工程测量课程设计

1、工程测量课程设计桥梁平面控制网设计1 .概述以矿大北门的桥为原型，假定北门河流宽1.4km,现准备修建一条跨河大桥， 桥梁轴线位置自定，控制点自选。桥梁平面控制网分两级布设。首级控制网主要控制桥的轴线；为了满足施工 中放样每个桥墩的需要，在首级控制网下要加设一定的差点或插网， 构成第二级 控制。由于放样墩台的精度要求较高，故第二级控制网的精度应不低于首级网。2 .桥轴线长度精度与桥梁墩台定位精度的确定（1）桥轴线长度精度设计该大桥钢梁长度为100m,而由5个20m长的节间所组成。铁路钢桥制造规则规定：钢桁产节间辔制05浒mm为±2 12mmm节间拼装孔距误差为±0.5mm；

2、每一节问白w造彳口拼骨误差用伯.m（一般取2 mm）对n节间拼装的一跨或一联桁式车弹，长度误.印括l拼装误差l和支座安装容许误差（7mm长度帕i误差”至维梁,长跨jn l 22每跨（联）钢梁安装后的容许误差为：对于钢板梁及短跨（& 64n）简支钢桁梁、钢筋混凝土梁与预应力混凝土梁等 .长度拼装误差按规范取为：± l/5000每跨（联）钢梁安装后的容许误差为：±8.3mm有14跨，则全长极限误差为：± 31.1mm取1/2极限误差为中误差，则全桥轴线长的相对中误差为：md/d=a d/2d =1/90032 由此，便可根据测规的“控制测边网的等级和精度”的规

3、定来选择施测的测 边网等级。三角网的等 级测角中误差（''）桥轴线相对 中误差最弱边相对 中误差基线相对中 误差一等0.71:1750001:1500001:400000二等1.01:1250001:1000001:300000三等1.81:750001:600001:200000四等2.51:500001:400001:100000五等4.01:300001:250001:75000本网按二等级的精度要求布网施测。桥梁墩台中心放样的精度要求桥墩中心位置偏移，将为架设造成困难，而且会使墩上的支座位置偏移，改变桥 墩的应力，影响墩台的使用寿命和行车安全。因此，建立控制网不但要保证

4、桥轴 线长度有必要的精度，而且要保证墩台中心定位的精度。工程上对放样桥墩的位置要求是：钢梁墩台中心在桥轴线方向的位置中误差不应 大于 1.5cm 2.0cm。根据“控制点误差对放样点位不发生显著影响”的原则，当要求控制网点误 差影响仅占总误差的1/10时，对控制网的精度要求分析如下:设m为放样后所得点位的总误差；m1为控制点误差引起的点位误差;m2为放样过程中所产生的点位误差式中:则：m . m2 m2m2 1 色 m2 2mi m2,将上式展开为级数，并略去高次项，则有:2mm21 2m若控制点误差影响仅使总误差增加1/10 ,上式括号中第二项应为0.1 ,既得:22m10.2m2由上式解出

5、m2代入（）中得:m10.4m由此可见，当控制点误差所引起的的放样误差为总误差的0.4倍时，则m1使放样点位总误差仅增加1/10,即控制点误差对放样点位不发生显著影响，同时 易知 m2 0.9m 0现在，若考虑以桥墩台中心在桥轴线方向的位置中误差不大于2.0cm作为研究控制网必要精度的起算数据，由（）计算，要求m1 0.4m 0.4 20 8mm。此即为放样墩台中心时控制网误差的影响应满足的要求。由此算出放样的精度 m2应达到的要求是m2 0.9m0.9 20 18mm。测距的主要技术要求测距仪精度等级每公里测距中误差rd （mmi级rd< 5m=± (a+b - d)ii级5

6、<rd< 10田级10v m)0 203.控制网设计及优化网形及精度统计表q 一、计茸、三!h二、已知由坐标段高程u0三、掘需教据漆加测站| 0 a-bd li i 030 a- 0 5! "口 q0 b项目单位数据备注平面已知点数个2,日四、需评定相对精度的不相邻点 二口六、计苴平面未知点数个8方向观测设站数站0方向观测总数个0边长观测数条21最大边长m1542.8974- 3最小边长m224.3598- 6验后平面单位权中误差验后测角中误差"最大平面点位中误差mm7.98点名：7最大平面相邻点间误差mm8.505- 2最大方位角误差"最大边长误差m

