大型钢管拱桥的测量方法

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大型钢管拱桥的测量方法是确保桥梁结构精确施工和安全运营的重要环节。其测量内容主要包括平面控制、高程控制、构件安装定位以及变形监测等。

1.平面控制测量：首先建立精密的平面控制网，通常采用GPS或全站仪技术。通过设置基准点和工作基点，形成覆盖整个桥梁区域的控制网络。这些控制点用于指导后续的施工放样和校核工作。

2.高程控制测量：利用水准仪或全站仪进行高程控制测量陕西某高层住宅施工组织设计（桩筏形基础、小型空心砌块）（104页），构建高程基准体系。该体系为拱肋拼装、吊装及合龙等工序提供高度参考，保证桥梁各部分处于设计标高。

3.构件安装定位测量：在钢管拱肋的制造与安装过程中，使用全站仪实时跟踪和调整拱肋的位置。对于超大跨度桥梁，需考虑温度变化对材料伸缩的影响，并通过动态测量技术（如三维激光扫描）实现精准定位。

4.变形监测：在施工期间及后期运营阶段，持续开展变形监测。采用自动化监测系统记录桥梁关键部位的位移、沉降和挠度数据，评估结构健康状况。此外，还需结合应力应变传感器获取力学性能信息，以优化维护策略。

综上所述，大型钢管拱桥的测量方法融合了传统与现代技术手段，确保从设计到建成再到长期使用的各个环节均达到高标准要求。

主、副吊杆及斜拉杆制造及安装：对关键数据进行复核。

系杆索制作及安装：系杆索预埋钢管及相关定位装置在施工时应准确定位，系杆索的索力采用双控即张拉力及伸长量共同控制，同时对系杆索进行频率监控，如发现异常情况，应停止张拉，查明原因。

拱座的施工：外包钢板在砼箱梁处的预埋钢板须定位准确、牢固，平面位置及标高应测量准确，如误差较大，会造成外包钢板安装的困难。拱座内钢管拱节段的锚固钢筋须定位准确。拱座施工浇注结束应埋设监测测点，周期进行测量。

为保证成桥为最优结构受力状态，吊杆和系杆须进行多次张拉，拱肋和梁顶标高在施工时须设预拱度以保证成桥线型，设计提供仅为成桥最终工况的吊杆、系杆设计值和桥面线形标高。由于本桥造型独特、受力复杂，须进行施工监测和监控，使桥梁的线形、内力符合设计要求，保证结构的安全可靠。

在每一施工段吊装结束后即设置线型检测点，检测周期根据施工工况，每一施工段施工前、后进行一次全面测量，为准确控制各节点三维空间位置，确保桥梁线型控制在规范要求的允许范围内提供参考数据。

线型检测包括拱肋抛物线线型检测，桥面纵、横断面检测。

全站仪极坐标测量方法的应用 施工过程中的定位测量工作，以测量控制点为起始点，应尽量以最简单、最精确的方法进行。根据桥梁工程的特点，宜采用高精度全站仪极坐标直接三维坐标测量的方法进行。

精度分析 设测站点三维坐标误差为mxo，myo，mzo；根据控制网测量精度有：mxo=myo=3mm，mzo=1mm。 全站仪水平角测量误差为mα=1″，根据现场条件，天顶距最大值取70°，天顶距测量误差为mv=1″； 全站仪距离测量误差为2mm+2ppm.D；根据现场条件，取最长距离为200米，距离测量误差ms=2+2×200000÷1000000=2.4mm； 仪器高量取误差mi=1mm； 棱镜高量取误差mvp=1mm； 根据误差传播定律，则有测点的三维坐标测量误差计算式为： mxp2=mxo2+ sin2V·cos2α·ms2+S2·sin2V·cos2α·mv2+ S2·sin2V·cos2 α·mα2 myp2=myo2+ sin2V·sin2α·ms2+S2·sin2V·sin2α·mv2+ S2·sin2V·sin2α·mα2 mzp2=mzo2+ mi2+ cos2α·ms2+ S2·cos2α·mα2+ mvp2 带入上述数据进行计算： mxp2=32+ 0.92×12×2.42+2000002×0.92×12×（1÷206265）2+ 2000002×0.92×12×（1÷206265）2=15.188 myp2=32+ 0.92×12×2.42+2000002×0.92×12×（1÷206265）2+ 2000002×0.92×12×（1÷206265）2=15.188 mzp2=12+ 12+12×2.42+ 2000002×12×（1÷206265）2+12=9.7 则有： mxp=myp=3.9mm mzp=3.1mm 若采用半侧回值，则 mxp=myp=3.9×21/2=5.5mm mzp=3.1×21/2=4.4m

