工程測(cè)量課程設(shè)計(jì)

1、工程測(cè)量課程設(shè)計(jì)橋梁平面控制網(wǎng)設(shè)計(jì)1. 概述以礦大北門的橋?yàn)樵?，假定北門河流寬，現(xiàn)準(zhǔn)備修建一條跨河大橋，橋梁 軸線位置自定，控制點(diǎn)自選。橋梁平面控制網(wǎng)分兩級(jí)布設(shè)。首級(jí)控制網(wǎng)主要控制橋的軸線；為了滿足施工 中放樣每個(gè)橋墩的需要，在首級(jí)控制網(wǎng)下要加設(shè)一定的差點(diǎn)或插網(wǎng)， 構(gòu)成第二級(jí) 控制。由于放樣墩臺(tái)的精度要求較高，故第二級(jí)控制網(wǎng)的精度應(yīng)不低于首級(jí)網(wǎng)。2. 橋軸線長(zhǎng)度精度與橋梁墩臺(tái)定位精度的確定（1）橋軸線長(zhǎng)度精度設(shè)計(jì)該大橋鋼梁長(zhǎng)度為100m,而由5個(gè)20m長(zhǎng)的節(jié)間所組成。鐵路鋼橋制造規(guī) 則規(guī)定：鋼桁梁節(jié)間長(zhǎng)度制造容許誤差為2 i2mmm兩節(jié)間拼裝孔距誤差為土；每一節(jié)間的制造和拼裝誤差為.mm .

2、 m（一般取2 mm ）對(duì)n節(jié)間拼裝的一跨或一聯(lián)桁式鋼梁，長(zhǎng)度誤差包括拼裝誤 差L和支座安裝容許誤差（7mm）長(zhǎng)度拼裝誤差L連續(xù)梁2長(zhǎng)跨、n I22每跨（聯(lián)）鋼梁安裝后的容許誤差為： 對(duì)于鋼板梁及短跨（w 64m）簡(jiǎn)支鋼桁梁、鋼筋混凝土梁與預(yù)應(yīng)力混凝土梁等 . 長(zhǎng)度拼裝誤差按規(guī)范取為：土 L/5000 每跨（聯(lián)）鋼梁安裝后的容許誤差為：土 有14跨，則全長(zhǎng)極限誤差為：土取1/2極限誤差為中誤差，則全橋軸線長(zhǎng)的相對(duì)中誤差為：md/D= AD/2D =190032 由此，便可根據(jù)測(cè)規(guī)的“控制測(cè)邊網(wǎng)的等級(jí)和精度”的規(guī)定來(lái)選擇施測(cè)的測(cè) 邊網(wǎng)等級(jí)。三角網(wǎng)的等 級(jí)測(cè)角中誤差（橋軸線相對(duì) 中誤差最弱邊相對(duì)

3、中誤差基線相對(duì)中 誤差一等1:1750001:1500001:400000二等1:1250001:1000001:300000三等1:750001:600001:200000四等1:500001:400001:100000五等1:300001:250001:75000本網(wǎng)按二等級(jí)的精度要求布網(wǎng)施測(cè)。橋梁墩臺(tái)中心放樣的精度要求橋墩中心位置偏移，將為架設(shè)造成困難，而且會(huì)使墩上的支座位置偏移，改變橋 墩的應(yīng)力，影響墩臺(tái)的使用壽命和行車安全。因此，建立控制網(wǎng)不但要保證橋軸 線長(zhǎng)度有必要的精度，而且要保證墩臺(tái)中心定位的精度。工程上對(duì)放樣橋墩的位置要求是：鋼梁墩臺(tái)中心在橋軸線方向的位置中誤差不應(yīng) 大于。根

