两面角_法实测桥梁轴线线形方法.pdf
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1、第2 6 卷第2 期重庆交通学 院学报 v 0 1 2 6N o 2 2 0 0 7 年4 月 J O U R N A LO FC H O N G Q I N GJ I A O T O N GU N I V E R S I T Y A p r ,2 0 0 7 “两面角“ 法实测桥梁轴线线形方法 乔墩1 ,周建廷2 ,刘思孟2 ,郑志明1 ,谭勇3 ( 1 重庆市公路局,重庆4 0 0 0 6 7 ;2 重庆交通大学,重庆4 0 0 0 7 4 ; 3 重庆市交通旅游集团有限公司,重庆4 0 0 0 4 0 ) 摘要:桥梁轴线线形测定是桥梁承载力评定、病害分析、健康状态分析及竣工验收的重要环节
2、结合依托工程,以拱 桥主拱线形测定为例,介绍了“两面角法”测量桥梁轴线线形技术实践证明,该项技术具有简便易行、精度高等特 点,工程应用价值较高 关键词:“两面角”法;桥梁;轴线线形;测量 中图分类号:U 4 4 6 2文献标识码:B 文章编号:1 0 0 1 7 1 6 X ( 2 0 0 7 ) 0 2 0 0 3 2 0 4 D i h e d r a lM e t h o di nM e a s u r i n gB r i d g eA x i a lA l i g n m e n t Q I A OD u n l ,Z H O UJ i a n r i n 9 2 ,L I US i
3、 m e n 9 2 ,Z h e nZ h i m i n 9 1 ,T a nY o n 9 3 ( 1 C h o n g q l n gH i g h w a yD e p a r t m e n t ,C h o n g q i n g4 0 0 0 6 7 ,C h i n a ;2 C h o n g q i n gJ i a o t o n gU n i v e r s i t y ,C h o n g q i n g4 1 X 1 0 7 4 ,C h i n a ; 3 C h o n g q i n gC o m m u n i c a t i o nT o u r i
4、s mG r o u pC o ,L t d ,C h o n g q i n g4 0 0 0 4 0 ,C h i n a ) A b s t r a c t :T h eb r i d g ea x i a la l i g n m e n ti sak e yp o i n tt ob r i d g eb e a r i n gc a p a c i t ye v a l u a t i o n ,d i s e a s ea n a l y s i s ,h e a l t h a n a l y s i s a n dt a k i n g - o v e ri n s p e
5、c t i o n H o w e v e r ,t h er o u t i n et e c h n i q u ei sc o s i l yb o t l li nt i m ea n di nf i n a n c e ,a n dw h a t Sm o r e ,t h ep r e - c i s e n e s so ft h ei n s p e c t i o nC a n tb eg u a r a n t e e d T a k i n gt h em a i na r c ha x i a la l i g n m e n to fa ne x i s t i n
6、ga r c hb r i d g ea sa ne x a m - p l e ,t h ed i h e d r a lm e t h o di nm e a s u r i n gb r i d g ea x i a la l i g n m e n ti si n t r o d u c e d T h ee x p e r i m e n tp r o v e st h a tt h ed i s c u s s e dt e e h - n i q u ei sr e l i a b l e ,p r e c i s e ,s i m p l ea n dp r a c t i c
