工程測(cè)量學(xué)課程設(shè)計(jì)

工程測(cè)量學(xué)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告大橋施工控制網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院： 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 2013-6-20、課程設(shè)計(jì)要求二、工程概述（一）項(xiàng)目概述如圖1所示，某地區(qū)大橋位于某條江上，橋梁全長(zhǎng)約1000m,橋面總寬18m,結(jié)構(gòu)形式為（30+5X40+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型梁組成圖1大橋位置圖二）已有資料1）橋址及周邊1：500地形圖；2） 橋兩岸有國(guó)家二等水準(zhǔn)點(diǎn)各兩個(gè)；3） 橋兩岸有國(guó)家三角測(cè)量控制點(diǎn)各兩個(gè)（可滿(mǎn)足橋梁控制及施工測(cè)量要求）。表1橋梁兩側(cè)控制點(diǎn)坐標(biāo)（單位：米）點(diǎn)號(hào)XYZ

19552.54489490.90730.11620469.54489735.91940.22619610.27886863.09935.27821281.80186679.39543.17819552.54489490.90730.11620469.54489735.91940.22619610.27886863.09935.27821281.80186679.39543.178三、工程設(shè)計(jì)依據(jù)與要求（1）設(shè)計(jì)依據(jù)國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范GB12897--2006國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范GB12898--2009工程測(cè)量規(guī)范GB50026--20071:5001:10001:2000地形圖數(shù)字化規(guī)范GB/T17160--2008國(guó)家三角測(cè)量規(guī)范GB/T17942—2000全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范GB/T18314—2009《DZS2自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀使用說(shuō)明書(shū)》（北京博飛）《LeicaTC1500用戶(hù)手冊(cè)》（瑞士徠卡）（2）等級(jí)、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(cè)量控制點(diǎn)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(zhǎng)，宜為主橋軸線長(zhǎng)度的0.5-1.5倍。（4）當(dāng)控制網(wǎng)跨越江河時(shí)，每岸不少于3點(diǎn)，其中軸線上每岸宜布設(shè)2點(diǎn)。表2平面控制測(cè)量等級(jí)等級(jí)公路路線控制測(cè)量橋梁橋位控制測(cè)量隧道洞外控制測(cè)量二等三角——>5000m特大橋>6000m特長(zhǎng)隧道三等三角、導(dǎo)線——2000?5000m特大橋4000?6000m特長(zhǎng)隧道四等三角、導(dǎo)線——1000?2000m特大橋2000?4000m特長(zhǎng)隧道一級(jí)小三角、導(dǎo)線高速公路、一級(jí)公路500?1000m特大橋1000?2000m中長(zhǎng)隧道二級(jí)小三角、導(dǎo)線二級(jí)及二級(jí)以下公路<500m大中橋<1000m隧道三級(jí)導(dǎo)線三級(jí)及三級(jí)以下公路————

表3橋梁施工控制網(wǎng)等級(jí)的選擇橋長(zhǎng)L(m)跨越的寬度l(m)平面控制網(wǎng)的等級(jí)高程控制網(wǎng)的等級(jí)L>5000l〉1000二等或三等二寺2000WLW5000500W1W500三等或四等三等500〈L〈2000200〈l〈500四等或一級(jí)四等LW5001W200一級(jí)四等或五等注：1L為橋的總長(zhǎng)2l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(cè)量的主要技術(shù)要求等級(jí)每千米高差中誤差(mm)路線長(zhǎng)度(km)水準(zhǔn)儀型號(hào)水準(zhǔn)尺觀測(cè)次數(shù)往返較差、附合或環(huán)線閉合差與已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)附合或環(huán)線平地(mm)山地(mm)等2—DS1因瓦往返各一次往返各一次4廠L等6W50DS1因瓦往返各一次往一次12VL4VnDS3雙面往返各一次四等10W16DS3雙面往返各一次往一次20廠L6Vn五等15—DS3雙面往返各一次往一次30廠L—注：1.成帶節(jié)點(diǎn)的水準(zhǔn)網(wǎng)時(shí)，節(jié)點(diǎn)之間或節(jié)點(diǎn)與已知點(diǎn)之間的路線長(zhǎng)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(zhǎng)度，km°n為測(cè)站數(shù)。表5主要測(cè)量?jī)x器表序號(hào)名稱(chēng)制造單位規(guī)格型號(hào)標(biāo)稱(chēng)精度單位數(shù)量1全站儀萊卡TC1500及TC802測(cè)角土2.0〃、測(cè)距(2mm+2ppmXD)o套13水準(zhǔn)儀蘇州DSZ2自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀往返1km誤差為1.5mm。臺(tái)1徠卡NA728自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀往返1km誤差為1.5mm。