中国矿业大学测绘工程工程测量学课程设计

一、风雨桥施工控制网技术设计书 1项目概况 1.1项目背景 如下图所示，拟在云龙湖北区建立一座跨湖观景桥，桥梁跨越为约1110米，为连续箱梁结构，共三联37（10+17+10）孔。为了桥梁的施工建设，需布设施工控制网。控制网需满足工程建设的需求，同时考虑费用和布设难易程度等其他因素，综合选择最优的布设方案。 1.2地形地貌及气象条件

2测区已有资料及成果利用 2.1地形图资料 拟建桥梁区域1:1000地形图（实际是1:1000，实习指导书上说是1:500），作为工作计划图和控制网布设工作底图。 2.2平面控制资料 为了使大桥施工坐标系统与大桥勘测资料坐标系统的一致性。故选用两个国家二等三角网点A,B，这两个控制点都是大桥连接线勘测阶段时建立的线路控制测量的起算点。 2.3高程控制资料 为使大桥施工控制网的高程系统与大桥连接勘测时建立的高程系统相一致，故大桥施工控制网的高程系统选择1985黄海高程系，桥两岸有国家二等水准点各两个。 表1 桥梁两侧控制点坐标（单位：米）

点号 X Y Z A 3713500.344 590257.993 33.200 B 3712229.420 591185.619 37.550

3作业规范及要求和仪器 3.1相关测量规范 1.《国家一二等水准测量规范》(GB12897--2006) 2.《国家三四等水准测量规范》（GB12898--2009）； 3.《工程测量规范》（GB50026-2007）； 4.《1:500 1:1000 1:2000地形图数字化规范》（GB/T 17160—2008） 5.《国家三角测量规范》(GB/T 17942—2000) 6.《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/18314-2009) 7.《DZS2自动安平水准仪使用说明书》（北京博飞）； 8.《Leica TC1500用户手册》(瑞士徕卡)； 3.2等级、精度要求 桥梁施工平面控制网的建立，应符合下列规定： （1）桥梁施工平面控制网，宜布设成自由网，并根据线路测量控制点定位。 （2）控制网可采用GPS 网、三角形网和导线网等形式。 （3）控制网的边长，宜为主桥轴线长度的0.5-1.5倍。 （4）当控制网跨越江河时，每岸不少于3点，其中轴线上每岸宜布设2点。 3.2.1平面控制测量等级 表2平面控制测量等级 等 级 公路路线控制测量 桥梁桥位控制测量 隧道洞外控制测量 二等三角 — ＞5000m特大桥 ＞6000m特长隧道 三等三角、导线 — 2000～5000m特大桥 4000～6000m特长隧道

四等三角、导线 — 1000～2000m特大桥 2000～4000m特长隧道 一级小三角、导线 高速公路、一级公路 500～1000m特大桥 1000～2000m中长隧道 二级小三角、导线 二级及二级以下公路 ＜500m大中桥 ＜1000m隧道

三级导线 三级及三级以下公路 — — 3.2.2桥梁施工控制网等级 表3 桥梁施工控制网等级的选择 桥长L(m) 跨越的宽度l（m） 平面控制网的等级 高程控制网的等级 L>5000 l>1000 二等或三等 二等 2000≤L≤5000 500≤l≤500 三等或四等 三等 500L≤500 l≤200 一级 四等或五等 注：1 L 为桥的总长 2 l 为跨越的宽度指桥梁所跨越的江、河、峡谷的宽度。 3.2.3水准测量主要技术要求 表4 水准测量的主要技术要求

等级 每千米高差中误差 （mm） 路线 长度 （km） 水准 仪型 号 水 准 尺 观测次数 往返较差、附合或 环线闭合差 与已知点联测 附合或环线 平地 （mm） 山地 （mm） 二等 2 --- DS1 因瓦 往返各一次 往返各一次 4√¯L

三等 6 ≤50 DS1 因瓦 往返各一次 往一次 12√¯L 4√¯n DS3 双面 往返各一次 四等 10 ≤16 DS3 双面 往返各一次 往一次 20√¯L 6√¯n

五等 15 -- DS3 双面 往返各一次 往一次 30√¯L --- 注：1.成带节点的水准网时，节点之间或节点与已知点之间的路线长度，不应大于表中规定的0.7倍。 2.L为往返段附合或闭合环的水准路线长度，km。n为测站数。 3.2.4主要测量仪器表 表5 主要测量仪器表 序号 名称 制造单位 规格型号 标称精度 单位 数量

