工程測量設(shè)計與實習(xí)報告

1、目 錄第一部分 課程設(shè)計1.工程概況32.已有測繪成果33. 設(shè)計依據(jù)34. 等級、精度要求45.主要測量儀器表56.橋梁施工控制網(wǎng)的布設(shè)方案66.1橋梁施工控制網(wǎng)布設(shè)的一般方法66.2橋梁施工控制網(wǎng)布設(shè)的特殊要求76.3橋梁施工控制網(wǎng)布設(shè)方法的分析與選擇77.橋梁施工控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計87.1 對橋梁施工平面控制網(wǎng)的基本要求87.2 工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計的任務(wù)97.3 橋梁施工控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與處理97.4 優(yōu)化設(shè)計軟件的介紹及處理的過程98.橋軸線必要精度109.首級平面控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計129.1 首級控制網(wǎng)布設(shè)方案一129.2 首級控制網(wǎng)布設(shè)方案二169.3 首級控制網(wǎng)布設(shè)方案三199.4

2、小結(jié)2110.次級控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計2110.1 次級控制網(wǎng)布設(shè)方案一2210.2 次級控制網(wǎng)布設(shè)方案二2610.3 次級控制網(wǎng)布設(shè)方案三2810.4 小結(jié)3011.高程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計3011.1 觀測與計算3011.2 高程控制網(wǎng)必要精度確定3511.3 高程控制網(wǎng)布設(shè)方案一3511.4 高程控制網(wǎng)布設(shè)方案二3911.5 小結(jié)4012.橋墩放樣方案4012.1 橋墩放樣必要精度4012.2 橋墩中心放樣方法41 12.3 橋墩中心放樣方案一4112.4 橋墩中心放樣方案二4212.5 小結(jié)4713.課程設(shè)計總結(jié)49第二部分 實習(xí)報告1.實習(xí)目的512.實習(xí)任務(wù)512.1線路工程測量512.2建筑

3、物方格網(wǎng)建立513.實習(xí)實施513.1、線路工程測量513.1.1綜合曲線圓曲線測設(shè)513.1.2測設(shè)場地選擇及已知點獲取533.1.3曲線中樁測設(shè)53 偏角法54 全站儀極坐標(biāo)法543.1.4縱橫斷面圖繪制563.1.5土石方量計算583.2、建筑物方格網(wǎng)建立593.2.1主軸線放樣613.2.2方格網(wǎng)放樣643.2.3所需儀器653.3、全站儀無儀器高作業(yè)法測設(shè)高程673.3.1測量任務(wù)673.3.2測量示意圖673.3.3高程計算過程及結(jié)果684.實習(xí)體會68第一部分.課程設(shè)計橋梁施工控制網(wǎng)的建立及橋臺、橋墩放樣方案設(shè)計1、工程概況如圖1所示，某地區(qū)大橋位于某條江上,橋梁全長約1000m

4、,橋面總寬18m,結(jié)構(gòu)形式為(30+5×40+30)m普通鋼筋混凝土雙懸臂加掛梁結(jié)構(gòu)。橋的橫斷面由8根變截面T型梁組成。2、已有測繪成果（1）橋址及周邊1：500地形圖；（2）橋兩岸有國家二等水準(zhǔn)點各兩個；（3）橋兩岸有國家三角測量控制點兩個（可滿足橋梁控制及施工測量要求）。表1 橋梁兩側(cè)控制點坐標(biāo) （單位：米）點號XYZA590257.9933713500.00633.200B591184.6193712229.42037.550圖1 橋梁施工控制網(wǎng)設(shè)計3、設(shè)計依據(jù)國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范 GB 12897-2006國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范 GB 12898-2009工程測量規(guī)范

5、GB 50026-20071:500 1:1000 1:2000地形圖數(shù)字化規(guī)范 GB/T 17160-2008國家三角測量規(guī)范 GB/T 179422000全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范 GB/T 183142009DZS2自動安平水準(zhǔn)儀使用說明書（北京博飛）Leica TC1500用戶手冊（瑞士徠卡）4、等級、精度要求橋梁施工平面控制網(wǎng)的建立，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）橋梁施工平面控制網(wǎng)，宜布設(shè)成自由網(wǎng)，并根據(jù)線路測量控制點定位。（2）控制網(wǎng)可采用GPS 網(wǎng)、三角形網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)等形式。（3）控制網(wǎng)的邊長，宜為主橋軸線長度的0.5-1.5倍。（4）當(dāng)控制網(wǎng)跨越江河時，每岸不少于3點，其中軸線上每岸

6、宜布設(shè)2點。表2 平面控制測量等級等 級公路路線控制測量橋梁橋位控制測量隧道洞外控制測量二等三角5000m特大橋6000m特長隧道三等三角、導(dǎo)線20005000m特大橋40006000m特長隧道四等三角、導(dǎo)線10002000m特大橋20004000m特長隧道一級小三角、導(dǎo)線高速公路、一級公路5001000m特大橋10002000m中長隧道二級小三角、導(dǎo)線二級及二級以下公路500m大中橋1000m隧道三級導(dǎo)線三級及三級以下公路表3 橋梁施工控制網(wǎng)等級的選擇橋長L(m)跨越的寬度l（m）平面控制網(wǎng)的等級高程控制網(wǎng)的等級L>5000l>1000二等或三等二等2000L5000500l50