4、據(jù)“控制點(diǎn)誤差對(duì)放樣點(diǎn)位不發(fā)生顯著影響”的原則，當(dāng)要求控制網(wǎng)點(diǎn)誤 差影響僅占總誤差的1/10時(shí)，對(duì)控制網(wǎng)的精度要求分析如下:設(shè)M為放樣后所得點(diǎn)位的總誤差；mi為控制點(diǎn)誤差引起的點(diǎn)位誤差;m2為放樣過(guò)程中所產(chǎn)生的點(diǎn)位誤差貝 U: M . m； m； m2.1 m m2 2式中：mi m；，將上式展開(kāi)為級(jí)數(shù)，并略去高次項(xiàng)，則有:m2 12mi2m；若控制點(diǎn)誤差影響僅使總誤差增加1/10,上式括號(hào)中第二項(xiàng)應(yīng)為，既得:2 2m 0.2m2由上式解出m2代入（）中得:m10.4M由此可見(jiàn)，當(dāng)控制點(diǎn)誤差所引起的的放樣誤差為總誤差的倍時(shí)，貝Um1使放樣點(diǎn)位總誤差僅增加1/10，即控制點(diǎn)誤差對(duì)放樣點(diǎn)位不發(fā)生顯

5、著影響，同時(shí)易知 m20.9M o現(xiàn)在，若考慮以橋墩臺(tái)中心在橋軸線方向的位置中誤差不大于作為研究控制 網(wǎng)必要精度的起算數(shù)據(jù)，由（）計(jì)算，要求 m1 0.4M0.4 20 8mm。此即為放樣墩臺(tái)中心時(shí)控制網(wǎng)誤差的影響應(yīng)滿足的要求。由此算出放樣的精度m2應(yīng)達(dá)到的要求是m2 0.9M0.9 20 18mm。測(cè)距的主要技術(shù)要求測(cè)距儀精度等級(jí)每公里測(cè)距中誤差mD（mm）I級(jí)mD5mD= (a+b D)n級(jí)5v mD 10川級(jí)10v mD 203.控制網(wǎng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化 僦 I 取消 助網(wǎng)形及精度統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)備注平面已知點(diǎn)數(shù)個(gè)2平面未知點(diǎn)數(shù)個(gè)8方向觀測(cè)設(shè)站數(shù)站0方向觀測(cè)總數(shù)個(gè)0邊長(zhǎng)觀測(cè)數(shù)條21最大邊長(zhǎng)m4

6、-3最小邊長(zhǎng)m8-6驗(yàn)后平面單位權(quán)中誤差驗(yàn)后測(cè)角中誤差n最大平面點(diǎn)位中誤差mm點(diǎn)名：7最大平面相鄰點(diǎn)間誤差mm5-2最大方位角誤差n最大邊長(zhǎng)誤差mm6-7最大邊長(zhǎng)比例誤差1/789078-6高程已知點(diǎn)數(shù)個(gè)0高程未知點(diǎn)數(shù)個(gè)0高差觀測(cè)數(shù)段0驗(yàn)后高程單位權(quán)中誤差mm最大高程中誤差mm最大高程相鄰點(diǎn)間誤差mm優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬控制點(diǎn)成果表點(diǎn)名坐標(biāo)高程(m )備注X( m )Y( m )AB12345678優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬數(shù)據(jù)精度表測(cè)站昭準(zhǔn)占八、1亠八、方位角中誤差(”)邊長(zhǎng)中誤差(mm)邊長(zhǎng)相對(duì) 中誤差A(yù)11/96774A21/94733131/85549171/98372321/96456361/ 35 萬(wàn)3

7、71/856763A1/94615621/ 26 萬(wàn)651/ 10 萬(wàn)6B1/97410671/ 25 萬(wàn)5B1/94255521/ 31 萬(wàn)531/ 26 萬(wàn)461/97882471/ 26 萬(wàn)431/ 26 萬(wàn)8B1/80392861/78907841/ 11 萬(wàn)點(diǎn)位誤差點(diǎn)名坐標(biāo)誤差誤差橢圓參數(shù)高程中誤差(mm)Mx(mm)My(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F (度 分)11 45257 363128 094176 385101 01624 077145 258158 20點(diǎn)間誤差起點(diǎn)名終點(diǎn)名縱橫向誤差誤差橢圓參數(shù)高程點(diǎn)間誤差(mm)縱向(mm)橫向(mm)M(mm)A(mm)B(