7、m6.006- 7最大边长比例误差1/789078- 6高程已知点数个0高程未知点数个0高差观测数段0验后高程单位权中误差mm最大高程中误差mm最大高程相邻点间误差mm优化设计模拟控制点成果表点名坐标高程(m )备注x( m )y( m )a1980.00065.000b230.000560.00011973.297-232.56021760.140195.09431760.140-111.9054223.80130.1995483.879606.6626351.159299.66271698.472-357.2378133.980355.968优化设计模拟数据精度表测站昭准占八、1 j八、方

8、位角中 误差(")边长中误差(mm)边长相对 中误差a13.081/96774a22.701/94733132.861/85549173.071/98372323.181/96456364.211/ 35 万372.951/856763a2.981/94615625.371/ 26 万653.231/ 10 万6b2.951/97410676.001/ 25 万5b2.741/94255524.281/ 31 万535.671/ 26 万463.041/97882475.961/ 26 万435.981/ 26 万8b2.801/80392862.841/78907843.161/

9、11 万点位误差点名坐标误差误差椭圆参数高程中误差(mm)mx(mm)my(mm)m(mm)a(mm)b(mm)f(度分)15.133.075.985.133.071 4523.764.946.215.602.6957 3633.684.065.484.602.98128 0947.003.627.887.013.60176 3852.875.235.975.312.74101 0164.333.275.434.562.9524 0776.185.057.987.053.74145 2584.443.115.424.642.80158 20点间误差起点名终点名纵横向误差误差椭圆参数高程点间误差

10、(mm)纵向(mm)横向(mm)m(mm)a(mm)b(mm)f(度分)a13.085.125.985.133.071 45a22.705.606.215.602.6957 36132.864.775.574.772.8659 54173.075.876.625.873.07115 49323.185.496.355.563.0710 23364.215.336.805.334.2173 20372.955.256.025.282.90158 463a2.984.605.484.602.98128 09625.376.168.177.263.7647 40653.235.466.345.493

11、.16148 296b2.954.565.434.562.9524 07676.005.508.136.424.99119 175b2.745.315.975.312.74101 01524.287.348.507.354.2675 28535.675.487.886.883.86107 25463.045.576.355.602.98162 20475.965.788.306.045.70135 29435.985.187.916.144.9917 558b2.804.645.424.642.80158 20862.844.285.134.282.8370 26843.166.136.906

12、.153.1210 104 .控制网优化设计总结桥轴线相对边长中误差1/ 76万远远小于1/90032,故桥轴线相对边长中误差 满足设计要求；控制点点位误差（最大点）7.98mm小于8mm故控制网点位误差满足设计要 求；控制网采取三角控制网，测量采取测边观测方案；测距仪器精度应满足2mmz 4dppm.5 .墩台放样测设墩台中心的方法有直接丈量法，偏角法，导线法，极坐标法及前方 交会法。在测设之前，应对使用方法的测设精度进行估算，在测设时应按照 估算设计的观测方案进行，最常用的方法是极坐标法和交会法。（一）极坐标法极坐标法放样1.计算放样数据abapap ab2.用经纬仪测设 ，用钢尺测设d,

13、彳3p点设计位置。为了防止错误，最好用两台全站仪在两个测站上同时按极坐标法测设该 墩台位置（如果条件允许时，则迁站到另一控制点上同法测设），所得两个墩 台中心的距离偏差的允许值应不大于 2cmi,取两点连线的中心的墩台中心。 同法可测设其他墩台中心。对于直线桥梁，由于定向点为对岸桥轴线上点，这时只需在该方向上放 样出测站到墩台中心的距离既得墩台位置中心。也可在另外的控制点上设站 作检查。（二）交会法前方交会法应在三个方向上进行， 按照对定位精度的估算，交会角应以 接近90°为宜。测设前应根据三个测站点和测设的墩台中心点的坐标，分别计算出测设要素，如图中测设t2时，测设元素是 ，和 角