7、0三等或四等三等500<L<2000200<l<500四等或一級四等L500l200一級四等或五等注：1 L 為橋的總長 2 l 為跨越的寬度指橋梁所跨越的江、河、峽谷的寬度。表4水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求等級每千米高差中誤差（mm）路線長度（km）水準(zhǔn)儀型號水準(zhǔn)尺觀測次數(shù)往返較差、附合或環(huán)線閉合差與已知點聯(lián)測附合或環(huán)線平地（mm）山地（mm）二等2-DS1因瓦往返各一次往返各一次4¯L三等650DS1因瓦往返各一次往一次12¯L4¯nDS3雙面往返各一次四等1016DS3雙面往返各一次往一次20¯L6¯n五等15-DS3雙

8、面往返各一次往一次30¯L-注：1.成帶節(jié)點的水準(zhǔn)網(wǎng)時，節(jié)點之間或節(jié)點與已知點之間的路線長度，不應(yīng)大于表中規(guī)定的0.7倍。2.L為往返段附合或閉合環(huán)的水準(zhǔn)路線長度，km。n為測站數(shù)。5、主要測量儀器表表5 主要測量儀器表序號名稱制造單位規(guī)格型號標(biāo)稱精度單位數(shù)量1全站儀萊卡TC1500及TC802測角±2.0、測距（2mm+2ppm×D）。套13水準(zhǔn)儀蘇州DSZ2自動安平水準(zhǔn)儀往返1km誤差為1.5。臺1徠卡NA728自動安平水準(zhǔn)儀往返1km誤差為1.5。臺4銦鋼尺蘇州及徠卡2m把25塔尺南方測繪5m把27對講機(jī)MOTOROLAGP88s臺5及與全站儀配套的對點器、

9、反射鏡。6. 橋梁施工控制網(wǎng)的布設(shè)方案橋梁施工平面控制網(wǎng)的圖形常見的有圖1 所示的四種, 其中12 為橋軸線。圖1( a) 為菱形網(wǎng), 適合江中有島時采用；圖1( b) 、( c) 為雙三角形網(wǎng)和單大地四邊形網(wǎng), 主要用于大、中橋的控制；圖1(d)(e)為大地四邊形加三角形網(wǎng)和雙大地四邊形網(wǎng), 主要用于大橋和特大橋的控制。 1 2 2 4 2 4 2 4 2 5 3 4 5 3 4 6 7 81 3 1 4 3 1 3 1 5 3 1 6 2(a) (b) (c) (d) (e) (f)大型橋梁總與兩岸連接線(引橋)相銜接。鑒于通航的要求，大型橋梁的橋面高遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩岸的地面標(biāo)高。因此，主橋面兩

10、端的引橋常長達(dá)數(shù)百米或數(shù)公里。從主橋和引橋放樣的一體化考慮，以上網(wǎng)形不滿足于施工控制的需求，擬應(yīng)在橋軸線兩端延長線上選兩點構(gòu)成圖f所示網(wǎng)形。該控制網(wǎng)基本滿足工程施工放樣的需要，而且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，點位精度均勻，可靠性大，便于放樣墩臺中心及橋梁上部構(gòu)件，有利于提高控制點精度和放樣精度，也能對所達(dá)到的橋軸線橫向精度作出切合實際的評定。6.1橋梁施工控制網(wǎng)布設(shè)的一般方法橋梁施工的主要任務(wù)之一就是正確測設(shè)出橋墩、橋臺的位置，而橋軸線長度又是設(shè)計與測設(shè)墩臺位置的依據(jù)，因此，保證橋軸線測量的必要精度，有著極為重要的意義。 在干涸、淺水河道上，可以沿橋軸線直接丈量距離來確定橋墩、臺中心的位置。只需要保證相鄰橋墩

11、、臺的距離滿足設(shè)計梁架的要求即可，橋軸線總長度的精度并不是決定性的因素。在深水河道上，兩橋臺間的距離無法直接丈量，橋梁墩、臺中心的位置需用交會法進(jìn)行測設(shè)。橋軸線長度的誤差就直接影響橋墩、臺的定位精度。為了便于橋梁的架設(shè)，根據(jù)每座橋梁設(shè)計的具體情況，應(yīng)在測量以前予估橋軸線的需要精度，以便合理地擬定測量方法和規(guī)定各項測量的限差。施工階段測定橋軸線的長度，其精度要求比勘測階段高，相應(yīng)的測量方法也有差異。通常采用的方法有：全站儀法、三角網(wǎng)法、邊角網(wǎng)法、丈量法等。隨著測量儀器的發(fā)展，全站儀法、邊角網(wǎng)法已經(jīng)成為主要的方法。在橋梁邊角網(wǎng)中，不一定觀測所有的角度( 或方向) 及邊長?？梢栽跍y角網(wǎng)的基礎(chǔ)上按需要

