施工控制网的建立ppt课件

1、施工控制网的建立施工控制网的建立内容提要内容提要1.1.工程控制网的分类和作用工程控制网的分类和作用2.2.控制网精度确定的普通方法控制网精度确定的普通方法3.3.施工控制网的设计施工控制网的设计4.4.典型工程施工控制网的布设典型工程施工控制网的布设主要内容： 工程建筑物的放样程序及其要求，施工控制网的特点及其布设方法，施工控制网精度确定的方法，施工控制网机助优化设计，桥梁施工三角网的建立及其必要精度确实定，水利枢纽施工控制网的布设及其精度确实定，工业企业厂区与厂房控制网的布设特点与建网方法。1.工程控制网的分类和作用工程控制网的分类和作用 丈量控制网由位于地面的一系列控制点构成，控制点的空

2、间位置是经过知点的坐标以及控制点之间的边长、方向或高差等观丈量确定的。控制网布设的原那么1.分级布设、逐级控制2.应有足够的精度3.应有足够的密度4.应有一致的规格1.工程控制网的分类和作用工程控制网的分类和作用1.1 丈量控制网的分类丈量控制网的分类 全球控制网全球控制网 国家控制网国家控制网 工程控制网工程控制网1.2 工程控制网的分类、作用和建网步骤工程控制网的分类、作用和建网步骤一、一、 分类分类 按用途分：按用途分： 测图控制网测图控制网 施工丈量控制网施工丈量控制网 变形监测网变形监测网 安装丈量控制网；安装丈量控制网； 按网点性质分： 一维网或称水准网、高程网 二维网或称平面网

3、三维网 按网形分：按网形分： 三角网三角网 导线网导线网 混合网混合网 方格网方格网 按施测方法划分：按施测方法划分： 测角网测角网 测边网测边网 边角网边角网 GPS GPS网网 按坐标系和基准划分：按坐标系和基准划分： 附合网约束网附合网约束网 独立网独立网 经典自在网经典自在网 自在网自在网按其他规范划分： 首级网 加密网 特殊网 公用网如隧道控制网、建筑方格网、桥梁控制网等 工程控制网的作用：工程控制网的作用： 为工程建立提供工程范围内一致的参为工程建立提供工程范围内一致的参考框架，为各项丈量任务提供位置基准，考框架，为各项丈量任务提供位置基准，满足工程建立不同阶段测绘在质量、进度满足

4、工程建立不同阶段测绘在质量、进度和费用等方面的要求，工程控制网也具有和费用等方面的要求，工程控制网也具有控制全局、提供基准和控制丈量误差积累控制全局、提供基准和控制丈量误差积累的作用。的作用。 1确定控制网的等级2确定布网方式3确定丈量仪器和操作规程4在图上选点构网，到实地踏勘5埋设标石、标志6外业观测7内业数据处置8提交成果工程控制网建网步骤：工程控制网建网步骤：1.3 测图控制网 作用： 控制丈量误差的累积， 保证图上内容的精度均匀 相邻图幅正确拼接 大比例尺测图所需的高程控制网，通常采用水准丈量的方法建立。水准丈量的等级分为二、三、四等，各等级的精度目的根本上与国家规范要求一致。用电磁波

5、测距三角高程可替代三、四等水准丈量。 留意1视野长度2掌握有利观测时间进展竖角观测；必需往返观测竖直角，而且往返观测的时间间隔应尽量短暂3各控制点的高程观测应组成闭合环以添加平差条件4竖角观测、仪器置平以及仪器和觇标高量测等作业都应严厉按规范进展。1.4 施工控制网 三角、边角网 导线网 建筑方格网 GPS网 GPS网与地面网相结合的混合网 特点： 1) 控制的范围较小，控制点的密度较 大，精度要求较高 2) 运用频繁 3) 受施工干扰大 4) 控制网的坐标系与施工坐标系一致 5) 投影面与工程的平均高程面一致 6) 有时分两级布网，次级网能够比首级 网的精度高 施工高程控制网：通常也是分两级

6、布设，即布满整个施工场地的根本高程控制网与根据各施工阶段放样需求而布设的加密网。1.5 1.5 变形监测网变形监测网 要点：变形监测网由参考点和目的点组成；变形监测网的坐标系和基准的选取原那么；对变形监测网应作同时顾及精度、可靠 性、灵敏度 以及费用进展监测网的优化 设计；对变形监测网都要进展反复观测。1.6 安装丈量控制网安装丈量控制网特点：特点： 通常是一种微型边角网，边长从通常是一种微型边角网，边长从 几米至一百多米几米至一百多米整个网由外形一样、大小相等的整个网由外形一样、大小相等的根本图形组成根本图形组成精度要求很高，其丈量精度有时精度要求很高，其丈量精度有时要到达计量要到达计量 级

