子情境1：橋梁控制測(cè)量電子教案

1、路橋測(cè)量教 案課 程 名 稱 路橋測(cè)量情境：3橋梁施工測(cè)量子情境：1橋梁控制測(cè)量授課班級(jí) 任 課 教 師 系 別 學(xué)校名稱授課課程：路橋測(cè)量 授課教師： 情境情境3：橋梁施工測(cè)量子情境子情境1：橋梁控制測(cè)量授課班級(jí)授課時(shí)間6h授課類型理實(shí)一體課周次學(xué)時(shí) 6h教學(xué)目的1.掌握橋梁控制網(wǎng)的作用及要求；2.能夠根據(jù)實(shí)際條件制定橋梁控制網(wǎng)建立方案；3.能夠完成橋梁控制網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)及內(nèi)業(yè)處理。教 學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：1.橋梁控制網(wǎng)觀測(cè)方法及精度要求；2.橋梁控制網(wǎng)內(nèi)業(yè)處理方法。難點(diǎn)：橋梁控制網(wǎng)內(nèi)業(yè)處理方法。教具及教材（參考書）全站儀1套；棱鏡4套、木樁30根、計(jì)算器1個(gè)、錘子1把、鋼尺1把、小釘100個(gè)鐵路

2、工程測(cè)量規(guī)范GPS測(cè)量規(guī)范教學(xué)方法項(xiàng)目教學(xué)法教學(xué)手段教學(xué)做一體教學(xué)主要內(nèi)容1.橋梁控制網(wǎng)的作用及布設(shè)要求；2.橋梁控制網(wǎng)觀測(cè)方法及精度要求；3.橋梁控制網(wǎng)內(nèi)業(yè)處理方法。教學(xué)過程設(shè)計(jì)工作任務(wù)橋梁控制測(cè)量工作過程時(shí)間工作任務(wù)教學(xué)組織媒介教師學(xué)生資訊決策課內(nèi)2h課外4H學(xué)習(xí)橋梁控制測(cè)量的計(jì)算要求及測(cè)量方法1. 下發(fā)本工作任務(wù)書及引導(dǎo)文；2. 引入橋梁控制測(cè)量的作用；3. 提出橋梁控制測(cè)量主要內(nèi)容及要求；4. 講解橋梁控制測(cè)量的方法及精度要求；5. 組織小組討論，檢查學(xué)生對(duì)本任務(wù)主要知識(shí)點(diǎn)掌握程度，答疑解惑1、 結(jié)合工作任務(wù)書、引導(dǎo)文，以小組為單位，通過案例、網(wǎng)站、測(cè)量規(guī)范了解橋梁控制測(cè)量的內(nèi)容及技術(shù)

3、要求；2、 通過講義、PPT以及教師講解、答疑、小組討論獲知本任務(wù)的主要知識(shí)點(diǎn)；3、 小組討論、老師指導(dǎo)確定橋梁控制測(cè)量方法。案例、規(guī)范、講義、PPT計(jì)劃課內(nèi)1h課外4H制定橋梁控制測(cè)量作業(yè)方案1、 提供測(cè)量規(guī)范；2、 提供橋梁設(shè)計(jì)圖紙及已知測(cè)量成果；3、 布置橋梁控制測(cè)量作業(yè)方案制定的主要內(nèi)容及要求；4、 解答方案制定過程中的疑問5、 組織小組方案匯報(bào)6、 提出作業(yè)方案修改意見。1、根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)資料已知測(cè)量成果、規(guī)范、按照橋梁控制測(cè)量作業(yè)方案指定要求，以小組為單位制定作業(yè)方案；2、制作PPT匯報(bào)小組方案；3、根據(jù)老師提出的問題修改作業(yè)方案。案例、規(guī)范實(shí)施與檢查課內(nèi)2h課外6h依據(jù)作業(yè)方案實(shí)施

