施工控制網的建立ppt課件

1、施工控制網的建立施工控制網的建立內容提要內容提要1.1.工程控制網的分類和作用工程控制網的分類和作用2.2.控制網精度確定的普通方法控制網精度確定的普通方法3.3.施工控制網的設計施工控制網的設計4.4.典型工程施工控制網的布設典型工程施工控制網的布設主要內容： 工程建筑物的放樣程序及其要求，施工控制網的特點及其布設方法，施工控制網精度確定的方法，施工控制網機助優(yōu)化設計，橋梁施工三角網的建立及其必要精度確實定，水利樞紐施工控制網的布設及其精度確實定，工業(yè)企業(yè)廠區(qū)與廠房控制網的布設特點與建網方法。1.工程控制網的分類和作用工程控制網的分類和作用 丈量控制網由位于地面的一系列控制點構成，控制點的空

2、間位置是經過知點的坐標以及控制點之間的邊長、方向或高差等觀丈量確定的?？刂凭W布設的原那么1.分級布設、逐級控制2.應有足夠的精度3.應有足夠的密度4.應有一致的規(guī)格1.工程控制網的分類和作用工程控制網的分類和作用1.1 丈量控制網的分類丈量控制網的分類 全球控制網全球控制網 國家控制網國家控制網 工程控制網工程控制網1.2 工程控制網的分類、作用和建網步驟工程控制網的分類、作用和建網步驟一、一、 分類分類 按用途分：按用途分： 測圖控制網測圖控制網 施工丈量控制網施工丈量控制網 變形監(jiān)測網變形監(jiān)測網 安裝丈量控制網；安裝丈量控制網； 按網點性質分： 一維網或稱水準網、高程網 二維網或稱平面網

3、三維網 按網形分：按網形分： 三角網三角網 導線網導線網 混合網混合網 方格網方格網 按施測方法劃分：按施測方法劃分： 測角網測角網 測邊網測邊網 邊角網邊角網 GPS GPS網網 按坐標系和基準劃分：按坐標系和基準劃分： 附合網約束網附合網約束網 獨立網獨立網 經典自在網經典自在網 自在網自在網按其他規(guī)范劃分： 首級網 加密網 特殊網 公用網如隧道控制網、建筑方格網、橋梁控制網等 工程控制網的作用：工程控制網的作用： 為工程建立提供工程范圍內一致的參為工程建立提供工程范圍內一致的參考框架，為各項丈量任務提供位置基準，考框架，為各項丈量任務提供位置基準，滿足工程建立不同階段測繪在質量、進度滿足

4、工程建立不同階段測繪在質量、進度和費用等方面的要求，工程控制網也具有和費用等方面的要求，工程控制網也具有控制全局、提供基準和控制丈量誤差積累控制全局、提供基準和控制丈量誤差積累的作用。的作用。 1確定控制網的等級2確定布網方式3確定丈量儀器和操作規(guī)程4在圖上選點構網，到實地踏勘5埋設標石、標志6外業(yè)觀測7內業(yè)數據處置8提交成果工程控制網建網步驟：工程控制網建網步驟：1.3 測圖控制網 作用： 控制丈量誤差的累積， 保證圖上內容的精度均勻 相鄰圖幅正確拼接 大比例尺測圖所需的高程控制網，通常采用水準丈量的方法建立。水準丈量的等級分為二、三、四等，各等級的精度目的根本上與國家規(guī)范要求一致。用電磁波

5、測距三角高程可替代三、四等水準丈量。 留意1視野長度2掌握有利觀測時間進展豎角觀測；必需往返觀測豎直角，而且往返觀測的時間間隔應盡量短暫3各控制點的高程觀測應組成閉合環(huán)以添加平差條件4豎角觀測、儀器置平以及儀器和覘標高量測等作業(yè)都應嚴厲按規(guī)范進展。1.4 施工控制網 三角、邊角網 導線網 建筑方格網 GPS網 GPS網與地面網相結合的混合網 特點： 1) 控制的范圍較小，控制點的密度較 大，精度要求較高 2) 運用頻繁 3) 受施工干擾大 4) 控制網的坐標系與施工坐標系一致 5) 投影面與工程的平均高程面一致 6) 有時分兩級布網，次級網能夠比首級 網的精度高 施工高程控制網：通常也是分兩級