12、加測若干條邊長；或者在測邊網(wǎng)的基礎(chǔ)上加測若干個角度(或方向)。為了充分發(fā)揮測角有利于控制方向(或角度)誤差即橫向誤差；測邊有利于控制尺度誤差即縱向誤差的優(yōu)點，大多數(shù)橋梁控制網(wǎng)都宜采用邊角網(wǎng)法進(jìn)行平面控制。6.2 橋梁施工控制網(wǎng)布設(shè)的特殊要求橋梁控制網(wǎng)布網(wǎng)時除了考慮有利的網(wǎng)形以及一般工程控制網(wǎng)的基本要求以外，還需注意以下幾點：( 1) 為了使控制網(wǎng)與橋軸線聯(lián)系起來，應(yīng)在河流兩岸的橋軸線上各設(shè)立一個控制點，即將橋軸線作為控制網(wǎng)的一條邊，控制點與橋臺設(shè)計位置不應(yīng)太遠(yuǎn)，以方便橋墩臺的測設(shè)及保證兩橋墩臺間距離的精度要求。同時，測設(shè)橋墩臺時，盡量在橋軸線上的控制點上安置儀器進(jìn)行測量，以減少垂直予橋軸線方向

13、的誤差。( 2) 橋梁三角網(wǎng)的邊長與河寬有關(guān)，一般在0.51.5倍河寬范圍內(nèi)變動。由于三角網(wǎng)邊長較短，一般直接丈量三角網(wǎng)的邊長作為基線。為了提高三角網(wǎng)韻精度，使其有較多的檢核條件，通常丈量兩條基線，兩岸各設(shè)一條。如因地形限制也可將兩條基線布設(shè)在同一岸上，基線長度一般約等于兩橋臺間距離(或河寬)的0.7倍。另外，當(dāng)?shù)匦螚l件許可時，應(yīng)使基線長度為基線尺長的整數(shù)倍，這樣可以避免用短尺丈量余長。此外，宜在基線上多設(shè)幾個節(jié)點，埋設(shè)標(biāo)石，便于交會近岸橋墩。以上為用因瓦基線尺丈量基線的情況。如果采用電子全站儀測量，基線的布置就非常靈活。( 3) 根據(jù)橋軸線的不同精度要求，確定控制網(wǎng)的測邊、測角精度，并進(jìn)而確

14、定選用合適精度的測量儀器、測回數(shù)及讀數(shù)精度。( 4) 對三角網(wǎng)而言，由于平差計算時只改正角度而不改正基線，即基線的誤差與角度的誤差相比可以忽略不計。所以為了保證橋軸線有足夠的精度，基線的精度要比軸線的精度高出23倍。對邊角網(wǎng)和測邊網(wǎng)而言，由于測定的邊長不受角度影響而產(chǎn)生誤差積累，測邊的精度要求不象基線要求的那么高，只要相當(dāng)于橋軸線的精度即可。( 5) 在大型橋梁建設(shè)中，由于工期較長，為了保證在施工過程中尺長標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，一般都應(yīng)在施工現(xiàn)場建立比尺長，以便于及時對測距工具進(jìn)行檢查核準(zhǔn)。( 6) 布網(wǎng)時應(yīng)對橋軸線精度、墩臺測設(shè)、圖形強(qiáng)度、點位保存、施工方便等因素進(jìn)行綜合分析考慮。施工時，由于考慮不周

15、或其他原因，控制點位不能滿足測設(shè)要求，而不得不對控制網(wǎng)進(jìn)行加密的情況，在橋梁工程建設(shè)中也時有發(fā)生。因此，在橋梁控制網(wǎng)布網(wǎng)時，必須充分考慮這些特殊要求。6.3 橋梁施工控制網(wǎng)布設(shè)方法的分析與選擇目前大型橋梁施工控制網(wǎng)的建立方法主要有兩種：一種是傳統(tǒng)的三角網(wǎng)的方法，另一種是利用GPS技術(shù)建立。這兩種方法在許多大型工程項目中都得到了成功的應(yīng)用，但各有特色。傳統(tǒng)的三角網(wǎng)建網(wǎng)方法有許多優(yōu)越性，如：觀測量直觀可靠，數(shù)據(jù)處理方法簡單，有一整套成熟的建網(wǎng)技術(shù)和觀測程序，測量精度比較容易控制，工程經(jīng)驗也較多等等。但該方法作業(yè)速度比較慢、測量的周期相對較長，人力物力的投入也比較大，在觀測上受氣象條件影響較大，在成

16、果質(zhì)量上受人的因素影響較大。所以人員因素和工作效率就成為傳統(tǒng)三角網(wǎng)的致命弱點，尤其在當(dāng)前的市場經(jīng)濟(jì)條件下，工程項目周期都比較緊張，留給測量作業(yè)的時間更是少之又少，外業(yè)測量時間相當(dāng)緊迫，并且大型橋梁施工控制網(wǎng)都是長距離跨江或跨河，對氣象條件要求較高，每天可觀測的時間又有限，因此客觀上在精度能夠滿足需要的情況下應(yīng)該盡量避免使用該方法。利用GPS技術(shù)建立控制網(wǎng)，恰恰彌補(bǔ)了常規(guī)傳統(tǒng)三角網(wǎng)方法建網(wǎng)的不足，在減輕勞動強(qiáng)度、優(yōu)化設(shè)計控制網(wǎng)的幾何圖形以及降低觀測中氣象條件的要求等方面具有明顯的優(yōu)勢，并且可以在較短時間內(nèi)以較少人力消耗來完成外業(yè)觀測工作，觀測基本上不受天氣條件的限制，內(nèi)、外業(yè)緊密結(jié)合，可以迅速提