4、橋梁控制測(cè)量任務(wù)1、 制定儀器使用計(jì)劃；2、 維護(hù)學(xué)生工作秩序；3、 糾正學(xué)生作業(yè)不規(guī)范行為；4、 巡回解答學(xué)生測(cè)量過程中的問題。5、 檢查作業(yè)小組測(cè)量成果，對(duì)不符合要求的測(cè)量結(jié)果提出重測(cè)建議。1、 領(lǐng)取儀器設(shè)備；2、 儀器檢校；3、 準(zhǔn)備測(cè)量表格4、 小組組長對(duì)本組人員分工；5、 按照制定的作業(yè)方案實(shí)施橋梁控制測(cè)量外業(yè)觀測(cè)工作；6、 檢查外業(yè)測(cè)量成果；7、 利用科傻或平差易平差軟件處理外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)；8、 檢查測(cè)量結(jié)果的可靠性，對(duì)不符合要求的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行重測(cè)，直至滿足要求；9、 編寫橋梁控制測(cè)量技術(shù)總結(jié)；10、 小組之間按照測(cè)量成果驗(yàn)收規(guī)范要求相互檢查外業(yè)觀測(cè)記錄、抽查外業(yè)觀測(cè)角度及距離，最后

5、寫出驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。規(guī)范評(píng)價(jià)課內(nèi)1h課內(nèi)2h出勤率20%；作業(yè)表現(xiàn)20%；作業(yè)指導(dǎo)書及技術(shù)總結(jié)40%小組自評(píng)20%教 案 正 文©根據(jù)設(shè)計(jì)文件，按照規(guī)定的精度，將圖紙上設(shè)計(jì)的橋梁墩臺(tái)位置標(biāo)定于地面，據(jù)此指導(dǎo)施工，確保建成的橋梁在平面位置、高程位置和外形尺寸等方面均符合設(shè)計(jì)要求。施工圖例：橋梁施工控制測(cè)量概述橋梁控制測(cè)量任務(wù)建立橋梁的平面和高程控制橋梁的平面控制測(cè)量的目的橋梁平面控制測(cè)量目的：是測(cè)定橋軸線長度并據(jù)以進(jìn)行墩、臺(tái)位置的的放樣；同時(shí)，也可用于施工過程中的變形監(jiān)測(cè)。橋梁平面控制的布設(shè)對(duì)于跨越無水河道的直線小橋，橋軸線長度可以直接測(cè)定墩、臺(tái)位置也可直接利用橋軸線的兩個(gè)控制點(diǎn)測(cè)設(shè)，無需建

6、立平面控制。對(duì)于水中不能直接測(cè)設(shè)的橋梁或水面較寬且有高墩、大跨、深水基礎(chǔ)或基礎(chǔ)施工難度較大，梁部結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜的特大橋和大橋，需要建立施工平面控制。為了合理地?cái)M定橋梁施工平面控制測(cè)量的布網(wǎng)方案和觀測(cè)方案，保證墩臺(tái)中心的定位精度，必須預(yù)先估算橋軸線長度測(cè)定的必要精度。1. 鋼筋混凝土簡支梁 設(shè)墩臺(tái)中心點(diǎn)位放樣的極限誤差為D（通常取D =10 mm），中誤差為D / 2，則相鄰二墩臺(tái)中心的跨距中誤差為:設(shè)全橋共有N跨，則橋軸線長度的中誤差為.2. 鋼板梁及短跨（l64 m）簡支鋼桁梁考慮梁長制造誤差和固定支座安裝誤差 的共同影響，單跨鋼板梁和單跨簡支鋼桁梁的長度中誤差為 ： 當(dāng)橋梁為N 跨時(shí)，則橋軸

7、線長度L的中誤差為. 連續(xù)及長跨（l 64 m）簡支鋼桁梁由 n 個(gè)節(jié)間構(gòu)成的單聯(lián)或單跨梁，設(shè)節(jié)間拼裝的極限誤差為l（通常取l =±2mm），則由于梁體拼裝誤差和固定支座安裝誤差的共同影響，每一聯(lián)（跨）長度的中誤差為當(dāng)橋梁為N 跨時(shí)，則橋軸線長度 L 的中誤差為案例某三聯(lián)三跨連續(xù)梁橋，每跨支座間距離為128m，由長16m 的8個(gè)節(jié)間組成，每聯(lián)24個(gè)節(jié)間，固定支座安裝極限誤差為±7mm，試計(jì)算全橋橋軸線中誤差。解單聯(lián)中誤差為:全橋橋軸線中誤差為:1.3 橋梁施工平面控制測(cè)量平面控制布網(wǎng)原則在滿足橋軸線長度測(cè)定和墩臺(tái)中心定位精度的前提下，力求圖形簡單并具有足夠的強(qiáng)度，以減少外業(yè)