6、布設，即布滿整個施工場地的根本高程控制網與根據各施工階段放樣需求而布設的加密網。1.5 1.5 變形監(jiān)測網變形監(jiān)測網 要點：變形監(jiān)測網由參考點和目的點組成；變形監(jiān)測網的坐標系和基準的選取原那么；對變形監(jiān)測網應作同時顧及精度、可靠 性、靈敏度 以及費用進展監(jiān)測網的優(yōu)化 設計；對變形監(jiān)測網都要進展反復觀測。1.6 安裝丈量控制網安裝丈量控制網特點：特點： 通常是一種微型邊角網，邊長從通常是一種微型邊角網，邊長從 幾米至一百多米幾米至一百多米整個網由外形一樣、大小相等的整個網由外形一樣、大小相等的根本圖形組成根本圖形組成精度要求很高，其丈量精度有時精度要求很高，其丈量精度有時要到達計量要到達計量 級

7、級2.2.控制網精度確定的普通方法控制網精度確定的普通方法v工程建筑物的放樣是工程丈量的重要組成部分。它的目的是把圖紙上已設計好的各種工程建筑物、構筑物，按照設計的要求測設到相應的地面上，并設置各種標志，作為施工的根據，以銜接和指揮各工序的施工，保證建筑工程符合設計要求。v原有的測圖控制網在布點和施測精度方面主要思索滿足測繪大比例尺地形圖的需求，不能夠思索到未來建筑物的分布及施工放樣對點位的布設要求，由于，工業(yè)企業(yè)建筑物在施工之前都要在原有測圖控制網的根底上建立施工控制網。v工程建筑物放樣的程序，應遵守“由整體到部分的原那么。v工程建筑物主軸線放樣的精度要求，主要根據建筑物的性質、與已有建筑物

8、的關系以及建筑區(qū)的地形和地質情況來決議。v在施工階段，丈量任務的義務是直接為施工效力，丈量任務的精度主要表達在相鄰點位的相對位置上。v建筑物放樣時的精度要求，是根據建筑物開工時對于設計尺寸的允許偏向來確定的。建筑物開工時的實踐誤差是由施工誤差和丈量放樣誤差所引起的。v在確定了建筑物放樣的精度要求以后，就可以用它作為起算數據來推算施工控制網的必要精度。 設M為放樣后所得點位的總誤差，m1為控制點誤差所引起的誤差，m2為放樣過程中所產生的點位誤差，那么 設 那么有2212Mmm21mmk222211112Mmmkkl 假設令 時，可以為 ，l 那么有 即 。因此，在實l 際任務中通常把l 作為確定

9、控制網的點位精度。25%MmM2Mm210.052k10k 12211310mmm3.3.施工控制網的設計施工控制網的設計一、施工平面控制網的網形工程施工平面控制網是專門為工程施工放樣效力的，根據工程的特點，平面控制網普通有： 1導線網 2邊角網 3GPS網 4建筑方格網二、控制網建立的過程施工控制網的設計普通經過的過程：1確定控制網的等級2確定布網方式3確定丈量儀器和操作規(guī)程4在圖上選點構網，到實地踏勘5埋設標石、標志6外業(yè)觀測7內業(yè)數據處置8提交成果三、控制網優(yōu)化設計的質量規(guī)范 控制網的質量是控制網設計的中心和目的。用什么規(guī)范來衡量控制網的質量好壞，不僅取決于工程的質量和要求，而且取決于規(guī)

10、范制定的合理與否。這個規(guī)范就是控制網優(yōu)化設計的質量規(guī)范，又稱為質量目的或質量準那么。 根據對控制網的要求不同，普通有4個方面的質量目的： 精度，描畫誤差分布離散程度 可靠性，發(fā)現和抵抗模型誤差的才干 靈敏度，監(jiān)測網發(fā)現某一變形的才干 經濟，建網費用四、控制網優(yōu)化設計的分類l控制網優(yōu)化設計普通分為四類：l1零類設計基準問題l2一類設計圖形問題l3二類設計權比問題l4三類設計加密問題 又稱基準設計，固定參數是A，P待定參數是x，QX。意指在給定固形A和觀測精度(P)的情況下，為待定參數x選定最優(yōu)的參考基準使QX最小。我國已建成國家大地參考基準，這是各類測繪任務應共同享用的。對精細工程，有時建立本人