17、交測量成果。但是并不是所有橋梁工程都可以采用GPS技術(shù)建立測量控制網(wǎng)，比如在衛(wèi)星接受信號較弱的工程或?qū)刂凭W(wǎng)點位精度有特殊要求的工程就難以采用。7.橋梁施工控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計7.1對橋梁施工平面控制網(wǎng)的基本要求是:1、精確性；2、可靠性；3、經(jīng)濟(jì)性；4、可檢測性。根據(jù)這些基本要求, 通常把施工平面控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計分成四類設(shè)計, 稱為零, 一、二、三類設(shè)計。四類設(shè)計是根據(jù)參數(shù)法平差原理, 以哪些作為已知參數(shù), 以哪些作為未知參數(shù)來劃分的。參數(shù)法平差的數(shù)學(xué)模型為v=AX+L ; PLL=QLL-1=DLL-1m02ATPLLAX+ATPLLL=0 ; X=-(ATPLLA)-1ATPLLL=QxxA

18、TPLLLDxx=m02Qxx=m02(ATPLLA)-1上式中與精度估算有關(guān)的參數(shù)為A、PLL(或QLL)、Qxx（或Dxx）,A 為圖形矩陣, 決定于設(shè)計網(wǎng)形。PLL為觀測值的權(quán)矩陣, 決定于觀測綱要。Qxx為未知數(shù)的協(xié)因數(shù)陣, 如果把Qxx作為已知參數(shù), 則Qxx（或Dxx）稱為準(zhǔn)則矩陣Cxx, 即控制網(wǎng)所預(yù)定的全面的精度要求, 一般情況下對控制網(wǎng)的精度要求僅限于準(zhǔn)則矩陣中的主要元素, 稱為純量精度標(biāo)準(zhǔn), 這些標(biāo)準(zhǔn)有:A標(biāo)準(zhǔn)-以Qxx的跡為最小:D標(biāo)準(zhǔn)一以Qxx的行列式值為最?。籈標(biāo)準(zhǔn)一以Qxx的最大特征值max為最小。設(shè)計階段的劃分見表1. 表1工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的分類字典分 類固定參

19、數(shù)待定參數(shù)含 義零類設(shè)計（ZOD）A,PQxx基準(zhǔn)設(shè)計一類設(shè)計（FOD）P,QxxA圖形設(shè)計二類設(shè)計（SOD）A,QxxP觀測精度設(shè)計三類設(shè)計（THOD）Qxx，部分A和P部分A和P已有網(wǎng)的改進(jìn)表中Qxx為高斯馬爾可夫模型（L,Ax，02p-1）中坐標(biāo)向量的協(xié)因數(shù)陣零類設(shè)計（ZOD）為基準(zhǔn)設(shè)計，是在網(wǎng)形與觀測精度一定的情況下，坐標(biāo)系和基準(zhǔn)（已知點、已知方位角）的選取和確定問題。坐標(biāo)向量協(xié)因數(shù)陣與網(wǎng)的基準(zhǔn)有關(guān)。7.2工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計的任務(wù)網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計是一個迭代求解過程，它包括以下內(nèi)容：（1）提出設(shè)計任務(wù)；（2）制定設(shè)計方案；（3）進(jìn)行方案評價；（4）進(jìn)行方案優(yōu)化。設(shè)計任務(wù)由測量人員與應(yīng)用單位

20、共同擬訂。通常是后者提出要求，測量人員將這些要求具體化。每一個優(yōu)化任務(wù)指標(biāo)都必須表示為數(shù)值上的要求。例如對于控制大面積的測圖控制網(wǎng)，需提出單位面積上應(yīng)布設(shè)的控制點點數(shù)和最弱點，最弱邊的精度；而對于施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)，通常要求在某些方向上具有較高的精度，而點的分布則需根據(jù)工程要求和地質(zhì)、通視等條件來考慮。設(shè)計方案包括網(wǎng)的圖形和觀測方案，觀測方案系指每個點上所有可能的觀測，它是通過室內(nèi)設(shè)計和野外踏勘制定的，制定時需要考慮參加的人員、使用的儀器以及測量的時間，需做經(jīng)濟(jì)核算，總經(jīng)費不能超過與業(yè)主單位所達(dá)成的總經(jīng)費。網(wǎng)的方案評價按精度和可靠性準(zhǔn)則進(jìn)行，還應(yīng)考慮費用和靈敏度。對于經(jīng)費較高的網(wǎng)應(yīng)從多方面