7、级2.2.控制网精度确定的普通方法控制网精度确定的普通方法v工程建筑物的放样是工程丈量的重要组成部分。它的目的是把图纸上已设计好的各种工程建筑物、构筑物，按照设计的要求测设到相应的地面上，并设置各种标志，作为施工的根据，以衔接和指挥各工序的施工，保证建筑工程符合设计要求。v原有的测图控制网在布点和施测精度方面主要思索满足测绘大比例尺地形图的需求，不能够思索到未来建筑物的分布及施工放样对点位的布设要求，由于，工业企业建筑物在施工之前都要在原有测图控制网的根底上建立施工控制网。v工程建筑物放样的程序，应遵守“由整体到部分的原那么。v工程建筑物主轴线放样的精度要求，主要根据建筑物的性质、与已有建筑物

8、的关系以及建筑区的地形和地质情况来决议。v在施工阶段，丈量任务的义务是直接为施工效力，丈量任务的精度主要表达在相邻点位的相对位置上。v建筑物放样时的精度要求，是根据建筑物开工时对于设计尺寸的允许偏向来确定的。建筑物开工时的实践误差是由施工误差和丈量放样误差所引起的。v在确定了建筑物放样的精度要求以后，就可以用它作为起算数据来推算施工控制网的必要精度。 设M为放样后所得点位的总误差，m1为控制点误差所引起的误差，m2为放样过程中所产生的点位误差，那么 设 那么有2212Mmm21mmk222211112Mmmkkl 假设令 时，可以为 ，l 那么有 即 。因此，在实l 际任务中通常把l 作为确定

9、控制网的点位精度。25%MmM2Mm210.052k10k 12211310mmm3.3.施工控制网的设计施工控制网的设计一、施工平面控制网的网形工程施工平面控制网是专门为工程施工放样效力的，根据工程的特点，平面控制网普通有： 1导线网 2边角网 3GPS网 4建筑方格网二、控制网建立的过程施工控制网的设计普通经过的过程：1确定控制网的等级2确定布网方式3确定丈量仪器和操作规程4在图上选点构网，到实地踏勘5埋设标石、标志6外业观测7内业数据处置8提交成果三、控制网优化设计的质量规范 控制网的质量是控制网设计的中心和目的。用什么规范来衡量控制网的质量好坏，不仅取决于工程的质量和要求，而且取决于规

10、范制定的合理与否。这个规范就是控制网优化设计的质量规范，又称为质量目的或质量准那么。 根据对控制网的要求不同，普通有4个方面的质量目的： 精度，描画误差分布离散程度 可靠性，发现和抵抗模型误差的才干 灵敏度，监测网发现某一变形的才干 经济，建网费用四、控制网优化设计的分类l控制网优化设计普通分为四类：l1零类设计基准问题l2一类设计图形问题l3二类设计权比问题l4三类设计加密问题 又称基准设计，固定参数是A，P待定参数是x，QX。意指在给定固形A和观测精度(P)的情况下，为待定参数x选定最优的参考基准使QX最小。我国已建成国家大地参考基准，这是各类测绘任务应共同享用的。对精细工程，有时建立本人

11、的参考基准，这可用丈量方法测出拟意参考系中的起始数据从而构成完好的参考基准。为判别网的未知量内精度QX ，可以采用秩亏自在网平差然后在不同基准之间进展类似变换，以选择一个最优的参考基准。零类设计 1.1.零类设计零类设计( (为控制网寻求一个最优的基准或坐标系为控制网寻求一个最优的基准或坐标系基准问题基准问题) )1 1工测网与国家或地方控制网有关，因此不存在此工测网与国家或地方控制网有关，因此不存在此问题。问题。如城镇日常丈量的工程控制网、测图控制网、地籍如城镇日常丈量的工程控制网、测图控制网、地籍丈量控制网等。丈量控制网等。2 2对网点有特殊要求的公用网工程实践背景已确对网点有特殊要求的公

12、用网工程实践背景已确定了参考系的选择定了参考系的选择如大坝施工控制网，可选择坝轴线的两端点为网的如大坝施工控制网，可选择坝轴线的两端点为网的参考基准；假设思索其它义务，可根据需求选择其它参考基准；假设思索其它义务，可根据需求选择其它的参考基准。的参考基准。3 3对网点没有特殊要求，各点等同重要的控制网。对网点没有特殊要求，各点等同重要的控制网。 又称图形设计，固定参数是P， QX 待定参数是A。意指给定观测精度和平差后的点位精度规范，以确定最正确的图形构造。由于工程丈量中场地条件限制，比如地形、交通、水系和建筑物等外界条件限制，控制点位置的选择余地往往很小。所以，实践上一类优化设计主要表达在选

