橋梁施工控制網(wǎng)的布設(shè)

1、蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師授課教案學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境二：橋梁工程施工測量任務(wù)名稱任務(wù)四：橋梁施工控制網(wǎng)的布設(shè)授課時間年 月 日第 周授課教師授課班級授課時數(shù)8學(xué)時授課方法學(xué)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容1. 根據(jù)初擬方案，進行現(xiàn)場踏勘，根據(jù)不同地形特點和實際情況，進行控制網(wǎng)的布設(shè)，選點埋點；2. 橋梁平面控制測量；3. 橋梁高程控制測量；知識目標(biāo)1.認(rèn)識控制網(wǎng)的布設(shè)形式，熟悉控制網(wǎng)布設(shè)的特點；2.掌握橋梁施工平面控制網(wǎng)精度要求、加密和復(fù)測；3.學(xué)習(xí)平面控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)；4.學(xué)習(xí)水準(zhǔn)測量，掌握水準(zhǔn)點的布設(shè)和測量規(guī)范；5.掌握跨河水準(zhǔn)測量。技能目標(biāo)1.現(xiàn)場踏勘之后，能夠；能夠獨立的對現(xiàn)場進行選點埋點；2.根據(jù)需要收集與

2、橋梁施工測量相關(guān)的已有的測量資料；3.布設(shè)橋梁控制網(wǎng)，掌握水準(zhǔn)測量；教學(xué)重點和 難 點1.控制網(wǎng)的布設(shè)；2.技術(shù)設(shè)計的依據(jù)及原則； 3.技術(shù)設(shè)計書的編寫。導(dǎo)入新課 1.相關(guān)項目技術(shù)設(shè)計書范文；鞏固復(fù)習(xí) 1.技術(shù)設(shè)計基本原則； 2.技術(shù)設(shè)計書編寫內(nèi)容；布置作業(yè)根據(jù)設(shè)計書的技術(shù)要求確定出橋梁施工控制網(wǎng)教學(xué)效果分析教學(xué)步驟、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法備 注一、咨詢【參考資料】技術(shù)設(shè)計書編寫原則規(guī)范、相似橋梁施工測量設(shè)計書實例等。【工程資料分析】黃河公路大橋, 是國家重點高速公路工程跨越黃河的特大型橋梁, 設(shè)計橋長7000 多米, 橋?qū)?4.5m, 雙向六車道。橋型分三部分: 主橋1為跨度125 m 的斜拉橋

3、, 主橋2為跨度為50 m 的T 型橋梁,引橋為跨度35 m 的組合箱梁橋。測區(qū)位于黃河中下游平原地區(qū),由南向北橫跨黃河, 東距某國道黃河大橋約5km, 地理位置為東經(jīng)114°、北緯34°, 測區(qū)屬于平原地區(qū), 黃河由西向東從測區(qū)中央流過, 黃河兩岸各有一條東西向黃河大堤,大堤兩側(cè)有樹木,通視困難,灘區(qū)則通視良好。【任務(wù)內(nèi)容及要求】1 收集所需圖紙資料和測區(qū)已有的測量控制點資料，現(xiàn)場踏勘。選點埋點，進行控制網(wǎng)的布設(shè)。2 橋梁平面控制測量，首先建立GPS首級平面控制網(wǎng)，在進行導(dǎo)線測量，對其GPS控制網(wǎng)進行加密。3 橋梁高程控制測量，采用水準(zhǔn)測量和光電三角高程測量。掌握跨河 水

4、準(zhǔn)測量。【相關(guān)知識】一、橋梁施工控制網(wǎng)概述橋梁施工控制網(wǎng)分為施工平面控制網(wǎng)和施工高程控制網(wǎng)兩部分。 在建立控制網(wǎng)時，既要考慮三角網(wǎng)本身的精度，即圖形強度，又要考慮以后施工的需要。所以，在布網(wǎng)之前應(yīng)對橋梁的設(shè)計方案、施工方法、施工機具及場地布置、橋址地形及周圍的環(huán)境條件、精度要求等方面進行研究，然后在橋址地形團圖上擬訂布網(wǎng)方案，在現(xiàn)場選定點位。點位應(yīng)選在施工范圍以外，且不能位于淹沒或土質(zhì)松軟的地區(qū)。 控制網(wǎng)應(yīng)力求滿足下列要求：(1)圖形應(yīng)具有足夠的強度，使測得的橋軸線(橋的中心線)長度的精度能滿足施工要求，并能利用這些三角點以足夠的精度放樣橋墩。當(dāng)主網(wǎng)的三角點數(shù)目不能滿足施工需要時，能方便地增設(shè)

5、插點。在滿足精度和施工要求的前提下，圖形應(yīng)力求簡單。(2)為使控制網(wǎng)與橋軸線連接起來，在河流兩岸的橋軸線上應(yīng)各設(shè)個三角點，三角點離橋臺的設(shè)計位置不應(yīng)太遠(yuǎn)，以保證橋臺的放樣精度。放樣橋墩時，儀器可安置在橋軸線上的三角點上進行交會，以減小橫向誤差。 (3)控制網(wǎng)的邊長一般在0.51.5倍河寬的范圍內(nèi)變動。由于控制網(wǎng)的邊長較短，可直接丈量控制網(wǎng)的一條邊作為基線?；€長度不宜小于橋軸線長度的0.7倍，一般應(yīng)在兩岸各設(shè)一條，以提高三條線的精度及增加檢核條件。通常丈量兩條基線邊，兩岸各一條?；€場地應(yīng)選在土質(zhì)堅實、地勢平坦的地段。 (4)三角點均應(yīng)選在地勢較高、土質(zhì)堅實穩(wěn)定、便于長期保存的地方，而且三角點