8、觀測(cè)工作和內(nèi)業(yè)計(jì)算工作。平面控制布設(shè)形式根據(jù)橋梁的大小、精度要求和地形條件，橋梁施工平面控制網(wǎng)的網(wǎng)形布設(shè)有以下幾種形式：雙三角形 大地四邊形雙大地四邊形 加強(qiáng)型大地四邊形大地四邊形加三角形.平面控制網(wǎng)布設(shè)的要點(diǎn)選擇控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡可能使橋的軸線作為三角網(wǎng)的一個(gè)邊，以利于提高橋軸線的精度。如不可能，也應(yīng)將橋軸線的兩個(gè)端點(diǎn)納入網(wǎng)內(nèi)，以間接求算橋軸線長度，如大地四邊形加三角形。對(duì)于控制點(diǎn)的要求，除了圖形剛強(qiáng)外，還要求地質(zhì)條件穩(wěn)定，視野開闊，便于交會(huì)墩位，其交會(huì)角不致太大或太小。在控制點(diǎn)上要埋設(shè)標(biāo)石及刻有“十”字的金屬中心標(biāo)志。如果兼作高程控制點(diǎn)使用，則中心標(biāo)志宜做成頂部為半球狀?？刂凭W(wǎng)可采用測(cè)角網(wǎng)、測(cè)

9、邊網(wǎng)或邊角網(wǎng)。采用測(cè)角網(wǎng)時(shí)宜測(cè)定兩條基線（如圖雙線所示）。測(cè)邊網(wǎng)是測(cè)量所有的邊長而不測(cè)角度；邊角網(wǎng)則是邊長和角度都測(cè)。般來說，在邊、角精度互相匹配的條件下，邊角網(wǎng)的精度較高。由于橋軸線長度及各個(gè)邊長都是根據(jù)基線及角度推算的，為保證橋軸線有可靠的精度，基線精度要高于橋軸線精度23倍。-¡ª¡ª如果采用測(cè)邊網(wǎng)或邊角網(wǎng)，由于邊長是直接測(cè)定的，所以不受或少受測(cè)角誤差的影響，測(cè)邊的精度與橋軸線要求的精度相當(dāng)即可。由于橋梁三角網(wǎng)一般都是獨(dú)立的，沒有坐標(biāo)及方向的約束條件，所以平差時(shí)都按自由網(wǎng)處理。-¡ª¡ª它所采用的坐標(biāo)系，一般

10、 是以橋軸線作為X軸，而橋軸線始端控制點(diǎn)的里程作為該點(diǎn)的X值。這樣，橋梁墩臺(tái)的設(shè)計(jì)里程即為該點(diǎn)的X坐標(biāo)值，可以便于以后施工放樣的數(shù)據(jù)計(jì)算。在施工時(shí)如因機(jī)具、材料等遮擋視線，無法利用主網(wǎng)的點(diǎn)進(jìn)行施工放樣時(shí)，可以根據(jù)主網(wǎng)兩個(gè)以上的點(diǎn)將控制點(diǎn)加密。¡ª¡ª加密點(diǎn)稱為插點(diǎn)。插點(diǎn)的觀測(cè)方法與主網(wǎng)相同，但在平差計(jì)算時(shí)，主網(wǎng)上點(diǎn)的坐標(biāo)不得變更。1各等級(jí)GPS控制網(wǎng)的主要技術(shù)要求1GPS控制網(wǎng)作業(yè)的基本技術(shù)要求1導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求1水平角觀測(cè)的技術(shù)要求光電測(cè)距的主要技術(shù)要求注:1.測(cè)回是指照準(zhǔn)目標(biāo)一次，讀數(shù)4次的過程。為固定誤差，b為比例誤差系數(shù)，D為水平距離(km