1 全站仪 莱卡 TC1500及TC802 测角±2.0″、测距（2mm+2ppm×D）。 套 1

3 水准仪

苏州 DSZ2自动安平水准仪 往返1km误差为1.5㎜。 台 1

徕卡 NA728自动安平水准仪 往返1km误差为1.5㎜。 台

4 铟钢尺 苏州及徕卡 2m 把 2 5 塔尺 南方测绘 5m 把 2 7 对讲机 MOTOROLA GP88s 台 5 及与全站仪配套的对点器、反射镜。 4桥梁施工控制网的建立 4.1桥梁控制网特点和平面控制网精度 4.1.1桥梁施工控制网建立的一般特点 桥梁施工的主要任务之一就是正确测设出桥墩、桥台的位置，而桥轴线长度又是设计与测设墩台位置的依据，因此，保证桥轴线测量的必要精度，有着极为重要的意义。 在干涸、浅水河道上，可以沿桥轴线直接丈量距离来确定桥墩、台中心的位置。只需要保证相邻桥墩、台的距离满足设计梁架的要求即可，桥轴线总长度的精度并不是决定性的因素。 在深水河道上，两桥台间的距离无法直接丈量，桥梁墩、台中心的位置需用交会法进行测设。桥轴线长度的误差就直接影响桥墩、台的定位精度。为了便于桥梁的架设，根据每座桥梁设计的具体情况，应在测量以前预估桥轴线的需要精度，以便合理地拟定测量方法和规定各项测量的限差。施工阶段测定桥轴线的长度，其精度要求比勘测阶段高，相应的测量方法也有差异。通常采用的方法有：全站仪法、三角网法、边角网法、丈量法等。随着测量仪器的发展，全站仪法、边角网法已经成为主要的方法。在桥梁边角网中，不一定观测所有的角度( 或方向) 及边长。可以在测角网的基础上按需要加测若干条边长；或者在测边网的基础上加测若干个角度(或方向)。为了充分发挥测角有利于控制方向(或角度)误差即横向误差；测边有利于控制尺度误差即纵向误差的优点，大多数桥梁控制网都宜采用边角网法进行平面控制。 4.1.2桥梁施工控制网布设的特殊要求 桥梁控制网布网时除了考虑有利的网形以及一般工程控制网的基本要求以外，还需注意以下几点： ( 1) 为了使控制网与桥轴线联系起来，应在河流两岸的桥轴线上各设立一个控制点，即将桥轴线作为控制网的一条边，控制点与桥台设计位置不应太远，以方便桥墩台的测设及保证两桥墩台间距离的精度要求。同时，测设桥墩台时，尽量在桥轴线上的控制点上安置仪器进行测量，以减少垂直予桥轴线方向的误差。 ( 2) 桥梁三角网的边长与河宽有关，一般在0.5—1.5倍河宽范围内变动。由于三角网边长较短，一般直接丈量三角网的边长作为基线。为了提高三角网韵精度，使其有较多的检核条件，通常丈量两条基线，两岸各设一条。如因地形限制也可将两条基线布设在同一岸上，基线长度一般约等于两桥台间距离(或河宽)的0.7倍。另外，当地形条件许可时，应使基线长度为基线尺长的整数倍，这样可以避免用短尺丈量余长。此外，宜在基线上多设几个节点，埋设标石，便于交会近岸桥墩。以上为用因瓦基线尺丈量基线的情况。如果采用电子全站仪测量，基线的布置就非常灵活。 ( 3) 根据桥轴线的不同精度要求，确定控制网的测边、测角精度，并进而确定选用合适精度的测量仪器、测回数及读数精度。 ( 4) 对三角网而言，由于平差计算时只改正角度而不改正基线，即基线的误差与角度的误差相比可以忽略不计。所以为了保证桥轴线有足够的精度，基线的精度要比轴线的精度高出2—3倍。对边角网和测边网而言，由于测定的边长不受角度影响而产生误差积累，测边的精度要求不象基线要求的那么高，只要相当于桥轴线的精度即可。 ( 5) 在大型桥梁建设中，由于工期较长，为了保证在施工过程中尺长标准的统一，一般都应在施工现场建立比尺长，以便于及时对测距工具进行检查核准。 ( 6) 布网时应对桥轴线精度、墩台测设、图形强度、点位保存、施工方便等因素进行综合分析考虑。施工时，由于考虑不周或其他原因，控制点位不能满足测设要求，而不得不对控制网进行加密的情况，在桥梁工程建设中也时有发生。因此，在桥梁控制网布网时，必须充分考虑这些特殊要求。 4.1.3桥轴线和桥墩放样必要精度确定 《公路桥涵施工规范》对桥梁施工中的精度要求如下图所示：

桥梁施工中对测量放样精度要求主要体现在相邻桥墩的相对精度要求。目前桥墩放样通常采用全站仪在施工控制点上采用极坐标法直接放出位置，规范要求的桥墩位置允许偏差值可作为桥梁控制网设计精度确定的基础。桥梁施工测量，控制点点位精度必须达到或超过放样所需的精度。由于控制点离墩台位置较远（特别是水中墩），放样又在有施工干扰时进行，不大可能增加测量次数来提高精度。因此，控制点误差对放样所引起的误差来说，应小到可以忽略不计的程度。 设M为桥梁轴线放样后所得的点位总误差； 为控制点误差所引起的点位误差；为放样过程中所产生的点位误差；

则M=221222121mmmmm 为了对将上式展开为级数，并略去高次项，得

)21(22122mmmM 为了合理的分配建筑限差，我们按照“忽略不计原则”，在此处即为根据“使控制点误差对放样点位不发生显著影响”的原则来处理，使控制点本身误差影响仅占总误差的10%以下，上式括号中第二项应为0.1，即可得出： =0.2 两式联立求解，即得： ，