6、間的通視條件良好。盡可能避免旁折光和地面折光的影響，盡量不造標(biāo)。 (5)橋梁施工的高程控制點即水準(zhǔn)點，每岸至少埋設(shè)3個，并與國家水準(zhǔn)點聯(lián)測。水準(zhǔn)點應(yīng)采用永久性的固定標(biāo)石，也可利用平面控制點的標(biāo)石。同岸的3個水準(zhǔn)點，其中兩個應(yīng)埋設(shè)在施工范圍以外，以免受到破壞；另一個應(yīng)埋沒在施工區(qū)內(nèi)，以便直接將高程傳遞到所需要的地方。同時還應(yīng)在每一個橋臺、橋墩附近設(shè)立一個臨時施工水準(zhǔn)點。二、橋梁施工平面控制網(wǎng) 1.橋梁施工平面控制網(wǎng)的布設(shè)形式測量儀器的更新、測量方法的改進，特別是高精度全站儀和GPS的普及，給橋梁平面控制網(wǎng)的布設(shè)帶來很大的靈活性，也使網(wǎng)形趨于簡單化。建立橋梁施工平面控制網(wǎng)的方法較多，根據(jù)橋梁的大小

7、、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：橋渡兩岸，當(dāng)一岸較為平坦，另一岸較為陡峻時，可布設(shè)為雙三角形，如圖4-1（a）；當(dāng)兩岸均較為平坦時，可布設(shè)為大地四邊形，如圖4-1（b）。這兩種網(wǎng)形適用于橋長較短且需要交會的水中墩臺數(shù)量不多的情況。對于大型、特大橋可采用如圖4-1（c）、（d）所示的雙大地四邊形。這種網(wǎng)形圖形強度高，控制點數(shù)量多，不但有利于提高精度，而且便于墩臺中心測設(shè)。我國在長江上修建的基座大橋，大多采用這種網(wǎng)形。圖4-1(e)為利用江河中的沙洲建立控制網(wǎng)的情況。 特大型橋通常有較長的引橋，因此可將橋梁施工平面控制網(wǎng)再向兩端延伸，增加幾個點構(gòu)成多個大地四邊形網(wǎng)

8、或者從橋軸線點引測敷設(shè)一條光電測距精密導(dǎo)線，導(dǎo)線宜采用閉合環(huán)。 對于大型和特大型的橋梁施工平面控制網(wǎng)，自20世紀(jì)80年代以來已廣泛采用邊角網(wǎng)或測邊網(wǎng)的形式，并按自由網(wǎng)嚴(yán)密平差。 無論施工平面控制網(wǎng)布設(shè)采用何種形式，首先控制網(wǎng)的精度必須滿足施工放樣的要求。其次控制點應(yīng)盡可能便于施工放樣，且能長期穩(wěn)定而不受施工的干擾。一般中、小型橋梁控制點采用地面標(biāo)石，大型或特大型橋梁控制點應(yīng)采用配有強制對中裝置的固定觀測墩或金屬支架。 2.橋梁控制網(wǎng)精度的確定橋梁施工控制網(wǎng)是放樣橋臺、橋墩的依據(jù)。若將控制網(wǎng)的精度定得過高，雖能滿足施工的要求，但控制網(wǎng)施測困難，既費時又費工；控制網(wǎng)的精度過低，很難滿足施工的要求。

9、目前常用的確定控制網(wǎng)精度有兩種，即按橋式、橋長(上部結(jié)構(gòu))設(shè)計和按橋墩中心點位誤差(下部結(jié)構(gòu))設(shè)計。1)按橋式確定控制網(wǎng)的精度按橋式確定控制網(wǎng)精度的方法是根據(jù)跨越結(jié)構(gòu)的架設(shè)誤差(它與橋長、跨度大小及橋式有關(guān))來確定橋梁施工控制網(wǎng)的精度。橋梁跨越結(jié)構(gòu)的形式一般分為簡支梁和連續(xù)梁。簡支梁在一端橋墩上設(shè)固定支座，在其余橋墩上設(shè)活動支座，如圖4-2所示。在鋼梁的架設(shè)過程中，它的最后長度誤差來源于兩部分：一是桿件加工裝配時的誤差；二是安裝支座的誤差。圖4-2 橋梁跨越結(jié)構(gòu)的形式 根據(jù)鐵路鋼橋制造規(guī)則的有關(guān)規(guī)定，鋼衍梁節(jié)間長度制造容許誤差為，兩組孔距誤差為，則每一節(jié)間的制造和拼裝誤差為。當(dāng)桿件長16m時，

10、其相對容許誤差為 由n根桿件鉚接的桁式鋼梁的長度誤差為 設(shè)固定支座安裝容許誤差為，則每跨鋼梁安裝后的極限誤差為 （4-1） 根據(jù)鐵路鋼軌拼裝及架設(shè)施工技術(shù)規(guī)則，值可根據(jù)固定支座中心里程的縱向容許偏差大小以及梁長和橋式來確定，目前一般取。由上分析，即可根據(jù)各橋跨求得其全長的極限誤差 （4-2）式中 N橋的跨數(shù)。當(dāng)?shù)瓤鐣r，有 取的極限誤差為中誤差，則全橋軸線長的相對中誤差為表4-1是根據(jù)上述鐵路規(guī)范列舉出的以橋式為主結(jié)合橋長來確定控制網(wǎng)的精度要求；表4-2是根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范列舉出的以橋長為主來確定控制網(wǎng)放樣的精度。顯而易見，鐵路規(guī)范比公路規(guī)范要求高。在實際應(yīng)用中，尤其是對特大型公路橋，應(yīng)結(jié)

