墩台中心定位测量优化方案

1.直线桥梁墩、台定位测量

直线桥的墩、台中心位置都位于桥轴线的方向上。墩、台中心的设计里程及桥轴线起点的里程是已知的，如图10.5所示，相邻两点的里程相减即可求得它们之间的距离。根据地形条件，可采用直接测距法或交会法或GPS测量方法测设出墩、台中心的位置。

图10.5　直线桥墩台的中心位置

直接测距法使用于无水或浅水河道，是极坐标法的一种（即不需要测设角度，直接照准桥轴线方向即可）。根据计算出的距离，从桥轴线的一个端点开始，用检定过的钢尺逐段测设出墩、台中心，并附合于桥轴线的另一个端点上。如在限差范围之内，则依据各段距离的长短按比例调整已测设出的距离。在调整好的位置上钉一个小钉，即为测设的点位。

如采用全站仪进行测设，则在桥轴线起点或终点架设仪器，并照准另一个端点。在桥轴线方向上设置反光镜，并前后移动，直至测出的距离与设计距离相符，则该点即为要测设的墩、台中心位置。为了减少移动反光镜的次数，在测出的距离与设计距离相差不多时，可用小钢尺测出其差数，以定出墩、台中心的位置。

当桥墩位于水中，无法丈量距离及安置反光镜时，则可采用前方交会法。具体工作步骤见前面介绍。

2.曲线桥梁墩、台定位测量

在直线桥上，桥梁和线路的中线都是直的，两者完全重合。但在曲线桥上则不然，曲线桥的中线是曲线，而每跨桥梁却是直的，所以桥梁中线与线路中线不能完全吻合（图10.6）。梁在曲线上的布置，是使各梁的中心线连接起来，成为基本与线路中线相符合的一条折线，这条折线称为桥梁工作线。桥墩的中心位于工作折线转折角的顶点上，曲线桥的墩、台中心定位，就是测设这些转折角的顶点位置。

图10.6　曲线桥的墩台

设计桥梁时，为使车辆运行时梁的两侧受力均匀，桥梁工作线应尽量接近线路中线，所以梁的布置应使工作线的转折点向线路中线外侧移动一段距离E，这段距离称为偏距。偏距E一般是以梁长为弦线的中矢的一半。相邻梁跨工作线构成的偏角α称为偏角；每段折线的长度L称为“桥墩中心距”。E、α、L在设计图中都已经给出，根据给出的E、α、L即可测设墩位。

在曲线桥上测设墩位与直线桥相同，也要在桥轴线的两端测设出控制点，以作为墩、台测设和检核的依据。测设的精度同样要求满足估算出的精度要求。控制点在线路中线上的位置，桥轴线可能一端在直线上，如图10.7（a）所示，而另一端在曲线上；也可能两端都位于曲线上，如图10.7（b）所示。与直线不同的是曲线上的桥轴线控制桩不能预先设置在线路中线上，而沿曲线测出两控制桩间的长度，而是根据曲线长度，以要求的精度用直角坐标法测设出来。用直角坐标法测设时，是以曲线的切线作为x轴。为保证测设桥轴线的精度，则必须以更高的精度测量切线的长度，同时也要精密地测出转向角α。

图10.7　桥轴线的端点位置

测设控制桩时，如果一端在直线上，而另一端在曲线上，则先在切线方向上测设出A点，计算出A至转点ZD5－3的距离，则可求得A点的里程。测设B点时，应先在桥台以外适宜的距离处，选择B点的里程，求出它与ZH（或HZ）点里程之差，即得曲线长度，据此，可算出B点在曲线坐标系内的x、y值。ZH及A的里程都是已知的，则A至ZH的距离可以求出。这段距离与B点的x坐标之和，即为A点至B点在切线上的垂足ZD5－4的距离。从A沿切线方向精密地测设出ZD5－4，再在该点垂直于切线的方向上设出y，即得B点的位置。

在测设出桥轴线的控制点以后，即可据以进行墩、台中心的测设。根据条件，也是采用极坐标法（直接测距法）或交会法。(www.xing528.com)

在墩、台中心处可以架设仪器时，宜采用直接测距法。由于墩中心距L及桥梁偏角α是已知的，可以从控制点开始，逐个测设出角度及距离，即直接定出各墩、台中心的位置，最后再附合到另外一个控制点上，以检核测设精度。这种方法也称为导线法。

利用光电测距仪测设时，为了避免误差的积累，可采用长弦偏角法，或称极坐标法。

由于控制点及各墩、台中心点在曲线坐标系内的坐标是可以求得的，故可据以算出控制点至墩、台中心的距离及其与切线方向的夹角δi。自切线方向开始设出δi，然后在此方向上测设出Di，如图10.8所示，即得墩、台中心的位置。此种方法因各点是独立测设的，不受前一点测设误差的影响。但在某一点上发生错误或有粗差也难于发现，所以一定要对各个墩中心距进行检核测量。

图10.8　极坐标法测设曲线桥各墩台中心

图10.9　前方交会法测设曲线桥墩中心

当桥墩位于水中，无法架设仪器及反光镜时，宜采用交会法。

由于这种方法是利用控制网点交会墩位，所以墩位坐标系与控制网的坐标系必须一致，才能进行交会数据的计算。如果两者不一致时，则须先进行坐标转换。

现举例说明该方法交会数据的计算及测设步骤。

在图10.9中，A、B、C、D为控制点，E为桥墩中心。在A点进行交会时，要算出自AB、AD作为起始方向的角度θ1及θ2。

控制点及墩位的坐标是已知的，可据以算出AE的坐标方位角

查找资料，知：AB的坐标方位角为α1＝72°58＇48.7″，AD边的坐标方位角为α3＝180°00＇01.0″，则

θ1＝α2－α1＝107°01＇01.3″，θ2＝α3－α2＝0°00＇11.0″

同法可求出在B、C、D各点交会时的角值。

在A点交会时，可以AB或AD作为起始方向，测设出相应的角值，即得AE方向，在交会时，一般需用3个方向，当示误三角形的边长在容许范围内时，取其重心作为墩中心位置。