各部 分尺寸；,3检查,桥面高程,。,总论 1.4 桥梁施工测量,110,三、平面、水准控制测量及质量要求,(一)平面控制测量,1平面控制网三角测量,总论 1.4 桥梁施工测量,111,各三角点,不可设在,能被水淹没处、存储材料区、地下水位升降易使三角点位移处、车辆来往频繁易使三角点位移处及地势过低须建高架方能通视处，应便于采用,前方交会法进行墩台放样,，并使各点间互相通视；两岸中线上应各设一个,三角点,，使其与桥台相距不远，利于墩台放样；,(1)三角点与基线的布置,总论 1.4 桥梁施工测量,112,桥位中线作为三角网之一边，基线应便于测量；,三角网的图形根据跨河中线长度而定，,在满足精度的原则下，图形力求简单，使其易于平差，避免不必要的测算工作量。,总论 1.4 桥梁施工测量,113,三角测量等级的确定、三角测量的技术要求、三角网平差计算及桥位测量的精度均应符合公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）的相关规定。,(2)三角测量的质量要求,总论 1.4 桥梁施工测量,114,2平面GPS测量控制网,GPS,测量控制网的设置精度和作业方法应符合公路全球定位系统（GPS）测量规范（JTJ 066-98）。,GPS,控制网的技术指标见公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）表3.2.2-7。,总论 1.4 桥梁施工测量,115,(二)高程控制测量,中、小桥和涵洞水准测量按,五等水准要求,设置水准点；,1水准点的布设原则和方法,(1)设计原则,大桥、特大桥施工水准点测设精度，应,不低于四等水准测量要求,，桥头两岸应设置不少于2个水准点，每岸至少设1个稳固基准点；,根据施工需要以及地质不良或易受破坏的地段应适当增设辅助水准点，其精度应,符合五等水准要求,，辅助水准点尚须符合以下要求：转镜不超过2次，高差不超过2米和不在同一岩石或结构物基础上。,总论 1.4 桥梁施工测量,116,基准点可埋设混凝土标石、钢管标石、岩标石、管桩标石、钻孔桩标石或基岩标石制成；,(2)布设方法,水准点应设在桥址附近安全稳固处，并便于施工观测；,中、小桥及涵洞和工期短、桥式简单、精度要求较低的大桥，可在建筑物设立标点，或埋设大木桩设立铁钉标志，作为施工辅助水准点，但须加强复核；,小桥涵洞也可利用路线测量的水准点。,总论 1.4 桥梁施工测量,117,（2）水准测量的等级划分、水准测量精度及主要技术要求必须符合公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）的相关规定。,2水准测量的质量要求,水准测量的等级：,(1)5000m以上的特大桥一般为,二等三角,，,2000m以上的特大桥一般为三等三角，1000-2000m的特大桥为四等三角，500-1000m的桥梁为一级小三角，500m以下的为二级小三角。,（3）当水准路线跨越江河（或湖塘、宽沟、洼地、山谷等）时，应采用跨河水准测量方法校测。,总论 1.4 桥梁施工测量,118,GPS测量的原理与方法,1 GPS概述,73年12月，美国国防部组织,开始研制新一代军用卫星导航系统GPS，,89年2月14日发射第一颗GPS卫星，,94年3月28日发射完第24颗卫星，,目前在轨卫星数超过32颗。,均匀分布在6个与赤道倾角为55的近似圆形轨道上，,每个轨道4颗卫星运行，距地表平均高度20200km，,速度为3800m/s，运行周期为11h58min。,每颗卫星覆盖全球38的面积，,保证在地球上任何地点、任何时刻、高度15以上天空,能同时观测到4颗以上卫星。