11、合工程需要確定首級網(wǎng)的等級和精度。2)按橋墩放樣的容許誤差確定平面控制網(wǎng)的精度在橋墩的施工中，從基礎(chǔ)至墩臺頂部的中心位置要根據(jù)施工進度隨時放樣確定，由于放樣的誤差使得實際位置與設(shè)計位置存在著一定的偏差；根據(jù)橋墩設(shè)計理論，當(dāng)橋墩中心偏差在內(nèi)時，產(chǎn)生的附加力在容許范圍內(nèi)。因此，目前在鐵路測量技術(shù)規(guī)則中，對橋墩支座中心點與設(shè)計里程縱向容許偏差作了規(guī)定，對于連續(xù)梁和跨度大于60m的簡支梁，其容許偏差為。表4-1 鐵路橋位三角網(wǎng)精度要求等 級測角中誤差/()橋軸線相對中誤差最弱邊相對中誤差一±0.71/1750001/150000二±1.01/1250001/100000三±

12、;1.81/750001/60000四±2.51/500001/40000五±4.01/300001/25000表4-2 公路橋位三角網(wǎng)精度要求 等級橋軸線樁間距離/m測角中誤差/()橋軸線相對中誤差基 線相對中誤差三角形最大閉合差/()二>5000±1.01/1300001/260000±3.5三20015000±1.81/700001/140000±7.0四10012000±2.51/400001/80000±9.0五5011000±5.01/200001/40000±15.0六201

13、500±10.01/100001/20000±30.0七200±20.01/50001/10000±60.0 上述容許偏差，可作為確定橋梁施工控制網(wǎng)必要精度的依據(jù)。在橋墩的施工放樣過程中，引起橋墩點位誤差的因素包括兩部分：控制測量過程中的誤差和放樣測量過程中的誤差。它們可用下式表示： （4-3）式中 控制點誤差對放樣點處產(chǎn)生的影響； 放樣誤差。 進行控制網(wǎng)的精度設(shè)計，就是根據(jù)的實際施工條件，按一定的誤差分配原則，先確定和的關(guān)系，再確定具體的數(shù)值大小。 結(jié)合橋梁施工的具體情況，在建立施工控制網(wǎng)階段，一般施工尚未展開，不存在施工干擾，有比較充裕的時間和條件進

14、行多余觀測以提高控制網(wǎng)的觀測精度；而在施工放樣時，現(xiàn)場測量條件差、干擾大、測量速度要求快，測量放樣的精度受到限制。因此，控制點誤差遠(yuǎn)小于放樣誤差。如果取，按式(4-3)可求得：。 當(dāng)橋墩中心測量精度要求時，。當(dāng)以此作為控制網(wǎng)的最弱邊邊長精度要求時，即可根據(jù)設(shè)計控制網(wǎng)的平均邊長(主軸線長度，或河寬)確定施工肋網(wǎng)的相對邊長精度要求。例如，南京長江二橋南漢橋要求橋軸線邊長相對中誤差1/180000，最弱邊邊長相對中誤差1130000，起始邊邊長相對中誤差1/300000。 3.平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng) 1)國家坐標(biāo)系 橋梁建設(shè)中都要考慮與周邊道路的銜接，因此平面控制網(wǎng)應(yīng)首先選用國家統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。但在大型

15、和特大型橋梁建設(shè)中，選用國家統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)時應(yīng)具備的條件是： (1)橋軸線位于高斯正形投影統(tǒng)一的3°帶中央子午線附近； (2)橋址平均高程面應(yīng)接近于國家參考橢球面或平均海水面。 2)抵償坐標(biāo)系 由計算可知，當(dāng)橋址區(qū)的平均高程大于160m或其橋軸線平面位置離開統(tǒng)一的3°的帶中央子午線東西方向的距離(橫坐標(biāo))大于45km時，其長度投影變形值將會超過25mmkm(140000)。此時，對于大型或特大型橋梁施工來說，仍采用國家統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)就不適宜了。通常的做法是人為地改變歸化高程，使距離的高程歸化值與高斯投影的長度歸化值相抵償，但不改變統(tǒng)一的3°帶中央子午線進行的高斯投影計

16、算的平面直角坐標(biāo)系，這種坐標(biāo)系稱為抵償坐標(biāo)系。所以，在大型橋梁施工中，當(dāng)不具備使用國家統(tǒng)一坐標(biāo)系時，通常采用抵償坐標(biāo)系。 3)橋軸坐標(biāo)系 在特大型橋梁的主橋施工中，尤其是橋面鋼構(gòu)件的施工，定位精度要求很高，一般小于5mm，此時選用國家統(tǒng)一坐標(biāo)系和抵償坐標(biāo)系都不適宜，通常選用高斯正形投影任意帶(橋軸線的經(jīng)度作為中央子午線)平面直角坐標(biāo)系，稱為橋軸坐標(biāo)系，主高程歸化投影面為橋面高程面，橋軸線作為x軸。 在實際作業(yè)中，有時需要同時采用幾套坐標(biāo)系。比如，在南京長江二橋建設(shè)中就同時使用了橋軸坐標(biāo)系、抵償坐標(biāo)系和北京54坐標(biāo)系：在主橋上使用橋軸坐標(biāo)系，引橋及引線使用抵償坐標(biāo)系，而在與周邊接線及航道上則使用