7、 a l 。 K e yw o r d s :d i h e d r a lm e t h o d ;b r i d g e ;a x i a la l i g n m e n t ;m e a s u r i n g 1 桥梁轴线线形的重要性 桥梁刚度是反映桥梁运营状态的重要指标,是 影响桥梁刚度的重要因素之一对于拱桥,主拱圈轴 线是否合理、有无偏离,更是影响其内力的关键因 素以重庆市某县净跨2 5m 的石拱桥插旗山大桥为 例,主拱圈在原设计拱轴线及运营7 年后实测拱轴 线下的控制截面的内力值如表1 表1插旗山大桥拱轴线变形前后内力比较 设计值 当前值 一23 5 1 38 6 8 3 24
8、 5 4 3 05 0 7 1 0 6 7 7 9 2 7 4 3 0 2 42 2 6 23 3 4 34 1 0 2 69 3 4 2 45 l l 一23 5 1 38 2 9 3 24 5 4 2 98 6 3 说明:弯矩以拱腹受拉为正,轴力以受压为正 从表1 可以看出:实测拱轴线偏离设计值之后承载力达到规范要求,拱圈下挠后承载力无法达到 截面内力发生极大变化,弯矩值超过设计值5 0 以设计水平,也不满足规范要求此外,桥梁轴线线形 上;迸一步计算表明该桥两拱脚及拱顶截面原设计也是桥梁病害分析、健康状况分析及竣工验收等的 收稿日期:2 0 0 6 - 0 3 - 0 1 ;修订日期:2
9、0 0 6 - 0 3 - 2 4 基金项目:交通部西部交通建设科技项目( 2 0 0 4 3 1 8 8 1 4 2 6 ) ;重庆市重大科技攻关项目( C S T C ,2 0 0 5 A A 6 0 1 0 ) 作者简介:乔墩( 1 9 6 4 ) ,男,河南省平顶山市人,教授级高工,工学硕士,主要研究方向为桥梁监测、评价及加固 e - m a i l :j t - z h o u 1 6 3 c o r n 万方数据 第2 期 乔墩等:“两面角”法实测桥梁轴线线形方法 3 3 重要依据,因此该线形测量是一项极为重要的工作 然而实践中,桥梁轴线线形测量却常常遇到种 种困难:一是桥梁净空高
10、,且跨越的往往是波涛汹涌 的江河或陡峭山谷,不便施测;二是轴线线形测量是 一块多点重复测量、跨越时间长、系统和偶然误差较 大的难啃的“硬骨头”;三是轴线线形测量是一项精 度要求极高的测量工作,常规测量技术往往达不到 要求因此,寻求一种简捷、快速、可靠、经济的测量 方法具有积极的意义 2 “两面角“ 法测量桥梁轴线线形的 原理和方法刮 2 1 场地布置与数据准备 如图l ,A 、B 是桥梁下缘的起终点,i 是A B 长度 内的任意等分点,其间的水平距离x 和高度l ,不能 直接测量为此,可用两台经纬仪将A ,B 两点投影 到桥面上,通过测量A B 在桥面上的投影A B 的水 平距离,求得A B
11、的水平距离A 。B 0 然后在A7 、B 、T 三处安置经纬仪,测出水平角咖,砂,y ,解三角形 A O B O T ,求得A O T 水平距离 图1“两面角”法测量桥梁下缘线形的原理 D s o r = D A o B o s i n y s i n 沙 ( 1 ) 因为i 是A B 长度内的任意等分点,故水平距离 D 0 i 0 为已知,根据余弦定理求得i 、T 问的水平距离 D 及T A 与i 。T 间所夹的水平角展分别为 D 矿= D 0 + D 2 o i 0 2 D s o i o D A o r C O S q b ( 2 ) 晟= a r c s i n ( D A o i 。
12、s i n q b D i o T ) ( 3 ) 式中,D 0 i o = i A ,而= D A o s o ( r t 一1 ) ,n = 1 ,2 , ,凡,n 为欲求总测点数 按上述公式解出n 个J B 角,将其填人记录表中 备用 2 2 桥梁下缘线形观测 在T 处安置经纬仪,对中、整平后照准A 点,配 置平盘读数为0 。0 0 0 0 ”,测出竖直角a 。,将平盘读数 拔到展位置,不动平盘止动、微动螺旋,纵转望远镜, 当中横丝与桥梁下缘相交时,测定竖直角,则i 点 对A 点的高差) ,i 按式( 4 ) 计算: ) ,i = h i h A = D i o r t g a i D
13、A o r t g o t ( 4 ) 于是A B 范围内的各等分点的z 和l ,实坐标, 均可用此法依次测算出来 2 3 桥梁轴线线形观测转换 测出下缘线线形后,根据具体桥梁的特点采用 相应的方法将下缘线线形换算为轴线线形 3应用实例p J 插旗山大桥位于重庆市大足县县城内,该桥原设 计采用等截面悬链线石拱桥,净跨径为3 5I T I ,净矢高 5m ,矢跨比为l 7 主拱圈由M 1 0 水泥砂浆砌筑4 0 号粗料石而成,拱圈厚度1i n ,宽度2 0i n ,采用空腹式 拱上建筑;对称布置6 个圆弧拱轴线腹拱,净跨径2 6 I T I ,净矢高0 6 5r n ,矢跨比1 4 该桥建成通车
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