8、mm)F (度 分)A11 45A257 361359 5417115 493210 233673 2037158 463A128 096247 4065148 296B24 0767119 175B101 015275 2853107 2546162 2047135 294317 558B158 208670 268410 104. 控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)總結(jié)橋軸線相對(duì)邊長(zhǎng)中誤差1/ 76萬(wàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1/90032,故橋軸線相對(duì)邊長(zhǎng)中誤差滿 足設(shè)計(jì)要求；控制點(diǎn)點(diǎn)位誤差（最大點(diǎn)）小于 8mm，故控制網(wǎng)點(diǎn)位誤差滿足設(shè)計(jì)要求；控制網(wǎng)采取三角控制網(wǎng)，測(cè)量采取測(cè)邊觀測(cè)方案；測(cè)距儀器精度應(yīng)滿足2mm 4Dppm.

9、5. 墩臺(tái)放樣測(cè)設(shè)墩臺(tái)中心的方法有直接丈量法，偏角法，導(dǎo)線法，極坐標(biāo)法及前方 交會(huì)法。在測(cè)設(shè)之前，應(yīng)對(duì)使用方法的測(cè)設(shè)精度進(jìn)行估算，在測(cè)設(shè)時(shí)應(yīng)按照 估算設(shè)計(jì)的觀測(cè)方案進(jìn)行，最常用的方法是極坐標(biāo)法和交會(huì)法。（一）極坐標(biāo)法1111L /Yb)1 -1IIHair Pya)_D極坐標(biāo)法放樣1.計(jì)算放樣數(shù)據(jù)ABAP 一AP AB2.用經(jīng)緯儀測(cè)設(shè)，用鋼尺測(cè)設(shè)D,得P點(diǎn)設(shè)計(jì)位置為了防止錯(cuò)誤，最好用兩臺(tái)全站儀在兩個(gè)測(cè)站上同時(shí)按極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)該 墩臺(tái)位置（如果條件允許時(shí)，則遷站到另一控制點(diǎn)上同法測(cè)設(shè)），所得兩個(gè)墩 臺(tái)中心的距離偏差的允許值應(yīng)不大于 2cm，取兩點(diǎn)連線的中心的墩臺(tái)中心。 同法可測(cè)設(shè)其他墩臺(tái)中心。對(duì)于

10、直線橋梁，由于定向點(diǎn)為對(duì)岸橋軸線上點(diǎn)，這時(shí)只需在該方向上放 樣出測(cè)站到墩臺(tái)中心的距離既得墩臺(tái)位置中心。也可在另外的控制點(diǎn)上設(shè)站 作檢查。（二）交會(huì)法前方交會(huì)法應(yīng)在三個(gè)方向上進(jìn)行， 按照對(duì)定位精度的估算，交會(huì)角應(yīng)以 接近90為宜。測(cè)設(shè)前應(yīng)根據(jù)三個(gè)測(cè)站點(diǎn)和測(cè)設(shè)的墩臺(tái)中心點(diǎn)的坐標(biāo)，分別計(jì)算出測(cè)設(shè)要素，如圖中測(cè)設(shè)T2時(shí)，測(cè)設(shè)元素是 ，和 角（對(duì)直線橋 角不必計(jì)算）理論上三個(gè)交會(huì)方向應(yīng)交會(huì)于一點(diǎn)，由于不可避免地存在誤差，實(shí)際上這三個(gè)方向會(huì)形成一個(gè)示誤三角形。對(duì)于直線橋梁，如果示誤三角形在橋軸 線方向的邊長(zhǎng)不大于2cm，最大邊長(zhǎng)不大于3cm，則取e在橋軸線上的投影 位置E作為墩中心的位置。對(duì)于曲線橋，如果