21、進(jìn)行評價。方案優(yōu)化主要是對網(wǎng)的設(shè)計進(jìn)行修改，以期得到一個接近理想的優(yōu)化7.3橋梁施工控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與處理。以三環(huán)路跨河大橋通過在橋梁上布設(shè)控制網(wǎng)，采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的處理，來對控制網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。對數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)處理采用了相應(yīng)的軟件控制網(wǎng)優(yōu)化與平差。7.4優(yōu)化設(shè)計軟件的介紹及處理的過程本次數(shù)據(jù)處理采用的是控制測量優(yōu)化設(shè)計與平差2.13版,該軟件可根據(jù)控制網(wǎng)的觀測精度及網(wǎng)形，全面評定網(wǎng)的精度。本軟件有以下功能和特點：優(yōu)化設(shè)計：根據(jù)控制網(wǎng)的觀測精度與網(wǎng)形，全面評定網(wǎng)的精度。除了采用直接輸入模擬數(shù)據(jù)的方式外，可在本軟件或CAD圖形中設(shè)計控制網(wǎng)，讀入程序后不需輸入其他任何模擬數(shù)據(jù)即可全面評定

22、網(wǎng)的精度。概算：自動完成各方向的曲率改正及邊長的高程歸化與投影改化。平差計算：采用全表格化地輸入，數(shù)據(jù)與圖形同步更新。合理的設(shè)計使得數(shù)據(jù)輸入十分簡單直觀。而且除了輸入起算數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)，不需輸入任何額外的數(shù)據(jù)或遵循任何特定之規(guī)則。成果形式：除了提供默認(rèn)的成果表格形式外，還支持用戶自定義表格樣式，適應(yīng)不同的需要。成果的打印與輸出：除了軟件本身直接支持顯示、打印外，表格還可輸出到WORD,控制網(wǎng)圖及展開圖可輸出到AutoCAD或其他成圖系統(tǒng)。實時幫助：在任何時候都會提示當(dāng)前的操作方法，并對當(dāng)前所輸入的數(shù)據(jù)提供詳細(xì)的錯誤報告。使數(shù)據(jù)輸入得心應(yīng)手。輔助計算：高斯投影正反算、坐標(biāo)換算、方向與邊長該化、平

23、差坐標(biāo)正反算、各種交會、面積計算等。支持保持、打印、輸出到WORD。8.橋軸線必要精度：橋梁施工中對測量放樣精度要求主要體現(xiàn)在相鄰橋墩的相對精度要求。目前橋墩放樣通常采用全站儀在施工控制點上采用極坐標(biāo)法直接放出位置，規(guī)范要求的橋墩位置允許偏差值可作為橋梁控制網(wǎng)設(shè)計精度確定的基礎(chǔ)。橋梁施工測量，控制點點位精度必須達(dá)到或超過放樣所需的精度。由于控制點離墩臺位置較遠(yuǎn)（特別是水中墩），放樣又在有施工干擾時進(jìn)行，不大可能增加測量次數(shù)來提高精度。因此，控制點誤差對放樣所引起的誤差來說，應(yīng)小到可以忽略不計的程度。根據(jù)“使控制點誤差對放樣點位不發(fā)生顯著影響”的原則，即要求控制點誤差影響僅占總誤差的十分之一。就

24、此對控制網(wǎng)的點位精度分析如下：設(shè)M為放樣后所得的點位總誤差； m1為控制點誤差所引起的點位誤差； m2為放樣過程中所產(chǎn)生的點位誤差；則M=將上式展開為級數(shù)，并略去高次項，得 使控制點本身誤差影響僅占總誤差的10%，上式括號中第二項應(yīng)為0.1，即可得出：m12=0.2m22兩式聯(lián)立求解，即得：m1=0.4M由以上公式可知，當(dāng)控制點所引起的誤差為總誤差的0.4倍時它使放樣點的總誤差僅增加10%，這一影響可忽略不計。因此在確定了所需放樣點的的總誤差后，就可以用(4)式來確定所需施工控制網(wǎng)的精度。由此可見，當(dāng)控制點誤差所引起的放樣誤差為總誤差的0.4倍時，則控制點誤差對放樣點位不發(fā)生顯著影響（僅使總誤

25、差增加1/10）。同理可求知：m2=0.4M。由以上公式可知，當(dāng)控制點所引起的誤差為總誤差的0.4倍時它使放樣點的總誤差僅增加10%，這一影響可忽略不計。因此在確定了所需放樣點的的總誤差后，就可以用(4)式來確定所需施工控制網(wǎng)的精度?，F(xiàn)在，我們以規(guī)范規(guī)定的橋墩中心誤差為20mm作為確定施工控制網(wǎng)的精度。根據(jù)(4)式有：M1 0.4M = 0.4×20mm = 8mm按此計算，對于1400米長的橋梁，三角網(wǎng)沿橋梁軸線方向的基線精度為8mm / 1400m = 1 / 175000。m20.9M=±18mm。當(dāng)然，確定橋梁施工控制網(wǎng)的精度還很多，比如按拼裝誤差來確定。為安全起見

