桥梁施工平面控制网
出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《工程测量实用技术手册》第250页（2935字）
1．桥梁施工平面控制网的基本要求
(1)平面控制网的布设形式
随着测量仪器的更新，测量方法的改进，特别是高精度全站仪和GPS的普及，给桥梁平面控制网的布设带来了很大的灵活性，也使网形趋于简单化。
桥梁三角网的基本图形为大地四边形和三角形，并以控制跨越河流的正桥部分为主。图12－1为桥梁三角网最为常见的图形。(a)种图形适用于桥长较短而需要交会的水中墩、台数量不多的一般桥梁的施工放样；(b)、(c)、(d)三种图形的控制点数多、图形坚强、精度高，适用于大型、特大桥；(e)为利用江河中的沙洲建立控制网的情况。
图12－1 桥梁施工平面控制网的基本形式
特大桥通常有较长的引桥，一般是将桥梁施工平面控制网再向两侧延伸，增加几个点构成多个大地四边形网，或者从桥轴线点引测敷设一条光电测距精密导线，导线宜采用闭合环。
对于大型和特大型的桥梁施工平面控制网，自20世纪80年代以来已广泛采用边角网或测边网的形式，并按自由网严密平差。全站仪普及后，施工通常采用坐标放样和检测，在桥轴线上设有控制点的优势已不明显，因此，在首级控制网设计中，可以不在桥轴线上设置控制点。20世纪90年代至今，由于GPS全球卫星定位系统的出现，用GPS测量大型和特大型的桥梁施工平面控制网已成为现实。
(2)桥梁控制网的精度确定
桥梁施工控制网是放样桥台、桥墩的依据。若将控制网的精度定得过高，虽能满足施工的要求，但控制网施测困难，既费时又费工；若控制网的精度过低，则很难满足施工的要求。目前常用的确定控制网的精度有两种：按桥式、桥长(上部结构)来设计；按桥墩中心点位误差(下部结构)来设计。
1)按桥式确定控制网的精度。按桥式确定控制网精度的方法是根据跨越结构的架设误差(它与桥长、跨度大小及桥式有关)来确定桥梁施工控制网的精度。桥梁跨越结构的形式一般分为简支梁和连续梁。
2)按桥墩放样的容许误差确定平面控制网的精度。在桥墩的施工中，从基础至墩台顶部的中心位置要根据施工进度随时放样确定，由于放样的误差使得实际位置与设计位置存在着一定的偏差。
在桥墩的施工放样过程中，引起桥墩点位误差的因素包括两部分：一部分是控制测量误差的影响，另一部分是放样测量过程中的误差。它们可用下式表示。
式中 m控——控制点误差对放样点处产生的影响；
m放——放样误差。
进行控制网的精度设计，就是根据桥墩点位误差的实际施工条件，按一定的误差分配原则，先确定m挖和m放的关系，再确定具体的数值要求。
(3)平面控制网的坐标系统
1)国家坐标系。桥梁建设中都要考虑与周边道路的衔接，因此，平面控制网应首先选用国家统一坐标系统。但在大型和特大型桥梁建设中，选用国家统一坐标系统时应具备的条件是：桥轴线位于高斯正形投影统一3°带中央子午线附近；桥址平均高程面应接近于国家参考椭球面或平均海水面。
2)抵偿坐标系。由计算可知，当桥址区的平均高程大于160m或其桥轴线平面位置离开统一的3°带中央子午线东西方向的距离(横坐标)大于45km时，其长度投影变形值将会超过25mm／km(1／4万)。此时，对于大型或特大型桥梁施工来说，仍采用国家统一坐标系统就不适宜了。通常的做法是，人为地改变归化高程，使距离的高程归化值与高斯投影的长度改化值相抵偿，但不改变统一的3°带中央子午线进行的高斯投影计算的平面直角坐标系统，这种坐标系称为抵偿坐标系。所以，在大型桥梁施工中，当不具备使用国家统一坐标系条件时，通常采用抵偿坐标系。
3)桥轴坐标系。在特大型桥梁的主桥施工中，尤其是桥面钢构件的施工，定位精度要求很高，一般小于5mm，此时选用国家统一坐标系和抵偿坐标系都不适宜，通常选用高斯正形投影任意带(桥轴线的经度作为中央子午线)平面直角坐标系，称为桥轴坐标系，其高程归化投影面为桥面高程面，桥轴线作为x轴。
2．桥梁三角网
(1)桥梁三角网的外业
桥梁三角网布设好后，就可进行外业观测与内业计算。桥梁三角网的外业主要包括角度测量和边长测量。
由于桥轴线长度不同，对桥轴线长度的精度要求也不同，因此三角网的测角和测边精度也有所不同。在《公路勘测规范》中，三角测量的技术要求应符合表12－2的规定。
表12－2 三角测量的技术要求
(2)桥梁三角网平差与坐标计算
桥梁控制网通常都是独立的自由网。由于对网本身点的相对位置的精度要求很高，所以即使与国家网或城市网进行联测，也只是取得坐标间的联系，平差时仍按独立的自由网处理。
桥梁三角网的平差方法通常采用条件观测平差。对于二、三等三角网可采用方向平差，三等以下一般采用角度平差，视情况还可采用近似平差方法。
对于边角网的边长，一般采用光电测距仪测定。因此，边长中误差可根据仪器给出的标称误差得到。即
ms=±(a+b×106×D)mm
式中 a——固定误差；
b——比例误差系数；
D——所测边长。
由于在一般情况下，角度观测的精度是相同的，通常取角度的权为1，此时单位权中误差μ=mβ，因此各边长的权可由下式确定：
桥梁控制网通常采用独立的平面直角坐标系，以桥轴线方向作为纵坐标x轴，而以桥轴线始端控制点的里程作为该点的x值。这样，桥梁墩、台的设计里程即是其x坐标值，给以后的放样计算带来方便。