现场实施 根据施工工况和目标点位置，确定最佳观测位置。将全站仪假设在最佳观测位置处的控制点上，在仪器中输入控制点三维坐标数据及仪器高和棱镜高，然后瞄准其他控制点进行定向，定向完毕便可直接测量目标点三维坐标，根据仪器测量出的三维坐标与设计理论三维坐标进行比较，便可得出目标点的偏差情况，进而进行调整。如此循环，直至目标点三维坐标位置符合设计要求。测量示意图如图三所示。

图三：目标点测量示意图

设计图纸、数据复核 在每道工序的施工准备过程中，必须对设计图纸进行复核，对设计理论数据进行复核，对有关桩号、坐标和标高等进行严格校核，并经实地测量确认无误后，方可进行施工。因为设计图纸和数据如有差错导致的结果将是灾难性的。

测量控制和管理 为了保证每一环节测量结果的绝对准确，对每一环节的测量制定了“一测两复”测量控制和现场及时汇总协商的测量管理机制。即每一环节的测量结果，先由施工单位进行放样测量，然后将结果报监理复核，同时由第三方测量单位进行复核，最后将三方测量结果现场及时汇总，由设计、监理、施工三方对数据分析后，联合下达下道工序的进行指令。

大型钢结构安装测量观测点的设置及专业夹具的制作使用 施工现场的复杂性导致设计给定坐标的点位无法直接测量，因此必须根据测量环境而选择最佳点位以利于测量。

按照设计要求，主要监测项目如下： 承台或墩身设沉降观测点，施工时对每个工况进行沉降观测。

承包商在施工过程中，要贯彻信息化施工的原则，制定详细的信息化施工方案，并报监理工程师审查批准并备案。该信息化施工方案应包括（但不限于）：

监测数据的分析及信息化的反馈；

信息化施工要求数据采集准确、全面，数据传送快速、及时。监控量测项目应在掘进前测得初始读数。其监控量测取得的数据，应采用随时间变化曲线表示，用回归分析法进行处理，并及时反馈，指导施工。

棱镜落地测量方法 对于需放置棱镜进行测量的目标点，将棱镜直接放置于目标点上，从而消除对中误差，提高目标点测量精度。

无仪高测量法 精密全站仪测定目标点的三维坐标, 目标点标高是三角高程测得的。三角高程测量中仪器和目标高的误差是高程中误差的主要来源。用反射贴片代替棱镜基本可消除目标高误差，为确保精度并消除三角高程测量中量测仪器高的误差对观测成果影响，可采用了高程测量无仪高作业法。

免棱镜高精度全站仪的运用 免棱镜高精度全站仪可以对目标点直接进行测距，从而有助于提高目标点测量精度。在本工程中，对于无法采用棱镜进行测量的测点可采用免棱镜全站仪进行测量。

全自动自动跟踪全站仪（测量机器人）的运用 自动跟踪全站仪可对目标点棱镜进行精确自动照准快速测量河沿村土地复垦施工组织设计，从而消除人工瞄准误差，从而提高测量精度。

差分测量方法的运用 利用差分测量原理，在相同观测条件下，利用光电测距仪对称距离差分测量技术，解决了高精度距离测量中的气象、大气折光和频率改正等问题，可提高目标测点之间的测量精度。

计算机技术的运用 运用全站仪数据采集器、接口技术使全站仪和计算机二者相联，将测量成果传输计算机上建立三维立体图，以直观准确对测量结果进行分析处理，及时发现问题，实现信息化施工，为施工的顺利进行提供技术支持和保证。

保证控制点的稳定 在每次测量工作开始前，必须现对所使用的控制点进行校核，经过校核无误后方可定向测量。测量工作进行过程中及测量工作结束后都必须再次进行校核，以保证测量成果稳定可靠。

成果提交 施工各阶段的测量工作结束后，应及时提交成果，进行检查验收并编写测量技术小结。

原始记录 在测量过程中，将严格按照规范要求进行观测、记录，所有测量环节都做到有测有复，以确保测量成果的准确可靠。原始记录应清晰、完整。

人员组织 测量工作将由一支全部人员皆为专业测量人员组成的测量小组进行，全部测量人员都具有测量上岗证书。测量技术负责人由具有多年测量经验的高级工程师担任，全面负责整个测量过程的指导、复核，检查，审核。并且在测量过程中建立自检、互检、复检的检查制度，确保测量结果正确无误。

专业测量监理工程师将及时处理承包商提交的测量成果报告，及时整理监理采集的测量数据，并对下一阶段及下一节点施工测量控制有一个预见分析，并及时上报总监理工程师。

黑龙江省信息技术职业学院教学楼工程施工组织设计督促承包商做好测量资料的整理归档工作。