17、北京54坐標(biāo)系。 4.平面控制網(wǎng)的加密 橋梁施工首級控制網(wǎng)由于受圖形強度條件的限制，其岸側(cè)邊長都較長。例如，當(dāng)橋軸線長度在1500 m左右時，其岸側(cè)邊長大約在1000m，則當(dāng)交會半橋長度處的水中橋墩時，其交會邊長達(dá)到1200 m以上。這對于在橋梁施工中用交會法頻繁放樣橋墩是十分不利的，而且橋墩愈是靠近本岸，其交會角就愈大。從誤差橢圓的分析中可知，過大或過小的交會角，對橋墩位置誤差的影響都較大。此外，控制網(wǎng)點遠(yuǎn)離放樣物，受大氣折光、氣象干擾等因素影響也增大，將會降低放樣點位的精度。因此，必須在首級控制網(wǎng)下進行加密，這時通常是在堤岸邊上合適的位置上布設(shè)幾個附點作為加密點，加密點除考慮其與首級網(wǎng)點及

18、放樣橋墩通視外，更應(yīng)注意其點位的穩(wěn)定可靠及精度。結(jié)合施工情況和現(xiàn)場條件，可以采用如下的加密方法： (1)由3個首級網(wǎng)點以3個方向前方交會或由2個首級網(wǎng)點以2個方向進行邊角交會的形式加密； (2)在有高精度全站儀的條件下，可采用導(dǎo)線法，以首級網(wǎng)兩端點為已知點，構(gòu)成附合導(dǎo)線的網(wǎng)形； (3)在技術(shù)力量許可的情況下，也可將加密點納入首級網(wǎng)中，構(gòu)成新的施工控制網(wǎng)，這對于提高加密點的精度是行之有效的。 加密點是施工放樣使用最頻繁的控制點，且多設(shè)在施工場地范圍內(nèi)或附近，受施工干擾較大，臨時建筑或施工機械極易造成不通視或破壞而失去效用，在整個施工期間，常常要多次加密或補點，以滿足施工的需要。 5.平面控制網(wǎng)的

19、復(fù)測 橋梁施工工期一般都較長，限于橋址地區(qū)的條件，大多數(shù)控制點(包括首級網(wǎng)點和加密點)位于江河堤岸附近，其地基基礎(chǔ)并不十分穩(wěn)定，隨著時間的變化，點位有可能發(fā)生變化。此外，橋墩鉆孔樁施工、降水等也會引起控制點下沉和位移。因此，在施工期問，無論是首級網(wǎng)點還是加密點，必須進行定期復(fù)測，以確定控制點的變化情況和穩(wěn)定狀態(tài)，這也是確保工程質(zhì)量的重要工作?？刂凭W(wǎng)的復(fù)測周期可以定期進行，如每半年進行一次，也可根據(jù)工程施工進度、工期，并結(jié)合橋墩中心檢測要求情況確定。一般在下部結(jié)構(gòu)施工期間，要對首級控制網(wǎng)及加密點至少進行兩次復(fù)測。 第一次復(fù)測宜在橋墩基礎(chǔ)施工前期進行，以便根據(jù)精密放樣或測定其墩臺的承臺中心位置。第

20、二次復(fù)測宜在墩、臺身施工期間進行，并宜在主要墩、臺頂帽竣工前完成，以便為墩、臺頂帽位置的精密測定提供依據(jù)。頂帽竣工中心即可作為上部建筑放樣的依據(jù)。 復(fù)測應(yīng)采用不低于原測精度的要求進行。由于加密點是施工控制的常用點，在復(fù)測時通常將加密點納入首級控制網(wǎng)中觀測，整體平差，以提高加密點的精度。 值得提出的是，在未經(jīng)復(fù)測前要盡量避免采用極坐標(biāo)法進行放樣，如采用則應(yīng)有檢核措施，以免產(chǎn)生較大的誤差。無論是復(fù)測前或復(fù)測后，在施工放樣中，除后視一個已知方向之外，應(yīng)加測另一個已知方向(或稱雙后視法)，以觀察該測站上原有的已知角值與所測角值有無超出觀測誤差范圍的變化，以避免在后視點距離較長且氣象條件通視不甚良好時發(fā)

21、生觀測錯誤的影響。 三、橋梁施工高程控制網(wǎng)1.橋梁施工高程控制網(wǎng)的布設(shè) 高程控制網(wǎng)的精度 無論是公路橋、鐵路橋或公路鐵路兩用橋，在放樣橋梁施工高程控制網(wǎng)前都必須收集兩岸橋軸線附近國家水準(zhǔn)點資料。對城市橋還應(yīng)收集市政工程水準(zhǔn)點資料；對鐵路及公鐵兩用橋鐵路線路還應(yīng)收集勘測或已有鐵路的水準(zhǔn)點資料包括其水準(zhǔn)點的位置、編號、等級、采用的高程系統(tǒng)及其最近測量日期等。 橋梁高程控制網(wǎng)的起算高程數(shù)據(jù)是由橋址附近的國家水準(zhǔn)點或其他已知水準(zhǔn)點引入。這只是取得統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，而橋梁高程控制網(wǎng)仍是一個自由網(wǎng)，不受已知高程點的約束，以保證網(wǎng)本身的精度。放樣橋墩、臺高程的精度除受施工放樣誤差的影響外，控制點間高差的誤差亦

