海洋测绘第9章 港口工程测量

1、9-1 港口工程港口工程 9-2 港口工程勘测设计的测量工作港口工程勘测设计的测量工作 9-3 港口工程施工控制的建立港口工程施工控制的建立 9-4 高桩板梁式码头施工测量高桩板梁式码头施工测量 9-5 重力式码头施工测量重力式码头施工测量 9-6 其他典型港口工程施工测量其他典型港口工程施工测量 9-7 港口工程建筑物的变形观测港口工程建筑物的变形观测 9-8 港口工程岸坡稳定性监测港口工程岸坡稳定性监测 第九章第九章 港口工程测量港口工程测量 一、港口工程一、港口工程 港口设施（码头、船坞、防波堤）的新建、改建、维港口设施（码头、船坞、防波堤）的新建、改建、维 护、修复等工程。护、修复等工

2、程。 9-1 港口工程港口工程 二、港口工程特点二、港口工程特点 1、海上作业：港口工程以海上作为工作现场。、海上作业：港口工程以海上作为工作现场。 2、使用工程船舶：打桩船、钻探船、挖泥船、测量船等。、使用工程船舶：打桩船、钻探船、挖泥船、测量船等。 3、预制装配化：混凝土结构物预制、现场装配。、预制装配化：混凝土结构物预制、现场装配。 4、有潜水作业、有潜水作业 5、受波浪、潮汐、潮流影响、受波浪、潮汐、潮流影响 三、港口工程测量三、港口工程测量 港口工程测量是指港口工程设计、施工和管理阶段港口工程测量是指港口工程设计、施工和管理阶段 的测量工程。的测量工程。 1 1、勘测设计阶段：控制测

3、量、地形图测量和海洋资料、勘测设计阶段：控制测量、地形图测量和海洋资料 测量测量 2 2、施工阶段：控制网的建立、细部放样、竣工测量和、施工阶段：控制网的建立、细部放样、竣工测量和 施工阶段的变形观测施工阶段的变形观测 3 3、运行维护阶段：变形监测、运行维护阶段：变形监测 9-1 港口工程港口工程 1、规划选址：、规划选址：1/50001/10000地形图地形图 2、初步设计：、初步设计：1/10001/2000地形图地形图 3、施工设计：、施工设计：1/5001/1000地形图地形图 9-2 港口工程勘测设计的测量工作港口工程勘测设计的测量工作 还需要气象、海洋水文和地质方面的资料还需要气

4、象、海洋水文和地质方面的资料 一、港口工程设计阶段一、港口工程设计阶段 二、港口工程地形测量二、港口工程地形测量 1、陆地地形：港口及其周围局部地形、陆地地形：港口及其周围局部地形 2、水下地形：测深、水下地形：测深 1）测深方法：测深线法）测深方法：测深线法 2）测深平面定位：交会法、极坐标法、无线电定位、）测深平面定位：交会法、极坐标法、无线电定位、 GPS定位等。定位等。 3）平面定位精度：图上）平面定位精度：图上1.5mm。 4）测深仪器：测深竿、测深锤、回声测深仪等。）测深仪器：测深竿、测深锤、回声测深仪等。 5）测深精度：小于）测深精度：小于10m为为0.15m；10m-20m之间

5、为之间为 0.2m；大于；大于20m为水深的为水深的1% 9-2 港口工程勘测设计的测量工作港口工程勘测设计的测量工作 测测 图图 比例尺比例尺 测深线间距测深线间距 （m） 测深点间距测深点间距 （m） 等深距等深距 （m） 1：1000 1：2000 1：5000 1：10000 1525 2050 80130 200250 1215 1520 4080 60100 0.5 1 1 1 测图比例尺与测深线、测深点间距的关系测图比例尺与测深线、测深点间距的关系 9-2 港口工程勘测设计的测量工作港口工程勘测设计的测量工作 二、港口工程地形测量二、港口工程地形测量 一、施工控制网一、施工控制网