26、，可通過對比取其中精度較高的一種作為控制網(wǎng)的精度要求。在鋼梁架設(shè)過程中，它的最后長度誤差來源于桿件加工裝配時的誤差和安裝支座的誤差。 鋼桁梁節(jié)間長度制造容許誤差為±2mm；兩節(jié)間拼裝孔距誤差為±0.5mm；每一節(jié)間的制造和拼裝誤差為 （一般取2 mm） 對n節(jié)間拼裝的一跨或一聯(lián)桁式鋼梁，長度誤差包括拼裝誤差 DL和支座安裝容許誤差 d（7mm） 。本橋由7個節(jié)間拼裝的桁式鋼梁構(gòu)成一跨或一聯(lián)。長度拼裝誤差L=±nl2每跨（聯(lián)）鋼梁安裝后的容許誤差為：長度拼裝誤差按規(guī)范取為:±L/5000設(shè)有20跨，則全長極限誤差為：D=±Nd=±20&

27、#215;8.77=±39.22mm 取1/2極限誤差為中誤差，則全橋軸線長的相對中誤差為：mDD=D2D=0.039222×1422=172514則全橋軸線長的相對中誤差為：1 / 175000。在布設(shè)控制網(wǎng)時應(yīng)對起算點復(fù)測，以檢查起算點的精度是否滿足要求。有兩種情形：1.滿足精度要求：在此情形下只需在起算點間加密。2.不滿足精度要求：則只能布置自由網(wǎng)，只使用一個起算點的坐標(biāo)和兩起算點確定的方向。9.首級平面控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計9.1首級控制網(wǎng)布設(shè)方案一在AUTOCAD中設(shè)計網(wǎng)型，為邊角網(wǎng)。兩個已知控制點：A、B，及6個未知控制點：01,02,03,04,05,06。把AUTO

28、CAD所編輯控制網(wǎng)在控制測量優(yōu)化設(shè)計與平差2.13版軟件中打開：單擊“計算方案”由于全站儀萊卡TC1500及TC802的標(biāo)稱精度為：角±2.0、測±（2mm+2ppm×D）。所以在設(shè)置計算方案的對話框中的測角中誤差應(yīng)設(shè)為2；測距定權(quán)公式中A=2，B=2。經(jīng)過加站計算可得到相關(guān)優(yōu)化數(shù)據(jù)，單擊“網(wǎng)形與精度統(tǒng)計”可得到網(wǎng)形與精度統(tǒng)計表，其他的優(yōu)化數(shù)據(jù)同理可得。網(wǎng)形及精度統(tǒng)計表項目單位數(shù)據(jù)備注平面已知點數(shù)個2平面未知點數(shù)個6方向觀測設(shè)站數(shù)站6方向觀測總數(shù)個15邊長觀測數(shù)條13最大邊長m1374.608B06最小邊長m252.7270301驗后平面單位權(quán)中誤差驗后測角中誤差

29、"最大平面點位中誤差mm5.00點名：06最大平面相鄰點間誤差mm5.140201最大方位角誤差"1.82A05最大邊長誤差mm3.91B06最大邊長比例誤差1/1230190301高程已知點數(shù)個0高程未知點數(shù)個0高差觀測數(shù)段0驗后高程單位權(quán)中誤差mm最大高程中誤差mm最大高程相鄰點間誤差mm優(yōu)化設(shè)計模擬數(shù)據(jù)精度表測站照準(zhǔn)點方位角中誤差(")邊長中誤差(mm)邊長相對中誤差B010.742.551/ 33萬B030.812.671/ 27萬B060.473.911/ 35萬03B0.812.671/ 27萬03011.632.051/ 12萬03041.012.4

30、31/ 24萬04A0.693.241/ 29萬04011.392.231/ 18萬A021.362.401/ 23萬A051.822.411/ 18萬02010.703.301/ 35萬02051.372.021/ 16萬02061.422.161/ 16萬06051.072.341/ 26萬06B0.473.911/ 35萬優(yōu)化設(shè)計模擬控制點成果表點名坐標(biāo)高程( m )備注X( m )Y( m )A590257.9933713500.006B591184.6193712229.42001591163.1703713075.44502590009.2283713016.44203591364

31、.0293712922.06104591200.6283713479.75005589866.3633713312.71906589892.7763712699.193點位誤差點名坐標(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)013.052.563.983.062.55 5 21022.993.114.313.732.16132 47032.782.713.882.842.65147 11043.233.164.523.353.04141 06052.863.524.533.852.40121 17063.483.585.004.162

32、.76132 51點間誤差起點名終點名縱橫向誤差誤差橢圓參數(shù)高程點間誤差(mm)縱向(mm)橫向(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F(度 分)B012.553.063.983.062.55 5 21B032.672.823.882.842.65147 11B063.913.105.004.162.76132 5103012.052.002.872.071.98170 1803042.432.863.752.862.42 9 5904A3.243.164.523.353.04141 0604012.232.743.532.782.17157 42A022.403.594.313.732.16