22、是一個重要的影響因素，因此高程控制網(wǎng)必須要有足夠高的精度。對于水準(zhǔn)網(wǎng)，水準(zhǔn)點之間的聯(lián)測及起算高程的引測一般采用三等?？绾铀疁?zhǔn)測量當(dāng)跨河距離小于800 m時采用三等，大于800 m時則應(yīng)采用二等。2.橋梁三角網(wǎng) 1)橋梁三角網(wǎng)的外業(yè) 橋梁三角網(wǎng)布設(shè)好后，就可進行外業(yè)觀測與內(nèi)業(yè)計算。橋梁三角網(wǎng)的外業(yè)主要包括角度測量和邊長測量。 由于橋軸線長度不同，對橋軸線長度的精度要求也不同，因此三角網(wǎng)的測角和測邊精度也有所不同。在公路橋位勘測規(guī)程中，按照橋軸線的長度，將三角網(wǎng)的精度等級分為六個等級，具體技術(shù)指標(biāo)見表4-2。 角度觀測一般采用方向觀測法。觀測時應(yīng)選擇距離適中、通視良好、成像清晰穩(wěn)定、豎直角仰俯小、

23、折光影響小的方向作為零方向。 角度觀測的測回數(shù)由三角網(wǎng)的等級和儀器的類型而定。具體規(guī)定見表4-3。表4-3 三角網(wǎng)等級和儀器類型及測回數(shù)儀器類型不同等級的測回數(shù)二三四五六七9642129664212964 銦瓦線尺丈量是最精密的測距方法，用于二、三等網(wǎng)的基線丈量。但組織這樣一次丈量是極其困難的。目前已有高精度的基線光電測距儀可用于二、三等同基線測量，為測距工作帶來諸多方便。三等以下則可用一般光電測距儀測定，也可用鋼尺精密量距的方法。直接丈量的測回數(shù)為14。橋梁三角網(wǎng)一般只測兩條基線，其他邊長則根據(jù)基線及角度推算。在平差中，由于只對角度進行調(diào)整而將基線作為固定值，因此基線測量的精度應(yīng)遠(yuǎn)高于測角精

24、度而使基線誤差可忽略不計。所以，基線測量精度一般應(yīng)比橋軸線精度高出2倍以上。 邊角網(wǎng)一般要測部分或全部邊長，平差時要與角度一起參與調(diào)整，故要求與測角精度相當(dāng)即可，一般與橋軸線精度一致就能滿足要求。 外業(yè)工作結(jié)束后，應(yīng)對觀測成果進行檢核?；€的相對中誤差應(yīng)滿足相應(yīng)等級控制網(wǎng)的要求。測角誤差可按三角形閉合差計算，亦應(yīng)滿足規(guī)范要求。當(dāng)有極值條件或基線條件時，閉合差的限差按下式計算： (4-4)式中 m測角中誤差，()； 傳距角正弦對數(shù)的秒差，以對數(shù)第六位為單位。(1) 橋梁三角網(wǎng)平差與坐標(biāo)計算 橋梁控制網(wǎng)通常都是獨立的自由網(wǎng)。由于對網(wǎng)本身點的相對位置的精度要求很高，所以即使與國家網(wǎng)或城市網(wǎng)進行聯(lián)測，

25、也只是取得坐標(biāo)間的聯(lián)系，平差時仍按獨立的自由網(wǎng)計算。 橋梁三角網(wǎng)的平差方法通常采用條件觀測平差。對于二、三等三角網(wǎng)可采用方向平差，三等以下一般采用角度平差，視情況還可采用近似平差方法。 邊角網(wǎng)的平差亦采用條件觀測平差。由于邊角網(wǎng)的邊、角均參與平差，所以除其有三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)的條件外，還有邊、角兩類觀測量共同組成邊角條件。 由于邊和角是兩類不同類型的觀測值，因此需要合理確定測角和測邊的權(quán)值及其比例關(guān)系，以使平差結(jié)果符合實際。 橋梁控制網(wǎng)通常采用獨立的平面直角坐標(biāo)系，以橋軸線方向作為縱坐標(biāo)x軸，而以橋軸線始端控制點的里程作為該點的x值。這樣橋梁墩、臺的設(shè)計里程即是其x坐標(biāo)值，可為以后的放樣交會計算帶

26、來方便。3.水準(zhǔn)點的布設(shè) 水準(zhǔn)點的選點與埋設(shè)工作一般都與平面控制網(wǎng)的選點與埋石工作同步進行，水準(zhǔn)點應(yīng)包括水準(zhǔn)基點和工作基點。水準(zhǔn)基點是整個橋梁施工過程中的高程基準(zhǔn)，因此在選擇水準(zhǔn)點時應(yīng)注意其隱蔽性、穩(wěn)定性和方便性。即水準(zhǔn)基點應(yīng)選擇在不致被損壞的地方，同時要特別避免地質(zhì)不良、過往車輛影響和易受其他振動影響的地方。此外還應(yīng)注意其不既受橋梁和線路施工的影響，又要考慮其便于施工應(yīng)用。在埋石時應(yīng)盡量埋沒在基巖上。在覆蓋層較淺時，可采用深挖基坑或用地質(zhì)鉆孔的方法使之埋設(shè)在基巖上；在覆蓋層較深時，應(yīng)盡量采用加設(shè)基樁(即開挖基坑后打入若干根大木樁的方法)以增加埋石的穩(wěn)定性。水準(zhǔn)基點除了考慮其在橋梁施工期間使用