6、 1 1、光电测距导线、光电测距导线 2 2、三角测量网、三角测量网 3 3、GPSGPS控制网控制网 9-3 港口工程施工控制的建立港口工程施工控制的建立 除必须建立控制网外，还需结合港口工程的特点除必须建立控制网外，还需结合港口工程的特点 布设构筑物修建中专用的布设构筑物修建中专用的基线和局部的矩形网基线和局部的矩形网。 二、施工基线的布设二、施工基线的布设 1 1、两条相互垂直的基线、两条相互垂直的基线 正面基线正面基线 侧面基线侧面基线 9-3 港口工程施工控制的建立港口工程施工控制的建立 2 2、两条任意夹角的基线、两条任意夹角的基线 9-3 港口工程施工控制的建立港口工程施工控制的

7、建立 二、施工基线的布设二、施工基线的布设 三、矩形控制网三、矩形控制网 常见施测方法：常见施测方法：归化法归化法 矩形方格网矩形方格网: 9-3 港口工程施工控制的建立港口工程施工控制的建立 K 2 2 F HF HK 码头：码头：高桩板梁式码头、重力式码头高桩板梁式码头、重力式码头 利用打入地基中的桩利用打入地基中的桩 将作用在上部结构中的荷将作用在上部结构中的荷 载传到地基深处。优点是载传到地基深处。优点是 适宜做成镂空结构、波浪适宜做成镂空结构、波浪 反射轻、波纹条件好、沙反射轻、波纹条件好、沙 石料用量少。石料用量少。 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 水

8、上桩位定位是高桩板梁式码头施工测量的主要工作。水上桩位定位是高桩板梁式码头施工测量的主要工作。其其 又可分为直桩定位测量和斜桩定位测量及方形断面桩定位测量又可分为直桩定位测量和斜桩定位测量及方形断面桩定位测量 和圆形断面桩定位测量。和圆形断面桩定位测量。 一、直桩定位测量一、直桩定位测量 1 1、方形直桩定位测量：、方形直桩定位测量：直角坐标交会法和在正面基直角坐标交会法和在正面基 线上的前方交会法线上的前方交会法 1）直角坐标交会法）直角坐标交会法 2 2 LM PM RM b YY YY b YY 2 PM b XX 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 打桩定位的

9、实施打桩定位的实施 一、直桩定位测量一、直桩定位测量 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 2）前方交会法）前方交会法 1 2 () tan 2 () tan 2 BMM CMM b YYX b YYX 一、直桩定位测量一、直桩定位测量 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 2 2、圆形直桩定位测量：、圆形直桩定位测量：采用辅助测杆法和切线法采用辅助测杆法和切线法 1）辅助测杆法）辅助测杆法 在桩两侧安置测杆，测杆在桩两侧安置测杆，测杆 与圆桩之间保持一定的几何关与圆桩之间保持一定的几何关 系，其中线通过圆桩的圆心。系，其中线通过圆桩的圆心。 定

10、位时交会点在测杆上，两根定位时交会点在测杆上，两根 测杆可看作方形桩的棱角点，测杆可看作方形桩的棱角点， 其坐标计算方法与方形桩基本其坐标计算方法与方形桩基本 相同。相同。 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 一、直桩定位测量一、直桩定位测量 2）切线法）切线法 利用两台经纬仪交会的视线与桩的侧面相切，从而进利用两台经纬仪交会的视线与桩的侧面相切，从而进 行定位的方法。行定位的方法。 正、侧基线法正、侧基线法 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 一、直桩定位测量一、直桩定位测量 2 PA b YY 2）切线法）切线法 利用两台经纬仪交会的视线

11、与桩的侧面相切，从而进利用两台经纬仪交会的视线与桩的侧面相切，从而进 行定位的方法。行定位的方法。 任意基线法任意基线法 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 一、直桩定位测量一、直桩定位测量 1 1 2 2 = 2 = 2 b S b S 3）扭角放样）扭角放样 一、直桩定位测量一、直桩定位测量 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 图6-27 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 1 1、方形斜桩基线法定位测量、方形斜桩基线法定位测量 倾斜度倾斜度: 倾斜桩在倾斜桩在 垂直方向上垂直方向上 的投影与在的投影与在 水平方向上水平方向上 的投影的比的