14、（对直线桥 角不必计算）理论上三个交会方向应交会于一点， 由于不可避免地存在误差，实际上 这三个方向会形成一个示误三角形。对于直线桥梁，如果示误三角形在桥轴线方向的边长不大于2cm,最大边长不大于3cm,则取e'在桥轴线上的投影位置e作为墩中心的位置。对于曲线桥，如果示误三角形的最大边长不大于 2.5cm,则取三角形的重心作为墩中心的位置。ki 10-b 豆纤新葡方立会法国10-14 照通对岸的觇牌 图1045 示谀二角形桥梁高程控制网设计与优化1 .对于大型桥梁高程控制必须采用高精度的水准测量。如果桥梁轴线长度非常大，高程控制测量还必须采用跨河水准的方法联测两岸的控制点高程。为了方便

15、桥墩高程放样，在距水准点较远的情况下，应增设施工水准点。水 准路线需要跨越较宽的河流时，需用跨河水准测量特殊的观测方法。图中a、b为仪器站，g d为立尺点，要求跨河视线基本相等，岸上的视线 ac. bd基本上不小于10m并相等。2 .网型设计高程控制网由9个点组成。s1, s劝已知水准点1-7为选取未知点。点位全部位于 施工影响范围外稳定位置，周围视野开阔无障碍物,o便于使用。本工程采用已 有的二等水准控制点s1作为起算点。3.高程控制规范水准测量等级和测量精度（mm水准测量等级每公里高差中数中误差一<=1.0二<=3.0四<=5.0五<=7.5水准测量等级适用范围&#

16、39;i''-跆河距离一m800<=s<=2000s<800跨河水准测量二等三等网中水准基点问联测三等网的起算高程引测三等4.局程控制网精度确定工程上对方样桥墩顶面高程的要求是：放样两相邻桥墩顶面设计高程时高差的误差不大于52厘米，现已±2厘米作为桥梁工程高程放样的精度要求来推算施工高程控制网的必要精度。设m为高程放样点放样后高程的总误差，其中m】为控制点高程误差引起的放样 点高程误差，为放样过程中产生的误差引起的放样点高程误差，则有：m/仁正一:定1.- 1很显然01工）根工，将上式的二次项展开略去高次项，则有，m犯（i+mf/2m|）若使上式中m

17、f/2m|=o.i ,即控制点高程误差的影响仅占放样高程总误差的10%则有= 0.2m|# mt=o.4m可以确定高程控制网中最弱水准点的高程误差应小于20 0.4mm 8mm,4,设每一段取两倍中误差为准许误差，则最弱点的高程中误差应小于4mm 0设计的桥梁高程控制网中最弱点距高程起算点的测段数不超过高差测量的中误差为mhi,则最弱点高程中误差为mh最弱点可得：'3i=m八=2mm由以上可确定该桥施工高程控制网应按国家水准测量规范中ii等水准测量的精度指标（每公里高差中数偶然中误差 nm1mm）进行观测方案的设计和施测。根据计算的高程控制网每测段高差中误差小于毫米，可确定按二等水准观

18、测，仪器选用ds1水准仪，观测要求如下:等级视距m前后视 距差m前后视 距累计差m一<=50<=1.0<=3.0基辅分 划差mm基辅所 测高差 之差mm视线离 地面最 低高度m检测问 歇点之差mm<=0.5<=0.70.5<=1.0跨河水准路线长为1400m左右，大于800ml所以跨河水准应采用三等水准测 量，采用微倾螺旋法。观测顺序如下图，-n bl图中i1 , i2为仪器站，bl, b2为立尺站 6.控制网精度估算 丽聪尚郭助高程已知点数个2高程未知点数个7局差观测数段9验后高程单位权中误差mm最大高程中误差mm1.51点名：6最大高程相邻点间误差mm1.716 7点位误差点名坐标误差误差椭圆参数高程中误差(mm)mx(mm)my(mm)m(mm)a(mm)b(mm)f(度分)10.9221.2731.1540.9251.2761.5171.01点间误差起点名终点名纵横向误差误差椭圆参数高程