,119,120,121,距 离 测 定 原 理,Xll,Vl,Xl,lll,122,Xll,Vl,Xl,lll,l,ll,lV,V,Vll,Vlll,X,lX,距 离 测 定 原 理,123,Xll,Vl,Xl,lll,Vll,距 离 测 定 原 理,124,Xll,Vl,Xl,lll,l,ll,lV,V,Vll,Vlll,X,lX,距离=传播时间 x 光速,距 离 测 定 原 理,125,我 们 必 定 在 以 R1 为 半 径 的 球 面 的 某 个 点 上,R1,点 位 测 定 原 理,126,2 个 球 面 相 交 成 一 个 圆 弧,点 位 被 限 制 在 一 曲 线 上,R1,R2,点 位 测 定 原 理,127,3 个球面相交成一个点,3 个距离段可以确定纬度，经度，和高程,点 的 空 间 位 置 被 确 定,R1,R2,R3,点 位 测 定 原 理,128,129,2 GPS的组成,工作卫星、地面监控系统、用户设备。,8.2.1 地面监控系统,卫星广播星历包含描述卫星运动及其轨道的参数，,每颗卫星广播星历由地面监控系统提供。,地面监控系统1个主控站、3个注入站和5个监测站。,130,(1)监测站,在主控站控制下的数据自动采集中心，,设有双频GPS接收机、高精度原子钟、气象参数测试仪,计算机等设备。,完成对GPS卫星信号的连续观测，搜集当地气象数据，,观测数据经计算机处理后传送到主控站。,(2)主控站,协调和管理所有地面监控系统工作。,根据观测数据，推算编制各卫星星历、卫星钟差,大气层修正参数，数据传送到注入站。,提供时间基准。各监测站和GPS卫星原子钟应与,主控站原子钟同步，或测量出其间钟差，,将钟差信息编入导航电文，送到注入站。,调整偏离轨道的卫星，使之沿预定的轨道运行。,启动备用卫星，以代替失效的工作卫星。,131,(3)注入站,在主控站控制下，,将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文,其它控制指令注入卫星存储器,监测注入信息的正确性。,除主控站外，整个地面监控系统无人值守。,8.2.2 用户设备,GPS接收机和相应的数据处理软件。,GPS接收机包括接收天线、主机、电源。,132,GPS接收机任务,捕获卫星信号，跟踪并锁定卫星信号，,对接收到的信号进行处理，,测量出测距信号从卫星传播到接收机天线的时间间隔，,译出卫星广播的导航电文，,实时计算接收机天线的三维坐标、速度和时间。,用途导航型、测地型和授时型；,载波频率单频接收机(用1个载波频率),双频接收机(用2个载波频率)。,133,南方测绘NGS9600测地型单频静态GPS接收机,134,3 GPS定位的基本原理,根据测距原理，GPS定位方式分为,伪距定位、载波相位测量定位、GPS差分定位。,根据待定点位的运动状态分为：,静态定位,和,动态定位,。,8.3.1 卫星信号,载波、测距码(,C,/,A,码和,P,码)、数据码(导航电文或称,D,码)，,在同一个原子钟频率,f,0,=10.23MHz下产生。,135,(1)载波信号,载波信号频率用无线电波段的两种不同频率电磁波。,L,1,载波：,f,1,=154,f,0,=1575.42MHz，,1,=19.03cm,L,2,载波：,f,2,=120,f,0,=1227.60MHz，,2,=24.42cm,载波,L,1,上调制有,C,/,A,码、,P,码和数据码，,载波,L,2,上只调制有,P,码和数据码。,测距码由0，1组成的二进制编码。,一位二进制数比特(bit)，,每秒钟传输比特数称为数码率。,卫星的两种测距码,C,/,A,码和,P,码属于伪随机码，,具有良好的自相关特性和周期性，容易复制。,136,137,测距码测距原理,卫星时钟控制发射某一结构测距码，,经,t,时间传播后到达GPS接收机；,GPS接收机产生结构相同的,测距码,复制码,复制码,延迟时间,后与接收的卫星,测距码,比较，,调整,延迟时间,使两个测距码完全对齐,复制码,延迟时间,=,t,。,C,/,A,码码元宽度对应的距离值293.1m，,卫星与接收机测距码对齐精度1/100，测距精度2.9m；,P,码码元宽度对应距离29.3m，,卫星与接收机测距码对齐精度1/100，测距精度0.29m。,P,码测距精度高于,C,/,A,码10倍，,C,/,A,码为粗码，,P,码为精码。,P,码受美国军方控制，一般用户只能用,C,/,A,码测距。,138,(2)数据码,导航电文，也称为,D,码，,包含了卫星星历、卫星工作状态、时间系统、,卫星时钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正,由,C,/,A,码捕获,P,码的信息。