12、投影的比 值值 俯仰打俯仰打 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 水平扭角水平扭角: 斜桩中心轴线斜桩中心轴线 的水平投影与的水平投影与X 轴间的夹角轴间的夹角 。 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 1 1、方形斜桩基线法定位测量、方形斜桩基线法定位测量 定位控制点：定位控制点： 3 -tan - cos P P AAA A YY X d YY 1）正面基线上定位控制点的计算）正面基线上定位控制点的计算 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 2）侧面

13、基线上定位控制点的计算）侧面基线上定位控制点的计算 选用设计标高时定位控制点的计算选用设计标高时定位控制点的计算 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 2 cos 1 cos2 tantan 2 LMQ XXXXX XLM LMLNMNPQMN APbn PQ n b MNNQ 左扭俯仰打计算公式相同，以左扭俯左扭俯仰打计算公式相同，以左扭俯 打为例打为例 2）侧面基线上定位控制点的计算）侧面基线上定位控制点的计算 斜桩为右扭应计算斜桩为右扭应计算R点坐标，其公式为？点坐标，其公式为？ 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 9-4 高桩板梁

14、式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 选用控制标高时桩位定位控制点的计算选用控制标高时桩位定位控制点的计算 俯打俯打 仰打仰打 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 + + = coscos LL Q LL Q XXX XXX XXX XXX h Xa n 俯打： 仰打： 以左扭为例，右扭呢？以左扭为例，右扭呢？ 斜桩以控制标高定位时，四种不同情况的水平投影斜桩以控制标高定位时，四种不同情况的水平投影 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 侧面基线定位控制点计算公式总结侧

15、面基线定位控制点计算公式总结(角度取正值角度取正值) 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 3）定位作业）定位作业 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 2 2、方形斜桩前方交会法定位测量、方形斜桩前方交会法定位测量 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 1）在设计标高面上计算测点坐标）在设计标高面上计算测点坐标 左扭转时测点坐标计算左扭转时测点坐标计算 右扭转时测点坐标计算右扭转时测点坐标计算 二、斜桩定位测量二、斜桩定

16、位测量 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 2）在控制标高面上计算测点坐标）在控制标高面上计算测点坐标 右扭转时棱边测点坐标计算右扭转时棱边测点坐标计算 左扭转时棱边测点坐标计算左扭转时棱边测点坐标计算 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 4）定位施工）定位施工 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 3）扭角放样）扭角放样 3 3、圆形斜桩定位测量、圆形斜桩定位测量 1）用正、侧面基线切线法交会）用正、侧面基线切线法交会 9-4 高桩板梁式码头工程施工

17、测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 2）任意基线切点交会法）任意基线切点交会法 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 二、斜桩定位测量二、斜桩定位测量 三、桩顶标高定位测量三、桩顶标高定位测量 1 1、直桩桩顶标高定位测量、直桩桩顶标高定位测量 0 0 = itd Atd bHHhh HaHhh A 0 a i t d HH H h h 仪器视线高 A点高程 桩顶设计高程 A点读数 替打厚度 垫层厚度 标尺上的最后读数：标尺上的最后读数： 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 2 2、斜桩桩顶标高定位测量、斜桩桩顶标

18、高定位测量 标尺上的最后读数：标尺上的最后读数： )(cos/ )( 00 hhhhHHb tdti 仰0 ()/cos() ittd bHHhhh 俯 三、桩顶标高定位测量三、桩顶标高定位测量 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码头工程施工测量 0t hh替打角桩角 四、四、GPSGPS定位测量定位测量 系统主要包括：系统主要包括： nGPS实时定位实时定位 n倾斜仪姿态监控倾斜仪姿态监控 n测距仪抱桩改正测距仪抱桩改正 n声控传感器桩锤与贯入监控声控传感器桩锤与贯入监控 n无线传输设备无线传输设备 n打桩定位系统软件打桩定位系统软件 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量高桩板梁式码