33、132 47A052.413.844.533.852.40121 1702013.303.955.144.143.06119 1702052.022.182.982.182.02 28 4702062.162.333.182.342.16148 4906052.343.183.953.182.34178 44控制網(wǎng)圖數(shù)據(jù)分析：由控制網(wǎng)的圖形可知，0102為橋軸線。由優(yōu)化設(shè)計模擬數(shù)據(jù)精度表可知測站照準(zhǔn)點方位角中誤差(")邊長中誤差(mm)邊長相對中誤差01020.703.301/ 35萬橋軸線邊長相對中誤差為：1/35萬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于容許的全橋軸線長的相對中誤差：1 / 175000，最大平

34、面點位（06點）中誤差為5.00mm小于控制點誤差所引起的容許點位誤差8mm。在滿足精度要求的情況下可進(jìn)行一類設(shè)計（FOD圖形設(shè)計），是在觀測精度和坐標(biāo)向量協(xié)因數(shù)陣一定的情況下，調(diào)整網(wǎng)點的位置-方案二；及二類設(shè)計（SOD）為觀測精度設(shè)計，是在網(wǎng)形與坐標(biāo)向量協(xié)因數(shù)陣一定的情況下，改變觀測精度-方案三。9.2首級控制網(wǎng)布設(shè)方案二方案二是在在測站數(shù)，量邊精度不變的條件下改變未知點的位置。同理點擊“計算”可得首級控制網(wǎng)的優(yōu)化數(shù)據(jù)。網(wǎng)形及精度統(tǒng)計表項目單位數(shù)據(jù)備注平面已知點數(shù)個2平面未知點數(shù)個6方向觀測設(shè)站數(shù)站6方向觀測總數(shù)個17邊長觀測數(shù)條17最大邊長m1447.1820106最小邊長m247.022

35、0301驗后平面單位權(quán)中誤差驗后測角中誤差"最大平面點位中誤差mm4.65點名：06最大平面相鄰點間誤差mm5.370106最大方位角誤差"2.110301最大邊長誤差mm3.46B06最大邊長比例誤差1/1087420301高程已知點數(shù)個0高程未知點數(shù)個0高差觀測數(shù)段0驗后高程單位權(quán)中誤差mm最大高程中誤差mm最大高程相鄰點間誤差mm優(yōu)化設(shè)計模擬數(shù)據(jù)精度表測站照準(zhǔn)點方位角中誤差(")邊長中誤差(mm)邊長相對中誤差B060.453.461/ 41萬B010.582.541/ 33萬B030.703.031/ 28萬B020.332.551/ 55萬03012.1

36、12.271/ 11萬03041.522.301/ 20萬01020.652.431/ 47萬01060.642.971/ 49萬01041.232.081/ 19萬01A0.542.311/ 43萬A040.662.611/ 36萬A020.952.331/ 23萬A051.122.711/ 21萬05021.882.181/ 14萬05061.262.511/ 26萬02061.242.251/ 22萬02040.682.611/ 49萬點位誤差點名坐標(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)012.382.553.492.612

37、.31 62 45042.613.044.003.052.60 96 50033.042.904.203.212.70 37 05022.292.543.422.652.18118 49052.833.014.133.122.71121 43063.303.284.653.642.90136 03控制網(wǎng)圖數(shù)據(jù)分析：由首級控制網(wǎng)的圖形可知，0102為橋軸線。由優(yōu)化設(shè)計模擬數(shù)據(jù)精度表可知測站照準(zhǔn)點方位角中誤差(")邊長中誤差(mm)邊長相對中誤差01020.652.431/ 47萬橋軸線邊長相對中誤差為：1/47萬小于容許的全橋軸線長的相對中誤差：1 / 175000，最大平面點位（06

38、點）中誤差為4.65mm小于控制點誤差所引起的容許點位誤差8mm。9.3首級控制網(wǎng)布設(shè)方案三方案三在方案一的基礎(chǔ)上，減少了測站點05，及06-05,A-05，02-05方向，使工作量減少。網(wǎng)形及精度統(tǒng)計表項目單位數(shù)據(jù)備注平面已知點數(shù)個2平面未知點數(shù)個5方向觀測設(shè)站數(shù)站5方向觀測總數(shù)個14邊長觀測數(shù)條14最大邊長m1447.1820106最小邊長m247.0220301驗后平面單位權(quán)中誤差驗后測角中誤差"最大平面點位中誤差mm5.18點名：06最大平面相鄰點間誤差mm5.800106最大方位角誤差"2.120301最大邊長誤差mm3.53B06最大邊長比例誤差1/108737

39、0301高程已知點數(shù)個0高程未知點數(shù)個0高差觀測數(shù)段0驗后高程單位權(quán)中誤差mm最大高程中誤差mm最大高程相鄰點間誤差mm優(yōu)化設(shè)計模擬數(shù)據(jù)精度表測站照準(zhǔn)點方位角中誤差(")邊長中誤差(mm)邊長相對中誤差B060.553.531/ 40萬B010.592.561/ 33萬B030.713.041/ 28萬B020.382.651/ 53萬03012.122.271/ 11萬03041.532.311/ 20萬01020.662.531/ 46萬01060.703.041/ 48萬01041.232.091/ 19萬01A0.542.351/ 43萬A040.672.691/ 35萬A0