11、)。用光電測(cè)距儀或全站儀測(cè)量平面控制網(wǎng)邊長時(shí)，外界環(huán)境條件應(yīng)符合下列要求：注意減弱大氣折光和旁折光的影響；測(cè)線及兩端的延線上，不得有任何其它發(fā)光物體或反光的物體，以免引起反射信號(hào)混亂；測(cè)站應(yīng)設(shè)在電磁場(chǎng)影響的范圍以外；光電測(cè)距邊的測(cè)回?cái)?shù)及往返測(cè)次數(shù)，應(yīng)符合規(guī)定。光電測(cè)距邊，必須加入氣象、加乘常數(shù)、周期誤差改正，然后化算為水平距離。1.6 橋梁施工平面控制測(cè)量內(nèi)業(yè)計(jì)算施工平面控制網(wǎng)通常采用獨(dú)立的坐標(biāo)系；直線橋以橋軸線兩控制樁中里程較小的一個(gè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以橋軸線按里程增加方向?yàn)?x 軸正向建立測(cè)量坐標(biāo)系；曲線橋一般以曲線起點(diǎn) ZH 或始切線上的轉(zhuǎn)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以始切線指向JD方向?yàn)?x 軸正向建立測(cè)

12、量坐標(biāo)系；也可以橋軸線控制點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，以該點(diǎn)處曲線的切線方向?yàn)?x 軸，以線路前進(jìn)方向?yàn)?x 軸正向建立測(cè)量坐標(biāo)系。 邊長改正光電測(cè)距邊，必須加入氣象、加乘常數(shù)、周期誤差改正，然后化算為水平距離。水平距離應(yīng)歸算至墩頂（或軌底）平均高程面上。設(shè)儀器與棱鏡橫軸的平均高程為H1，墩頂（或軌底）的平均高程為H2，地球平均曲率半徑為R，則歸算長度DH為：距離歸化至高斯投影平面上設(shè)測(cè)邊的地面實(shí)際長度為S，地面平均高程與所歸化高程面的高差為， 則測(cè)邊的地面實(shí)際長度歸化到高斯投影平面的長度為式中:R一一地球的平均曲率半徑(取6371km) ; 一一兩點(diǎn)平均橫坐標(biāo)值減去500km。平差要求平差計(jì)算完成后，應(yīng)

13、對(duì)網(wǎng)中所有的幾何條件（或附合條件）進(jìn)行檢算，并計(jì)算單位權(quán)中誤差、橋軸線及最弱邊邊長中誤差。對(duì)于邊角網(wǎng)或測(cè)邊網(wǎng)，不應(yīng)大于10 mm；對(duì)于以基線為基礎(chǔ)的測(cè)角網(wǎng)，不應(yīng)大于原估算的橋軸線及最弱邊邊長相對(duì)中誤差。1.高程控制測(cè)量要求各水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)沿橋軸線兩側(cè)以400 m左右的間距均勻布設(shè)，并構(gòu)成連續(xù)水準(zhǔn)環(huán)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)與相鄰的線路水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，以保證橋梁與相鄰線路在高程位置上的正確銜接。水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)、精度、限差應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定。為了便于施工放樣，可根據(jù)實(shí)際需要在施工地點(diǎn)附近設(shè)立若干個(gè)施工水準(zhǔn)點(diǎn)。施工水準(zhǔn)點(diǎn)的高程必須定期檢測(cè)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)標(biāo)石水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)和精度應(yīng)滿足相關(guān)要求每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的偶然中誤差按下式計(jì)算：.高程控制測(cè)量的方法在橋址兩岸布設(shè)一系列基本水準(zhǔn)點(diǎn)和施工水準(zhǔn)點(diǎn)，用精密水準(zhǔn)測(cè)量聯(lián)測(cè)，組成橋梁高程控制網(wǎng)。從河的一岸測(cè)到另一岸時(shí)，由于過河距離較長，用水準(zhǔn)儀在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)困難，而且前、后視距相差懸殊，水準(zhǔn)儀誤差(視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸)、地球曲率及大氣折光的影響都會(huì)增加。此時(shí)，可以采用過河水準(zhǔn)測(cè)量的方法或光電測(cè)距三角高程測(cè)量方法。過河水準(zhǔn)測(cè)量過河水準(zhǔn)測(cè)量用兩臺(tái)水準(zhǔn)儀同時(shí)作對(duì)向觀測(cè)，兩岸測(cè)站點(diǎn)和立尺點(diǎn)布置成如圖所示的對(duì)稱圖形。A、B為立尺點(diǎn)，C、D為測(cè)站點(diǎn)，要求AD與BC長度基本相等，AC與BD長度基本相等且不小于10m。用兩臺(tái)水準(zhǔn)儀作同時(shí)對(duì)向觀測(cè)，在C站先測(cè)本岸A點(diǎn)尺上讀數(shù)，得 a1，