13、择最正确的观测类型。一类设计 又称观测权设计，固定参数是A， QX ，待定参数是P。意即在满足给定图形A和平差后点位精度QX要求下，经过全网观丈量的合理分配，使平差到达顶期的效果，并使观丈量最小或不超越一定范围。由于观测类型的增多，所以二类设计还存在确定各类观丈量在网中的最正确位置和密度等的最正确组合。在特种精细工程丈量中，权的优化设计是最常见的。二类设计)422(1001 IQX以以QX为精度设计准那么，由知数据可获为精度设计准那么，由知数据可获得误差方程的系数矩阵设计矩阵得误差方程的系数矩阵设计矩阵A为：为：3.二类设计观测任务量的最正确匹配，或最适当的权分配权问题二类设计观测任务量的最正

14、确匹配，或最适当的权分配权问题当网点确定后，处理网点之间采用什么样的观测和怎样观测，即知控制当网点确定后，处理网点之间采用什么样的观测和怎样观测，即知控制网的设计矩阵，如何确定观测值的权阵。以下用例如阐明之。网的设计矩阵，如何确定观测值的权阵。以下用例如阐明之。如图，用间隔交会法确定如图，用间隔交会法确定4点。交会边点。交会边S113.5km,S29.15km,S3=6.94km；方位角；方位角T127,T2126,T3225。要求。要求4点的点点的点位误差椭圆为半径等于位误差椭圆为半径等于1cm的圆，也就是其协因数阵的圆，也就是其协因数阵QX为为242式。式。)432(707. 0707.

15、0588. 0809. 0891. 0454. 0sincossincossincos332211TTTTTTA按设计要求有：按设计要求有：)442(1XTQPAAN)452(001000321pppP边长权阵515. 0,974. 0,511. 0321ppp 又称原网改良设计，取固定参数是QX ，待定参数是部分的A或P。它是在旧网的根底上，经过设计新点位，添加新观测以及观测值权的改动以到达全网点位精度QX的要求。三类设计六、控制网优化设计方法网的优化设计方法有两种：解析法： 经过数学方程用最优化方法求解。模拟法： 根据阅历和准那么，经过计算比较、修正，得到最优方案。n 一维问题无约束问题维

16、问题静态问题最优化问题线性规划约束问题非线性规划动态问题解析法优化设计模拟法优化设计1.模拟法优化设计过程：模拟法优化设计过程：设计网形、实地踏勘；设计网形、实地踏勘；定初始方案，模拟观测值，网平差；定初始方案，模拟观测值，网平差；观测修正；观测修正；再作模拟计算，反复进展，直到称心。再作模拟计算，反复进展，直到称心。人机交互方式进展。人机交互方式进展。2. 基于可靠性的模拟优化设计法 要点和步骤：1网的初始方案应对一切能够观测的边和 方向 进展全测，是一个“肥网或“密网。2观测值之间的精度相差不要太大，边角 间的精度应根本匹配。3观测精度应选取仪器所能到达的最高精 度，使优化时有降低的余地。

17、4模拟初始观测方案，进展平差计算， 对精度、可靠性乃至灵敏度计算结 果进展分析：观测精度能否合理， 能否需作调整，基于观测值内部可 靠性目的按从“肥到“瘦，从“密到 “疏的战略进展网的优化设计。 GPS网也可看作是全边角网，故模拟法优化设计方法同样可以用于GPS网。“现代丈量控制网数据处置通用软件包 CODAPS生成正态规范随机数；人工生成一个观测方案文件：网名FA2，自动生成平差所需的观测值文件：网名IN2平差计算：根据精度和可靠性目的得到优化设计方案。4.4.典型工程施工控制网的布设典型工程施工控制网的布设l施工控制网分为高程和平面控制网。l高程控制网为用各种等级的水准丈量测定施工场地上的

18、一系列水准点和其他高程控制点的高程，其密度要求安放一站水准仪即能测设所需求放样点的高程。l平面控制网的布置方式随工程建筑物的种类不同而不同。一、桥梁施工控制网的布设一首级控制网丈量 为了确保大桥首级平面和高程控制网的正确与可靠，及时、有效地为施工放样及后期变形监测打好根底。 1.大型特大型桥梁首级平面控制网在最初建立和后续复测中，均采用GPS静态丈量技术进展测定；在一些中小型桥梁可以采用GPS静态定位丈量技术进展测定，也可以采用以GPS静态丈量为主，全站仪丈量为辅的方法。 2.在丈量时要有效联测国家控制网，可以用测区内的国家三角点作为全网的起算点。对于大型或特大型桥梁丈量时，应该思索到投影带能