27、之外，要盡可能做到在橋梁施工完畢交付運營后能長期用于橋梁沉降觀測之用。 在布設(shè)水準(zhǔn)點時，對于橋長在200 m以內(nèi)的大、中型橋，可在河兩岸各設(shè)置一個。當(dāng)橋長超過200 m時，由于兩岸聯(lián)測起來比較困難，而且水準(zhǔn)點高程發(fā)生變化時不易復(fù)查，因此每岸至少應(yīng)設(shè)置兩個水準(zhǔn)點。對于特大型橋，每岸應(yīng)選設(shè)不少于3個水準(zhǔn)點，當(dāng)能埋沒基巖水準(zhǔn)點時，每岸也應(yīng)不少于2個水準(zhǔn)點；當(dāng)引橋較長時，應(yīng)不大于l km設(shè)置一個水準(zhǔn)點，并且在引橋端點附近應(yīng)設(shè)有水準(zhǔn)點。為了便于施工時使用，還可設(shè)立若干個施工水準(zhǔn)點。水準(zhǔn)點應(yīng)根據(jù)地形條件、地質(zhì)情況、使用期限和精度要求分別埋設(shè)混凝土標(biāo)石、鋼管標(biāo)石、巖石標(biāo)石、管樁標(biāo)石、鉆孔樁標(biāo)石或基巖標(biāo)石。無

28、論采用什么樣的標(biāo)石，均應(yīng)以凸出的銅質(zhì)或不銹鋼的標(biāo)心。 水準(zhǔn)點應(yīng)設(shè)在距橋中線50m100m小范圍內(nèi)，堅實、穩(wěn)固、能夠長久保留及便于引測使用的地方，且不易受施工和交通的干擾。相鄰水準(zhǔn)點之間的距離一般不大于500 m。此外，在橋墩較高、兩岸陡峭的情況下，應(yīng)在不同高度設(shè)置水準(zhǔn)點，以便于放樣橋墩的高程。 在橋梁施工過程中，單靠水準(zhǔn)基點難以滿足施工放樣的需要，因此在靠近橋墩附近再設(shè)置水準(zhǔn)點，通常稱為工作基點。這些點一般不單獨埋石，而是利用平面控制網(wǎng)的導(dǎo)線點或三角網(wǎng)點的標(biāo)志作為水準(zhǔn)點。采用強制對中觀測墩時，則是將水準(zhǔn)標(biāo)志埋沒在觀測墩旁邊的混凝土中。水準(zhǔn)測量的等級、精度、限差應(yīng)符合表4-4的規(guī)定。表中R為測段

29、長度，L為符合路線長度，F(xiàn)為換線長度，均以千米計。表4-4 水準(zhǔn)測量的等級和測量精度（mm）水準(zhǔn)測量等級限 差每千米水準(zhǔn)測量的偶然中誤差M檢測已測測段高差只差往返測不符值附合路線閉合差環(huán)閉合差左右路線高差不符值二±1.0±6±4±4±4三±3.0±20±12±12±12±8四±5.0±30±20±20±20±14五±7.5±30±30±30±30±20在山區(qū)和丘陵地區(qū)

30、，當(dāng)平均每千米單程測站數(shù)多于16站時，應(yīng)符合表4-5的規(guī)定。表中n為兩水準(zhǔn)點間單程測站數(shù)。每公里水準(zhǔn)測量高差中數(shù)的偶然中誤差按下式計算： （4-5）式中，為測段往返測高差不符值，以mm計；n為測段數(shù)。表4-5 山區(qū)和丘陵地區(qū)水準(zhǔn)測量限差（mm）水準(zhǔn)測量等級限 差檢測已測測段高差之差往返較差、附和或環(huán)閉合差二±1.2±0.8三±4.0±2.4四±6.0±4.0為了便于施工放樣，可根據(jù)實際需要在施工地點附近設(shè)立若干個施工水準(zhǔn)點。當(dāng)橋墩較高、兩岸地貌陡峭時，可在陡坡上一定的高差范圍內(nèi)設(shè)立施工水準(zhǔn)點，以便于放樣橋墩的高程。施工水準(zhǔn)點的高程必須

31、定期檢測。水準(zhǔn)測量作業(yè)開始前，必須對水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺按相關(guān)的項目要求進行檢驗。如有近期資料，可只檢驗圓水準(zhǔn)器正確性和i角誤差。二等水準(zhǔn)測量的i角誤差限差為±15，三四等水準(zhǔn)測量的i角誤差限差為±20。在作業(yè)過程中，應(yīng)保證圓水準(zhǔn)器軸和儀器豎軸關(guān)系正確。作業(yè)開始后的第一周內(nèi)每天應(yīng)檢校i角一次，當(dāng)i角較為穩(wěn)定時，可適當(dāng)延長校檢時間。 4.跨河水準(zhǔn)測量 跨河水準(zhǔn)測量是橋梁施工高程控制網(wǎng)放樣工作中十分重要的一環(huán)。當(dāng)水準(zhǔn)路線跨越較寬的河流或深谷時，其寬度往往超過了規(guī)定的視線長度，這就使得前、后視線不能相等，實測高差中包含有較大的i角誤差影響。由于視線增長，大氣垂直折光影響必然增大，加之水