11、示誤三角形的最大邊長(zhǎng)不大于， 則取三角形的重心作為墩中心的位置。10-B H戰(zhàn)橋也力文會(huì)包SHO W 亂理對(duì)埠的覘押曲KM5 承設(shè)二角能橋梁高程控制網(wǎng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化1.對(duì)于大型橋梁高程控制必須采用高精度的水準(zhǔn)測(cè)量。如果橋梁軸線長(zhǎng)度 非常大，高程控制測(cè)量還必須采用跨河水準(zhǔn)的方法聯(lián)測(cè)兩岸的控制點(diǎn)高程。為了方便橋墩高程放樣，在距水準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)的情況下，應(yīng)增設(shè)施工水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)路線需要跨越較寬的河流時(shí)，需用跨河水準(zhǔn)測(cè)量特殊的觀測(cè)方法。圖中A、B為儀器站，C、D為立尺點(diǎn)，要求跨河視線基本相等，岸上的視線 AC BD基本上不小于10m并相等。2.網(wǎng)型設(shè)計(jì)高程控制網(wǎng)由9個(gè)點(diǎn)組成。S1, S2為已知水準(zhǔn)點(diǎn)1-7為選取未

12、知點(diǎn)。點(diǎn)位全部位于 施工影響范圍外穩(wěn)定位置，周圍視野開(kāi)闊無(wú)障礙物，。便于使用。本工程采用已有 的二等水準(zhǔn)控制點(diǎn)S1作為起算點(diǎn)。J33.咼程控制規(guī)范水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)和測(cè)量精度（mm）水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)每公里咼差中數(shù)中誤差二=三三=四=五=水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)適用范圍-跨河距離m800=S=2000S mi，將上式的二次項(xiàng)展開(kāi)略去高次項(xiàng)，則有，M=（ 1+. T ）若使上式中即控制點(diǎn)高程誤差的影響僅占放樣高程總誤差的10%，則有m辛二多得m 1 =可以確定高程控制網(wǎng)中最弱水準(zhǔn)點(diǎn)的高程誤差應(yīng)小于20 0.4mm 8mm，取兩倍中誤差為準(zhǔn)許誤差，則最弱點(diǎn)的高程中誤差應(yīng)小于4mm。設(shè)計(jì)的橋梁高程控制網(wǎng)中最弱點(diǎn)距高程起算點(diǎn)

13、的測(cè)段數(shù)不超過(guò)4,設(shè)每一段高差測(cè)量的中誤差為01，則最弱點(diǎn)高程中誤差為川；：，=i 1 .八，可得-小.=卜廠 /,= 2mm由以上可確定該橋施工高程控制網(wǎng)應(yīng)按國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范中II等水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和施測(cè)。根據(jù)計(jì)算的高程控制網(wǎng)每測(cè)段高差中誤差小于J毫米，可確定按二等水準(zhǔn)觀測(cè)，儀器選用DS1水準(zhǔn)儀，觀測(cè)要求如下：等級(jí)視距m前后視 距差m前后視 距累計(jì) 差m基輔分劃差mm基輔所 測(cè)高差 之 差mm視線離 地面最 低高度m檢測(cè)間 歇點(diǎn)之差mm-二二=50=跨河水準(zhǔn)路線長(zhǎng)為1400m左右，大于800m,所以跨河水準(zhǔn)應(yīng)采用三等水準(zhǔn)測(cè)量，采用微傾螺旋法。觀測(cè)順序如下圖,1-圖中11, 12為儀器站，bl，b2為立尺站6. 控制網(wǎng)精度估算高程已知點(diǎn)數(shù)個(gè)2冋程未知點(diǎn)數(shù)個(gè)7咼差觀測(cè)數(shù)段9驗(yàn)后高程單位權(quán)中誤差mm最大高程中誤差mm點(diǎn)名：6最大高程相鄰點(diǎn)間誤差mm6-7點(diǎn)位誤差點(diǎn)名坐標(biāo)誤差誤差橢圓參數(shù)高程中誤差（mm）Mx(mm)My(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F（度分）1234567點(diǎn)間誤差起點(diǎn)名終點(diǎn)名縱橫向誤差誤差橢圓參數(shù)高程點(diǎn)間誤差（mm）縱向（mm）橫向（mm）M(mm)A(mm)B(mm)