11、的參考基準，這可用丈量方法測出擬意參考系中的起始數據從而構成完好的參考基準。為判別網的未知量內精度QX ，可以采用秩虧自在網平差然后在不同基準之間進展類似變換，以選擇一個最優(yōu)的參考基準。零類設計 1.1.零類設計零類設計( (為控制網尋求一個最優(yōu)的基準或坐標系為控制網尋求一個最優(yōu)的基準或坐標系基準問題基準問題) )1 1工測網與國家或地方控制網有關，因此不存在此工測網與國家或地方控制網有關，因此不存在此問題。問題。如城鎮(zhèn)日常丈量的工程控制網、測圖控制網、地籍如城鎮(zhèn)日常丈量的工程控制網、測圖控制網、地籍丈量控制網等。丈量控制網等。2 2對網點有特殊要求的公用網工程實踐背景已確對網點有特殊要求的公

12、用網工程實踐背景已確定了參考系的選擇定了參考系的選擇如大壩施工控制網，可選擇壩軸線的兩端點為網的如大壩施工控制網，可選擇壩軸線的兩端點為網的參考基準；假設思索其它義務，可根據需求選擇其它參考基準；假設思索其它義務，可根據需求選擇其它的參考基準。的參考基準。3 3對網點沒有特殊要求，各點等同重要的控制網。對網點沒有特殊要求，各點等同重要的控制網。 又稱圖形設計，固定參數是P， QX 待定參數是A。意指給定觀測精度和平差后的點位精度規(guī)范，以確定最正確的圖形構造。由于工程丈量中場地條件限制，比如地形、交通、水系和建筑物等外界條件限制，控制點位置的選擇余地往往很小。所以，實踐上一類優(yōu)化設計主要表達在選

13、擇最正確的觀測類型。一類設計 又稱觀測權設計，固定參數是A， QX ，待定參數是P。意即在滿足給定圖形A和平差后點位精度QX要求下，經過全網觀丈量的合理分配，使平差到達頂期的效果，并使觀丈量最小或不超越一定范圍。由于觀測類型的增多，所以二類設計還存在確定各類觀丈量在網中的最正確位置和密度等的最正確組合。在特種精細工程丈量中，權的優(yōu)化設計是最常見的。二類設計)422(1001 IQX以以QX為精度設計準那么，由知數據可獲為精度設計準那么，由知數據可獲得誤差方程的系數矩陣設計矩陣得誤差方程的系數矩陣設計矩陣A為：為：3.二類設計觀測任務量的最正確匹配，或最適當的權分配權問題二類設計觀測任務量的最正

14、確匹配，或最適當的權分配權問題當網點確定后，處理網點之間采用什么樣的觀測和怎樣觀測，即知控制當網點確定后，處理網點之間采用什么樣的觀測和怎樣觀測，即知控制網的設計矩陣，如何確定觀測值的權陣。以下用例如闡明之。網的設計矩陣，如何確定觀測值的權陣。以下用例如闡明之。如圖，用間隔交會法確定如圖，用間隔交會法確定4點。交會邊點。交會邊S113.5km,S29.15km,S3=6.94km；方位角；方位角T127,T2126,T3225。要求。要求4點的點點的點位誤差橢圓為半徑等于位誤差橢圓為半徑等于1cm的圓，也就是其協(xié)因數陣的圓，也就是其協(xié)因數陣QX為為242式。式。)432(707. 0707.