40、21.002.651/ 21萬02061.402.711/ 18萬02040.682.691/ 48萬點位誤差點名坐標(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)012.432.573.532.642.35 58 55042.693.074.083.072.68 94 54033.082.904.233.242.72 35 11022.552.733.742.742.54104 46063.333.975.184.103.17113 14控制網(wǎng)圖數(shù)據(jù)分析：由首級控制網(wǎng)的圖形可知，0102為橋軸線。由優(yōu)化設(shè)計模擬數(shù)據(jù)精度表可知：首級控制網(wǎng)布

41、設(shè)方案三觀測數(shù)據(jù)方向觀測設(shè)站數(shù)站5方向觀測總數(shù)個14測站照準(zhǔn)點方位角中誤差(")邊長中誤差(mm)邊長相對中誤差01020.662.531/ 46萬橋軸線邊長相對中誤差為：1/46萬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于容許的全橋軸線長的相對中誤差：1 / 175000，最大平面點位（06點）中誤差為5.18mm小于控制點誤差所引起的容許點位誤差8mm。9.4小結(jié)：以上三種方案均滿足施工控制網(wǎng)的要求，其中方案1的精度最高，方案3的精度最低。方案1與方案2精度相差無幾均符合精度要求。根據(jù)費用準(zhǔn)則可選擇第二個方案，及滿足了橋梁施工控制網(wǎng)的精度要求，又減少了工作量，降低了費用。使用第1個方案，在首級控制網(wǎng)中進(jìn)行插點，布

42、設(shè)次級控制網(wǎng)。10.次級控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計為了滿足施工中放樣每個橋墩的需要，在首級網(wǎng)下需要加設(shè)一定數(shù)量的插點或插網(wǎng)，構(gòu)第二級控制。由于放樣橋墩的精度要求較高，故第二級控制網(wǎng)的精度應(yīng)不低于首級網(wǎng)次級控制網(wǎng)（插點或插網(wǎng)）可直接放樣橋墩，并布置在距橋墩較近的岸邊以便較好的交會圖形。10.1次級控制網(wǎng)布設(shè)方案一：在AUTOCAD中設(shè)計網(wǎng)型，為邊角網(wǎng)。六個已知控制點：A,B,01,04,02,06，六個已知控制點為首級控制網(wǎng)點。及八個未知控制點：G1，G2,G3,G4,G8,G5，G6 ，G7,G8.把AUTOCAD所編輯控制網(wǎng)在控制測量優(yōu)化設(shè)計與平差2.13版軟件中打開：由于放樣橋墩的精度要求較高，次級控

43、制網(wǎng)的精度應(yīng)不低于首級網(wǎng)。次級控制網(wǎng)測量時進(jìn)行兩測回，測角中誤差應(yīng)為22=1.41。單擊“計算方案”所以在設(shè)置計算方案的對話框中的測角中誤差應(yīng)設(shè)為1.41；測距定權(quán)公式中A=2，B=2。網(wǎng)形及精度統(tǒng)計表項目單位數(shù)據(jù)備注平面已知點數(shù)個6平面未知點數(shù)個8方向觀測設(shè)站數(shù)站14方向觀測總數(shù)個28邊長觀測數(shù)條12最大邊長m292.867G1G2最小邊長m85.31802G6驗后平面單位權(quán)中誤差驗后測角中誤差"最大平面點位中誤差mm2.40點名：G2最大平面相鄰點間誤差mm2.40G201最大方位角誤差"1.07G6G5最大邊長誤差mm2.10G1G2最大邊長比例誤差1/5702001

44、G3高程已知點數(shù)個0高程未知點數(shù)個0高差觀測數(shù)段0驗后高程單位權(quán)中誤差mm最大高程中誤差mm最大高程相鄰點間誤差mm優(yōu)化設(shè)計模擬數(shù)據(jù)精度表測站照準(zhǔn)點方位角中誤差(")邊長中誤差(mm)邊長相對中誤差B010.00BG10.812.091/ 13萬G1B0.812.091/ 13萬G1G20.662.101/ 14萬G2G10.662.101/ 14萬G2010.852.091/ 14萬01G20.852.091/ 14萬01G31.001.771/57020G3011.001.771/57020G3G40.771.851/82684G4G30.771.851/82684G4040.8

45、11.781/9121304G40.811.781/9121304010.00A020.00AG80.871.931/91727G8A0.871.931/91727G8G70.721.931/99013G7G80.721.931/99013G7021.001.921/9842402A0.0002G61.061.461/58430G6021.061.461/58430G6G51.071.701/63311G5G61.071.701/63311G5060.921.711/ 10萬06G50.921.711/ 10萬06020.00優(yōu)化設(shè)計模擬控制點成果表點名坐標(biāo)高程( m )備注X( m )Y(

46、m )A590257.9933713500.006B591184.6193712229.42001591163.1703713075.44502590009.2283713016.44204591200.6283713479.75006589892.7763712699.193G1591227.0283712506.535G2591237.4073712799.218G3591201.0813713168.705G4591227.0283713319.198G6589934.8633712974.620G7590043.8413713201.917G8590146.5923713362.789G5589917.2193712868.756點位誤差點名坐標(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)G11.112.092.362.091.10 84 23G21.182.092.402.101