臺(tái)4銦鋼尺蘇州及徠卡2m把25塔尺南方測(cè)繪5m把27對(duì)講機(jī)MOTOROLAGP88s臺(tái)5及與全站儀配套的對(duì)點(diǎn)器、反射鏡。四、橋梁施工控制網(wǎng)的建立（一）控制網(wǎng)布設(shè)原則1、滿(mǎn)足施工放樣精度要求，控制點(diǎn)密度適當(dāng)，圖形結(jié)構(gòu)良好的施工控制網(wǎng)更是必不可少，而且施工控制網(wǎng)的布設(shè)形式和精度等級(jí)更直接影響橋墩放樣點(diǎn)位的精度，從而更構(gòu)成了橋梁建設(shè)成敗的一個(gè)關(guān)鍵因素。因此如何更科學(xué)地設(shè)計(jì)與布設(shè)一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又合理的橋梁施工控制網(wǎng)顯得極為重要。一般的中小型橋梁、高速公路互通、城市立交橋、高架橋和跨越山谷的高架橋等，通常采用一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)，或在四等導(dǎo)線控制下加密一級(jí)導(dǎo)線。通過(guò)在導(dǎo)線點(diǎn)的基礎(chǔ)上增設(shè)施工控制點(diǎn)，構(gòu)成簡(jiǎn)單的四邊形網(wǎng)，并加測(cè)四邊形兩對(duì)角線從而提高圖形強(qiáng)度，再按一級(jí)三角網(wǎng)施測(cè)要求測(cè)量平差后即可滿(mǎn)足施工放樣的需要。對(duì)于大型型橋梁，橋梁控制網(wǎng)的精度需要作具體分析，目前大型橋梁施工控制網(wǎng)建立方法主要有兩種，傳統(tǒng)的三角網(wǎng)和利用GPS技術(shù)建立的控制網(wǎng)法，這兩種方法各有特色。（1） 傳統(tǒng)的三角網(wǎng)布設(shè)方法：三角建網(wǎng)方法有很多優(yōu)越性，觀測(cè)量直觀可靠、數(shù)據(jù)處理方法簡(jiǎn)單、有一套成熟的建網(wǎng)技術(shù)和觀測(cè)程序、測(cè)量精度容易控制、工地經(jīng)驗(yàn)多等，但該方法作業(yè)作業(yè)速度慢，周期長(zhǎng)，人員因素和工作效率是傳統(tǒng)三角網(wǎng)的致命弱點(diǎn)。并且，大型橋梁跨河或跨江，對(duì)氣象的條件要求較高，因此客觀上在精度滿(mǎn)足需要的情況下應(yīng)該盡量避免使用該方法。（2） GPS網(wǎng)布設(shè)方法GPS網(wǎng)建立的勞動(dòng)強(qiáng)度低、優(yōu)化設(shè)計(jì)控制網(wǎng)的幾何圖形以及降低觀測(cè)中氣象條件的要求等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，并且可以在較短時(shí)間內(nèi)以較少的人力消耗來(lái)完成外爺觀測(cè)工作，基本上不受天氣條件限制，內(nèi)外業(yè)緊密結(jié)合，可以迅速提交測(cè)量成果。但是該方法受衛(wèi)星條件的和精度的限制，部分地方衛(wèi)星信號(hào)弱該方法就難以使用，并且，部分工程對(duì)精度有特殊要求，該方法不能滿(mǎn)足。橋梁施工2、控制網(wǎng)布設(shè)的特殊要求橋梁控制網(wǎng)布網(wǎng)時(shí)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(diǎn)：（1）為了使控制網(wǎng)與橋軸線聯(lián)系起來(lái)，應(yīng)在河流兩岸的橋軸線上各設(shè)立一個(gè)控制點(diǎn)，即將橋軸線作為控制網(wǎng)的一條邊，控制點(diǎn)與橋臺(tái)設(shè)計(jì)位置不應(yīng)太遠(yuǎn)，以方便橋墩臺(tái)的測(cè)設(shè)及保證兩橋墩臺(tái)間距離的精度要求。同時(shí)，測(cè)設(shè)橋墩臺(tái)時(shí)，盡量在橋軸線上的控制點(diǎn)上安置儀器進(jìn)行測(cè)量，以減少垂直予橋軸線方向的誤差。(2)橋梁三角網(wǎng)的邊長(zhǎng)與河寬有關(guān)，一般在0.5—1.5倍河寬范圍內(nèi)變動(dòng)。由于三角網(wǎng)邊長(zhǎng)較短，一般直接丈量三角網(wǎng)的邊長(zhǎng)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?jī)蓷l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(zhǎng)度一般約等于兩橋臺(tái)間距離(或河寬)的0.7倍。另外，當(dāng)?shù)匦螚l件許可時(shí)，應(yīng)使基線長(zhǎng)度為基線尺長(zhǎng)的整數(shù)倍，這樣可以避免用短尺丈量余長(zhǎng)。此外，宜在基線上多設(shè)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，埋設(shè)標(biāo)石，便于交會(huì)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(cè)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(cè)邊、測(cè)角精度，并進(jìn)而確定選用合適精度的測(cè)量?jī)x器、測(cè)回?cái)?shù)及讀數(shù)精度。(4)對(duì)三角網(wǎng)而言，由于平差計(jì)算時(shí)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(jì)。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2—3倍。對(duì)邊角網(wǎng)和測(cè)邊網(wǎng)而言，由于測(cè)定的邊長(zhǎng)不受角度影響而產(chǎn)生誤差積累，測(cè)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(zhǎng)，為了保證在施工過(guò)程中尺長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，一般都應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)建立比尺長(zhǎng)，以便于及時(shí)對(duì)測(cè)距工具進(jìn)行檢查核準(zhǔn)。