,导航电文是二进制码，,依规定的格式按帧发射，,每帧电文的长度为1500bit，播送速率为50bit/s。,139,3.2 伪距定位,单点定位和多点定位。,单点定位,GPS接收机安置在测点上,锁定4颗以上的卫星，,将接收到的卫星测距码与接收机产生的复制码对齐,测量与锁定卫星测距码到接收机的传播时间,t,i,求出卫星至接收机的伪距，,从锁定卫星广播星历获取卫星的空间坐标，,用距离交会原理解算出天线所在点的三维坐标。,伪距观测方程有4个未知数，锁定4颗卫星时方程有唯一解,伪距观测方程没有考虑大气电离层和对流层折射误差、,星历误差影响，单点定位精度不高。,C/A,码定位的精度为25m，,P,码定位的精度为10m。,140,多点定位,多台GPS接收机(23台)安置在不同测点上，,同时锁定相同卫星进行伪距测量，,大气电离层和对流层折射误差、,星历误差的影响基本相同，,计算各测点间的坐标差(,x,y,z,)时，,可消除上述误差影响，,使测点之间的点位相对精度大大提高。,141,3.3 载波相位定位,载波,L,1,，,L,2,的频率比测距码(,C,/,A,码和,P,码)频率高，,波长比测距码短很多,1=19.03 cm,2=24.42cm,。,使用载波,L,1,或,L,2,作测距信号，,将卫星传播到接收机天线的余弦载波信号,与接收机基准信号比相求出相位延迟计算伪距，,可获得很高的测距精度。,如果测量,L,1,载波相位移误差为1/100，,伪距测量精度可达19.03cm/100=1.9mm。,142,143,144,3.4 实时差分定位,在已知坐标点上安置一台GPS接收机基准站,用已知坐标和卫星星历算出观测值的校正值，,通过无线电通讯设备数据链，,将校正值发送给运动中的GPS接收机移动站,移动站用接收到的校正值对自身GPS观测值进行改正，,消除卫星钟差、接收机钟差、,大气电离层和对流层折射误差。,应用带实时差分功能的GPS接收机才能够进行。,145,146,南方测绘灵锐S82双频蓝牙通讯RTK GPS接收机,147,4 GPS测量的实施,方案设计、外业观测和内业数据处理。,全球定位系统城市测量技术规程,(1)精度指标,使用载波相位静态相对定位法，,用两台或两台以上GPS接收机,同时对一组卫星进行同步观测。,控制网精度指标是以网中基线观测误差定义。,m,D,=,a,+,b,10,-6,D,a,固定误差，,b,比例误差，,D,基线长。,148,149,(2)观测要求,同步观测时，,测站从开始接收卫星信号到停止数据记录观测时段，,卫星与接收机天线连线与水平面的夹角卫星高度角，,点位图形强度因子PDOP,一组卫星与测站构成的几何图形形状与定位精度关系数,PDOP与观测卫星高度角及观测卫星空间分布有关。,观测卫星高度角越小，分布范围越大，PDOP值越小。,当卫星高度角设置为15时，点位PDOP值不宜大于6。,GPS接收机锁定一组卫星后，,将自动计算出PDOP值并显示在屏幕上。,150,151,152,153,(3)网形要求,GPS接收机观测，不要求各站点间相互通视。,网形设计，根据控制网用途、现有GPS接收机台数,分两台接收机同步观测、多台接收机同步观测、,多台接收机异步观测三种方案。,介绍两台接收机同步观测方案。,1)静态定位,两台接收机轮流安置在每条基线端点,同步观测4颗卫星1h左右，,或同步观测5颗卫星20min左右。,用于精度要求较高的控制网，,如桥梁控制网或隧道控制网。,154,2)快速静态定位,测区中部选一测点为基准站,安置一台接收机，,连续跟踪观测5颗以上卫星；,另一台接收机,依次到其余各点流动设站观测，,不必保持对所测卫星连续跟踪，,每点观测12min。,用于控制网加密和一般工程测量,控制点选在天空视野开阔、,交通便利、远离高压线、,变电所及微波辐射干扰源的地点,155,WGS-84坐标系,与测区坐标系的坐标转换,至少有2个及以上的GPS控制网点,与测区坐标系的已知控制网点重合。,坐标转换计算由GPS附带数据软件自动完成。,156,