19、够带来的误差和平面坐标系的转换，建立一致的坐标系统。 3.控制网点位精度普通为5-1mm,高程精度GPS大地高8mm，水准丈量精度为三四等水准精度。对于特大跨海域桥梁无法实施水准丈量的可利用高程精度GPS大地高和当地重力丈量的资料，拟合确定似大地水准面模型，从而利用大地高和高程异常求的正常高，也就是水准高程。l 同步环simultaneous observation loop是指在用全球定位系统GPS进展丈量中,由3台或3台以上接纳机，同时对同一组卫星进展观测同步观测)所获得的基线向量所构成的闭合多边形。l 异步环non-simultaneous observation loop是在用全球定位

20、系统(GPS)进展丈量中，由数条GPS独立边构成的闭合多边形。在GPS网中，必需保证有足够数量的异步环，才干确保观测成果的可靠性和有效地发现观测值中存在的粗差。 二加密控制网丈量 根据施工的进程，在建造好的桥墩上，布设加密点，其间距约1Km。利用首级控制网的成果作为知点，采用GPS丈量手段用10台双频接纳机同时丈量，按照GPS丈量三等精度要求，完成全线的控制网加密。或者高精度全站仪也可以实施加密控制丈量。二、隧道施工控制网的布设 隧道施工控制网分为地面网和洞内网。一隧道地面控制网 长隧道普通可近似作为直线型处置。 洞外采用GPS平面控制网，在进、出口线路中线上布设进、出口点，进、出口再布设3个

21、定向点，进、出口与相应定向点之间应通视。 洞外采用GPS平面控制网二隧道洞内控制网 鉴于隧道洞内狭长，地下工程导线布设方式遭到限制，在洞外GPS平面控制网的根底上，布设洞内导线。多布设为多种多样的支导线。 洞内导线的设计可分由复测支导线、菱形导线、四边形导线、大地四边形构成的全导线网、交叉双导线网和跳点导线多种方式。 洞内导线的设计四种洞内导线的设计的精度比较 洞内导线的设计三、水利枢纽施工控制网的布设l 布设备工控制网时要参照设计总平面图一致思索。大坝轴线是主轴线，轴线要设法包括在控制网中，点位的选择要思索土质良好，点位能长期保管，便于施工放样的地方。 l 布网时，尽量顾及图形强度。一次不能

22、布设的可以分级布置控制。首级控制网的网形要稳定，可以稀疏些，但控制范围要大些，然后在内插点，为施工放样效力。一平面施工控制网 平面控制网建立的要求：控制网必需覆盖建筑物施工范围，能满足建筑物的施工要求；控制点尽量避开施工的影响，且通视良好；便于在首级控制网的根底上加密低等级控制点，方便施工放样；控制网点在被毁坏后，能方便恢复；保证控制点的精度能满足要求。 在控制网的实测过程中严厉按章规程进展丈量任务，可以避开气流不稳定的时间段进展观测，使成像明晰目的稳定，采用仪器可以采用GPS静态定位技或高精度全站仪，也可以老式光学经纬仪T3配合激光测距仪，观测12个测回。二高程施工丈量 作为桥粱施工高程控制

23、的水准点 每岸至少应埋设三个永久性水准标石。同岸三个水准点中至少有两个应埋设在施工范目以外，以免遭到损坏和暂时性建筑物所埋没，另一个那么埋设在施工区内，便将高程直接传送刊需求的地方。另外为将高程传送到桥台，应在桥台附近埋设备工水准点。要求水准点点位稳定，受施工干扰小，便于引测。观测仪器可采用精细水准仪，比如徕卡NA2+GMP3，采用国家三等水准丈量的方法实测。某大型水利枢纽工程的施工控制网，为地面边角网，全网共有27个点，其中知点数10个，未知点数17个，采用高精度全站仪观测，多余观测值总数达131，平均多余观测值数为0.70，最大边长为760m，最短边仅有11.32m。四、工业厂区施工控制网的布设 对于工业建立来说。由于建立场地上工程建筑物比较多，施工的精度也不同。 在大型工业厂区建筑工程通常采用厂区控制网的方式有：建筑方格网、导线网和GPS网。 建筑方格网最大的优点是：用直角坐标系放样细布点，简单灵敏，方便，不易出错。 现代施工丈量方法灵敏，不再拘泥于建筑方格网法，导线网、边角网、GPS网更显灵敏运用，特别是用全站仪导线网放样是现代测绘的常用仪器和方法。一施工控制网的建立一施工控制网的建立 1、坐标系统施工坐标系、坐标系统施工坐标系 是根据厂区总平面图所确定的独立坐是根据厂区总平面图所确定的独立坐标系统，其坐标轴的方向与建筑物标系