(6)布網(wǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)橋軸線精度、墩臺(tái)測(cè)設(shè)、圖形強(qiáng)度、點(diǎn)位保存、施工方便等因素進(jìn)行綜合分析考慮。施工時(shí)，由于考慮不周或其他原因，控制點(diǎn)位不能滿(mǎn)足測(cè)設(shè)要求，而不得不對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行加密的情況，在橋梁工程建設(shè)中也時(shí)有發(fā)生。因此，在橋梁控制網(wǎng)布網(wǎng)時(shí)，必須充分考慮這些特殊要求。3、 工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類(lèi)對(duì)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(cè)性。4、工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的任務(wù)網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代求解過(guò)程，它包括以下內(nèi)容：(1)提出設(shè)計(jì)任務(wù)；(2)制定設(shè)計(jì)方案；(3)進(jìn)行方案評(píng)價(jià)；(4)進(jìn)行方案優(yōu)化。設(shè)計(jì)任務(wù)由測(cè)量人員與應(yīng)用單位共同擬訂。通常是后者提出要求，測(cè)量人員將這些要求具體化。每一個(gè)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(duì)于控制大面積的測(cè)圖控制網(wǎng)，需提出單位面積上應(yīng)布設(shè)的控制點(diǎn)點(diǎn)數(shù)和最弱點(diǎn)，最弱邊的精度；而對(duì)于施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，通常要求在某些方向上具有較高的精度，而點(diǎn)的分布則需根據(jù)工程要求和地質(zhì)、通視等條件來(lái)考慮。設(shè)計(jì)方案包括網(wǎng)的圖形和觀測(cè)方案，觀測(cè)方案系指每個(gè)點(diǎn)上所有可能的觀測(cè)，它是通過(guò)室內(nèi)設(shè)計(jì)和野外踏勘制定的，制定時(shí)需要考慮參加的人員、使用的儀器以及測(cè)量的時(shí)間，需做經(jīng)濟(jì)核算，總經(jīng)費(fèi)不能超過(guò)與業(yè)主單位所達(dá)成的總經(jīng)費(fèi)。網(wǎng)的方案評(píng)價(jià)按精度和可靠性準(zhǔn)則進(jìn)行，還應(yīng)考慮費(fèi)用和靈敏度。對(duì)于經(jīng)費(fèi)較高的網(wǎng)應(yīng)從多方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。方案優(yōu)化主要是對(duì)網(wǎng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，以期得到一個(gè)接近理想的優(yōu)化5、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(guò)在橋梁上布設(shè)控制網(wǎng)，采集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的處理，來(lái)對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)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。6、優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的介紹及處理的過(guò)程本次數(shù)據(jù)處理采用的是控制測(cè)量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)與平差2.13版,該軟件可根據(jù)控制網(wǎng)的觀測(cè)精度及網(wǎng)形，全面評(píng)定網(wǎng)的精度。本軟件有以下功能和特點(diǎn)：優(yōu)化設(shè)計(jì)：根據(jù)控制網(wǎng)的觀測(cè)精度與網(wǎng)形，全面評(píng)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(jì)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(píng)定網(wǎng)的精度。概算：自動(dòng)完成各方向的曲率改正及邊長(zhǎng)的高程歸化與投影改化。平差計(jì)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(jì)使得數(shù)據(jù)輸入十分簡(jiǎn)單直觀。而且除了輸入起算數(shù)據(jù)與觀測(cè)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(hù)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(kāi)圖可輸出到AutoCAD或其他成圖系統(tǒng)。實(shí)時(shí)幫助：在任何時(shí)候都會(huì)提示當(dāng)前的操作方法，并對(duì)當(dāng)前所輸入的數(shù)據(jù)提供詳細(xì)的錯(cuò)誤報(bào)告。使數(shù)據(jù)輸入得心應(yīng)手。輔助計(jì)算：高斯投影正反算、坐標(biāo)換算、方向與邊長(zhǎng)該化、平差坐標(biāo)正反算、各種交會(huì)、面積計(jì)算等。支持保持、打印、輸出到WORD。__7、橋梁平面控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì)1、橋梁施工平面控制網(wǎng)圖形常見(jiàn)的有如圖2：圖2常見(jiàn)橋梁施工平面控制網(wǎng)圖形由于此橋長(zhǎng)度為1