32、準(zhǔn)標(biāo)尺上的劃分線在望遠(yuǎn)鏡中的成像顯得非常細(xì)小，甚至無法讀數(shù)。這時可以采用跨河水準(zhǔn)測量的方法。這是因為橋梁施工要求其兩岸的高程系統(tǒng)必須是統(tǒng)一的，同時，橋梁施工高程精度要求高。因此，即使兩岸附近都有國家或其他部門的高等級水準(zhǔn)點資料，也必須進行高精度的跨河水準(zhǔn)測量，使其與兩岸自設(shè)水準(zhǔn)點一起組成統(tǒng)一的高精度高程控制網(wǎng)。5.水準(zhǔn)測量及聯(lián)測 橋梁高程控制網(wǎng)應(yīng)與路線采用同一個高程系統(tǒng)，因而要與路線水準(zhǔn)點進行聯(lián)測。但聯(lián)測的精度可略低于施測橋梁高程控制網(wǎng)的精度，因為它不會影響到橋梁各部高程放樣的相對精度。 橋梁施工高程控制網(wǎng)復(fù)測一般配合平面控制網(wǎng)復(fù)測工作一并進行。復(fù)測時應(yīng)采用不低于原測精度的方法。當(dāng)水中已有建成

33、或即將建成的橋墩時，可予以利用，以縮短其跨河視線的長度。二、決策1.教師詳細(xì)講述橋梁施工控制網(wǎng)的布設(shè)，注重講述橋梁施工平面控制測量、高程控制測量，給各組分發(fā)一份相關(guān)技術(shù)設(shè)計書范本。2.在教師的引導(dǎo)下，組內(nèi)進行探討、通過查閱相關(guān)測量規(guī)范、分析并利用測區(qū)已有資料，結(jié)合課本相關(guān)知識，掌握技術(shù)設(shè)計的原則和技術(shù)設(shè)計書編寫。3. 引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合范文及技術(shù)設(shè)計書編寫規(guī)范完橋梁施工控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計書。三、計劃1.全班分為若干個工作小組，各組成員配合討論完成技術(shù)設(shè)計書編寫；2.在教師指導(dǎo)下，對小組技術(shù)設(shè)計書進行評定。四、實施1.橋梁三角網(wǎng) 1)橋梁三角網(wǎng)的外業(yè) 橋梁三角網(wǎng)布設(shè)好后，就可進行外業(yè)觀測與內(nèi)業(yè)計算。橋梁三

34、角網(wǎng)的外業(yè)主要包括角度測量和邊長測量。 由于橋軸線長度不同，對橋軸線長度的精度要求也不同，因此三角網(wǎng)的測角和測邊精度也有所不同。在公路橋位勘測規(guī)程中，按照橋軸線的長度，將三角網(wǎng)的精度等級分為六個等級，具體技術(shù)指標(biāo)見表4-2。 角度觀測一般采用方向觀測法。觀測時應(yīng)選擇距離適中、通視良好、成像清晰穩(wěn)定、豎直角仰俯小、折光影響小的方向作為零方向。 角度觀測的測回數(shù)由三角網(wǎng)的等級和儀器的類型而定。具體規(guī)定見表4-3。表4-3 三角網(wǎng)等級和儀器類型及測回數(shù)儀器類型不同等級的測回數(shù)二三四五六七9642129664212964 銦瓦線尺丈量是最精密的測距方法，用于二、三等網(wǎng)的基線丈量。但組織這樣一次丈量是極

35、其困難的。目前已有高精度的基線光電測距儀可用于二、三等同基線測量，為測距工作帶來諸多方便。三等以下則可用一般光電測距儀測定，也可用鋼尺精密量距的方法。直接丈量的測回數(shù)為14。橋梁三角網(wǎng)一般只測兩條基線，其他邊長則根據(jù)基線及角度推算。在平差中，由于只對角度進行調(diào)整而將基線作為固定值，因此基線測量的精度應(yīng)遠(yuǎn)高于測角精度而使基線誤差可忽略不計。所以，基線測量精度一般應(yīng)比橋軸線精度高出2倍以上。 邊角網(wǎng)一般要測部分或全部邊長，平差時要與角度一起參與調(diào)整，故要求與測角精度相當(dāng)即可，一般與橋軸線精度一致就能滿足要求。 外業(yè)工作結(jié)束后，應(yīng)對觀測成果進行檢核?；€的相對中誤差應(yīng)滿足相應(yīng)等級控制網(wǎng)的要求。測角誤

36、差可按三角形閉合差計算，亦應(yīng)滿足規(guī)范要求。當(dāng)有極值條件或基線條件時，閉合差的限差按下式計算： (4-4)式中 m測角中誤差，()； 傳距角正弦對數(shù)的秒差，以對數(shù)第六位為單位。(1) 橋梁三角網(wǎng)平差與坐標(biāo)計算 橋梁控制網(wǎng)通常都是獨立的自由網(wǎng)。由于對網(wǎng)本身點的相對位置的精度要求很高，所以即使與國家網(wǎng)或城市網(wǎng)進行聯(lián)測，也只是取得坐標(biāo)間的聯(lián)系，平差時仍按獨立的自由網(wǎng)計算。 橋梁三角網(wǎng)的平差方法通常采用條件觀測平差。對于二、三等三角網(wǎng)可采用方向平差，三等以下一般采用角度平差，視情況還可采用近似平差方法。 邊角網(wǎng)的平差亦采用條件觀測平差。由于邊角網(wǎng)的邊、角均參與平差，所以除其有三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)的條件外，還有