15、0588. 0809. 0891. 0454. 0sincossincossincos332211TTTTTTA按設計要求有：按設計要求有：)442(1XTQPAAN)452(001000321pppP邊長權陣515. 0,974. 0,511. 0321ppp 又稱原網改良設計，取固定參數是QX ，待定參數是部分的A或P。它是在舊網的根底上，經過設計新點位，添加新觀測以及觀測值權的改動以到達全網點位精度QX的要求。三類設計六、控制網優(yōu)化設計方法網的優(yōu)化設計方法有兩種：解析法： 經過數學方程用最優(yōu)化方法求解。模擬法： 根據閱歷和準那么，經過計算比較、修正，得到最優(yōu)方案。n 一維問題無約束問題維

16、問題靜態(tài)問題最優(yōu)化問題線性規(guī)劃約束問題非線性規(guī)劃動態(tài)問題解析法優(yōu)化設計模擬法優(yōu)化設計1.模擬法優(yōu)化設計過程：模擬法優(yōu)化設計過程：設計網形、實地踏勘；設計網形、實地踏勘；定初始方案，模擬觀測值，網平差；定初始方案，模擬觀測值，網平差；觀測修正；觀測修正；再作模擬計算，反復進展，直到稱心。再作模擬計算，反復進展，直到稱心。人機交互方式進展。人機交互方式進展。2. 基于可靠性的模擬優(yōu)化設計法 要點和步驟：1網的初始方案應對一切能夠觀測的邊和 方向 進展全測，是一個“肥網或“密網。2觀測值之間的精度相差不要太大，邊角 間的精度應根本匹配。3觀測精度應選取儀器所能到達的最高精 度，使優(yōu)化時有降低的余地。

17、4模擬初始觀測方案，進展平差計算， 對精度、可靠性乃至靈敏度計算結 果進展分析：觀測精度能否合理， 能否需作調整，基于觀測值內部可 靠性目的按從“肥到“瘦，從“密到 “疏的戰(zhàn)略進展網的優(yōu)化設計。 GPS網也可看作是全邊角網，故模擬法優(yōu)化設計方法同樣可以用于GPS網?！艾F代丈量控制網數據處置通用軟件包 CODAPS生成正態(tài)規(guī)范隨機數；人工生成一個觀測方案文件：網名FA2，自動生成平差所需的觀測值文件：網名IN2平差計算：根據精度和可靠性目的得到優(yōu)化設計方案。4.4.典型工程施工控制網的布設典型工程施工控制網的布設l施工控制網分為高程和平面控制網。l高程控制網為用各種等級的水準丈量測定施工場地上的

18、一系列水準點和其他高程控制點的高程，其密度要求安放一站水準儀即能測設所需求放樣點的高程。l平面控制網的布置方式隨工程建筑物的種類不同而不同。一、橋梁施工控制網的布設一首級控制網丈量 為了確保大橋首級平面和高程控制網的正確與可靠，及時、有效地為施工放樣及后期變形監(jiān)測打好根底。 1.大型特大型橋梁首級平面控制網在最初建立和后續(xù)復測中，均采用GPS靜態(tài)丈量技術進展測定；在一些中小型橋梁可以采用GPS靜態(tài)定位丈量技術進展測定，也可以采用以GPS靜態(tài)丈量為主，全站儀丈量為輔的方法。 2.在丈量時要有效聯測國家控制網，可以用測區(qū)內的國家三角點作為全網的起算點。對于大型或特大型橋梁丈量時，應該思索到投影帶能

19、夠帶來的誤差和平面坐標系的轉換，建立一致的坐標系統(tǒng)。 3.控制網點位精度普通為5-1mm,高程精度GPS大地高8mm，水準丈量精度為三四等水準精度。對于特大跨海域橋梁無法實施水準丈量的可利用高程精度GPS大地高和當地重力丈量的資料，擬合確定似大地水準面模型，從而利用大地高和高程異常求的正常高，也就是水準高程。l 同步環(huán)simultaneous observation loop是指在用全球定位系統(tǒng)GPS進展丈量中,由3臺或3臺以上接納機，同時對同一組衛(wèi)星進展觀測同步觀測)所獲得的基線向量所構成的閉合多邊形。l 異步環(huán)non-simultaneous observation loop是在用全球定位