19、头工程施工测量 GPS打桩船系统打桩船系统 1. GPS实时定位：实时定位：GPS实时定位系统一般由一台基准站和两台流动实时定位系统一般由一台基准站和两台流动 站组成站组成 2. 倾斜仪姿态监控：倾斜仪姿态监控包括船身姿态监控和桩架姿态倾斜仪姿态监控：倾斜仪姿态监控包括船身姿态监控和桩架姿态 监控。监控。 3. 测距仪抱桩改正：在得到桩架的实时定位后，需测得桩架与桩的测距仪抱桩改正：在得到桩架的实时定位后，需测得桩架与桩的 实时相对位置。实时相对位置。 4. 声控传感器桩锤与贯入监控：水上打桩都需要提供贯入度资料，声控传感器桩锤与贯入监控：水上打桩都需要提供贯入度资料， 其中最主要的是桩锤数、

20、标高控制和单位锤击下沉量。其中最主要的是桩锤数、标高控制和单位锤击下沉量。 5. 无线传输设备：由于将多项设备安装在打桩船的旋转平台及桩架无线传输设备：由于将多项设备安装在打桩船的旋转平台及桩架 上，考虑到操作空间的可行性和方便性，把电脑、显示器等监控设备安上，考虑到操作空间的可行性和方便性，把电脑、显示器等监控设备安 装在船的后驾驶仓内。装在船的后驾驶仓内。 6. 打桩定位系统软件：打桩定位系统软件主要是实现各个硬件部分打桩定位系统软件：打桩定位系统软件主要是实现各个硬件部分 的数据整合、解算和定位资料的记录、输出。的数据整合、解算和定位资料的记录、输出。 9-4 高桩板梁式码头工程施工测量

21、高桩板梁式码头工程施工测量 组成：墙身、基床、墙后抛石棱体、上部结构等组成：墙身、基床、墙后抛石棱体、上部结构等 1）专用基线测设）专用基线测设 2）设置挖泥和抛填导标）设置挖泥和抛填导标 3）基床整平）基床整平 4）预制件安装）预制件安装 9-5 重力式码头工程施工测量重力式码头工程施工测量 一、基槽开挖测量工作一、基槽开挖测量工作 开挖基槽一般由挖泥船进行。开挖基槽一般由挖泥船进行。 测量工作的主要任务：设置挖泥导标以控制开挖的宽度测量工作的主要任务：设置挖泥导标以控制开挖的宽度 和方向，进行挖泥前后的横断面测量以检查开挖是否合乎设和方向，进行挖泥前后的横断面测量以检查开挖是否合乎设 计要

22、求。计要求。 9-5 重力式码头工程施工测量重力式码头工程施工测量 二、基床抛填测量工作二、基床抛填测量工作 根据设计要求，基床施工的顺序是先铺砂后抛根据设计要求，基床施工的顺序是先铺砂后抛 石，然后对基床表面进行粗平、细平和极细平。测石，然后对基床表面进行粗平、细平和极细平。测 量放样的任务必须为基床抛填量放样的任务必须为基床抛填设置方向标设置方向标，同时为，同时为 基床平整基床平整进行放样工作。进行放样工作。 9-5 重力式码头工程施工测量重力式码头工程施工测量 1、基床抛填方向标设置、基床抛填方向标设置 9-5 重力式码头工程施工测量重力式码头工程施工测量 2、基床整平放样工作、基床整平放样工作 9-5 重力式码头工程施工测量重力式码头工程施工测量 三、方块吊装的放样工作三、方块吊装的放样工作 方块安装的测量主要是确保码头前沿线和码头横断方块安装的测量主要是确保码头前沿线和码头横断 线安装在设计位置上。一般在水下底层方块外缘约线安装在设计位置上。一般在水下底层方块外缘约 510cm处测设一条安装基准线，作为潜水员进行水下处测设一条安装基准线，作为潜水员进行水下 安装的依据。安装的依据。 9-5 重力式码头工程施工测量重力式码头工程施工测量 1、吊垂法安装基准线的测设、吊垂法安装基准线的测设 9-5 重力式码头工程施工测量重力