37、邊、角兩類觀測量共同組成邊角條件。 由于邊和角是兩類不同類型的觀測值，因此需要合理確定測角和測邊的權(quán)值及其比例關(guān)系，以使平差結(jié)果符合實際。 橋梁控制網(wǎng)通常采用獨立的平面直角坐標(biāo)系，以橋軸線方向作為縱坐標(biāo)x軸，而以橋軸線始端控制點的里程作為該點的x值。這樣橋梁墩、臺的設(shè)計里程即是其x坐標(biāo)值，可為以后的放樣交會計算帶來方便。2.水準(zhǔn)點的布設(shè) 水準(zhǔn)點的選點與埋設(shè)工作一般都與平面控制網(wǎng)的選點與埋石工作同步進行，水準(zhǔn)點應(yīng)包括水準(zhǔn)基點和工作基點。水準(zhǔn)基點是整個橋梁施工過程中的高程基準(zhǔn)，因此在選擇水準(zhǔn)點時應(yīng)注意其隱蔽性、穩(wěn)定性和方便性。即水準(zhǔn)基點應(yīng)選擇在不致被損壞的地方，同時要特別避免地質(zhì)不良、過往車輛影響

38、和易受其他振動影響的地方。此外還應(yīng)注意其不既受橋梁和線路施工的影響，又要考慮其便于施工應(yīng)用。在埋石時應(yīng)盡量埋沒在基巖上。在覆蓋層較淺時，可采用深挖基坑或用地質(zhì)鉆孔的方法使之埋設(shè)在基巖上；在覆蓋層較深時，應(yīng)盡量采用加設(shè)基樁(即開挖基坑后打入若干根大木樁的方法)以增加埋石的穩(wěn)定性。水準(zhǔn)基點除了考慮其在橋梁施工期間使用之外，要盡可能做到在橋梁施工完畢交付運營后能長期用于橋梁沉降觀測之用。 在布設(shè)水準(zhǔn)點時，對于橋長在200 m以內(nèi)的大、中型橋，可在河兩岸各設(shè)置一個。當(dāng)橋長超過200 m時，由于兩岸聯(lián)測起來比較困難，而且水準(zhǔn)點高程發(fā)生變化時不易復(fù)查，因此每岸至少應(yīng)設(shè)置兩個水準(zhǔn)點。對于特大型橋，每岸應(yīng)選設(shè)

39、不少于3個水準(zhǔn)點，當(dāng)能埋沒基巖水準(zhǔn)點時，每岸也應(yīng)不少于2個水準(zhǔn)點；當(dāng)引橋較長時，應(yīng)不大于l km設(shè)置一個水準(zhǔn)點，并且在引橋端點附近應(yīng)設(shè)有水準(zhǔn)點。為了便于施工時使用，還可設(shè)立若干個施工水準(zhǔn)點。水準(zhǔn)點應(yīng)根據(jù)地形條件、地質(zhì)情況、使用期限和精度要求分別埋設(shè)混凝土標(biāo)石、鋼管標(biāo)石、巖石標(biāo)石、管樁標(biāo)石、鉆孔樁標(biāo)石或基巖標(biāo)石。無論采用什么樣的標(biāo)石，均應(yīng)以凸出的銅質(zhì)或不銹鋼的標(biāo)心。 水準(zhǔn)點應(yīng)設(shè)在距橋中線50m100m小范圍內(nèi)，堅實、穩(wěn)固、能夠長久保留及便于引測使用的地方，且不易受施工和交通的干擾。相鄰水準(zhǔn)點之間的距離一般不大于500 m。此外，在橋墩較高、兩岸陡峭的情況下，應(yīng)在不同高度設(shè)置水準(zhǔn)點，以便于放樣橋墩

40、的高程。 在橋梁施工過程中，單靠水準(zhǔn)基點難以滿足施工放樣的需要，因此在靠近橋墩附近再設(shè)置水準(zhǔn)點，通常稱為工作基點。這些點一般不單獨埋石，而是利用平面控制網(wǎng)的導(dǎo)線點或三角網(wǎng)點的標(biāo)志作為水準(zhǔn)點。采用強制對中觀測墩時，則是將水準(zhǔn)標(biāo)志埋沒在觀測墩旁邊的混凝土中。水準(zhǔn)測量的等級、精度、限差應(yīng)符合表4-4的規(guī)定。表中R為測段長度，L為符合路線長度，F(xiàn)為換線長度，均以千米計。表4-4 水準(zhǔn)測量的等級和測量精度（mm）水準(zhǔn)測量等級限 差每千米水準(zhǔn)測量的偶然中誤差M檢測已測測段高差只差往返測不符值附合路線閉合差環(huán)閉合差左右路線高差不符值二±1.0±6±4±4±4

41、三±3.0±20±12±12±12±8四±5.0±30±20±20±20±14五±7.5±30±30±30±30±20在山區(qū)和丘陵地區(qū)，當(dāng)平均每千米單程測站數(shù)多于16站時，應(yīng)符合表4-5的規(guī)定。表中n為兩水準(zhǔn)點間單程測站數(shù)。每公里水準(zhǔn)測量高差中數(shù)的偶然中誤差按下式計算： （4-5）式中，為測段往返測高差不符值，以mm計；n為測段數(shù)。表4-5 山區(qū)和丘陵地區(qū)水準(zhǔn)測量限差（mm）水準(zhǔn)測量等級限 差檢測已測測段高差之差往返較差、附和或環(huán)閉合差二±1.2±0.8三±4.0±2.4四±6.0±4.0為了便于施工放樣，可根據(jù)實際需要在施工地點附近設(shè)立若干個施工水準(zhǔn)點。當(dāng)橋墩較高、兩岸地貌陡峭時，可在陡坡上一定的高差范圍內(nèi)設(shè)立施工水準(zhǔn)點，以便于放樣橋墩的高程。施工水準(zhǔn)點的高程必須定期檢測。水準(zhǔn)測量作業(yè)開始前，必須對水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺按相關(guān)的項目要求進行檢驗。如有近期資料，可只檢驗圓水準(zhǔn)器正確性和i角誤差。二等水