20、系統(tǒng)(GPS)進展丈量中，由數條GPS獨立邊構成的閉合多邊形。在GPS網中，必需保證有足夠數量的異步環(huán)，才干確保觀測成果的可靠性和有效地發(fā)現觀測值中存在的粗差。 二加密控制網丈量 根據施工的進程，在建造好的橋墩上，布設加密點，其間距約1Km。利用首級控制網的成果作為知點，采用GPS丈量手段用10臺雙頻接納機同時丈量，按照GPS丈量三等精度要求，完成全線的控制網加密?；蛘吒呔热緝x也可以實施加密控制丈量。二、隧道施工控制網的布設 隧道施工控制網分為地面網和洞內網。一隧道地面控制網 長隧道普通可近似作為直線型處置。 洞外采用GPS平面控制網，在進、出口線路中線上布設進、出口點，進、出口再布設3個

21、定向點，進、出口與相應定向點之間應通視。 洞外采用GPS平面控制網二隧道洞內控制網 鑒于隧道洞內狹長，地下工程導線布設方式遭到限制，在洞外GPS平面控制網的根底上，布設洞內導線。多布設為多種多樣的支導線。 洞內導線的設計可分由復測支導線、菱形導線、四邊形導線、大地四邊形構成的全導線網、交叉雙導線網和跳點導線多種方式。 洞內導線的設計四種洞內導線的設計的精度比較 洞內導線的設計三、水利樞紐施工控制網的布設l 布設備工控制網時要參照設計總平面圖一致思索。大壩軸線是主軸線，軸線要設法包括在控制網中，點位的選擇要思索土質良好，點位能長期保管，便于施工放樣的地方。 l 布網時，盡量顧及圖形強度。一次不能

22、布設的可以分級布置控制。首級控制網的網形要穩(wěn)定，可以稀疏些，但控制范圍要大些，然后在內插點，為施工放樣效力。一平面施工控制網 平面控制網建立的要求：控制網必需覆蓋建筑物施工范圍，能滿足建筑物的施工要求；控制點盡量避開施工的影響，且通視良好；便于在首級控制網的根底上加密低等級控制點，方便施工放樣；控制網點在被毀壞后，能方便恢復；保證控制點的精度能滿足要求。 在控制網的實測過程中嚴厲按章規(guī)程進展丈量任務，可以避開氣流不穩(wěn)定的時間段進展觀測，使成像明晰目的穩(wěn)定，采用儀器可以采用GPS靜態(tài)定位技或高精度全站儀，也可以老式光學經緯儀T3配合激光測距儀，觀測12個測回。二高程施工丈量 作為橋粱施工高程控制

23、的水準點 每岸至少應埋設三個永久性水準標石。同岸三個水準點中至少有兩個應埋設在施工范目以外，以免遭到損壞和暫時性建筑物所埋沒，另一個那么埋設在施工區(qū)內，便將高程直接傳送刊需求的地方。另外為將高程傳送到橋臺，應在橋臺附近埋設備工水準點。要求水準點點位穩(wěn)定，受施工干擾小，便于引測。觀測儀器可采用精細水準儀，比如徠卡NA2+GMP3，采用國家三等水準丈量的方法實測。某大型水利樞紐工程的施工控制網，為地面邊角網，全網共有27個點，其中知點數10個，未知點數17個，采用高精度全站儀觀測，多余觀測值總數達131，平均多余觀測值數為0.70，最大邊長為760m，最短邊僅有11.32m。四、工業(yè)廠區(qū)施工控制網的布設 對于工業(yè)建立來說。由于建立場地上工程建筑物比較多，施工的精度也不同。 在大型工業(yè)廠區(qū)建筑工程通常采用廠區(qū)控制網的方式有：建筑方格網、導線網和GPS網。 建筑方格網最大的優(yōu)點是：用直角坐標系放樣細布點，簡單靈敏，方便，不易出錯。 現代施工丈量方法靈敏，不再拘泥于建筑方格網法，導線網、邊角網、GPS網更顯靈敏運用，特別是用全站儀導線網放樣是現代測繪的常用儀器和方法。一施工控制網的建立一施工控制網的建立 1、坐標系統(tǒng)施工坐標系、坐標系統(tǒng)施工坐標系 是根據廠區(qū)總平面圖所確定的獨立坐是根據廠區(qū)總平面圖所確定的獨立坐標系統(tǒng)，其坐標軸的方向與建筑物標系