《2021年3月整理工程测量课程设计.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年3月整理工程测量课程设计.pptx（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工程测量课程设计,1,桥梁平面控制网设计 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。 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,钢桁梁节间长度制造容许误差为2mm,两,0.5mm；每一节间的制造和拼装误差
2、为,式钢梁，长度误差包括,桁拼,一般取 2 mm）对 n 节间拼装的一跨或一联装误差,度拼装误差 连续梁，长跨,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 1.5cm2.0cm。 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
3、,l 22 0.52 mm 2.12 mm 节间拼装孔距误差为,Lnl 2,L 和支座安装容许误差（7mm）长 d L2 2 nl 2 2 每跨（联）钢梁安装后的容许误差为： 对于钢板梁及短跨（64m）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=D/2D =1/90032 由此，便可根据测规的“控制测边网的等级和精度”的规定来选择施测的测 边网等级,2,设M 为放样后所得点位的总误差； m1 为控
4、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,2,3,12212,则： M m2 m2 m1 m m,式中： m1m2 ，将上式展开为级数，并略去高次项，则有,2,2,1,2,2m,m2,M m 1,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： m2 0.2m2 12 由上式解出m2 代入（）中得： m1 0.4M 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 。 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
5、 2.0cm 作为研 究控制网必要精度的起算数据，由（）计算，要求m10.4M 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 0.9M 0.9 20 18mm。 测距的主要技术要求,3. 控制网设计及优化,4,网形及精度统计表,5,优化设计模拟控制点成果表,优化设计模拟数据精度表,6,点位误差,点间误差,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
6、三角控制网，测量采取测边观测方案； 测距仪器精度应满足 2mm4Dppm. 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,7,极坐标法放样,计算放样数据 AB = AP = AP AB 用经纬仪测设 ，用钢尺测设D，得P 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 2cm，取两点连线的中心的
7、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（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，
8、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,8,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，C、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。S
9、1，S2为已知水准点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,。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,9,3高程控制规范 水准测量等级和测量精度（mm,水准测量等级适用范围,4.高程控制网精度确定 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 差不大于厘米，现已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,很显然,将上式的二次项展开略去高次项，则有
10、,M=（1,若使上式中,0.1，即控制点高程误差的影响仅占放样高程总误差,的 10%，则有 得=0.4M 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 ， 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 。 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 4，设每一段,10,高差测量的中误差为，则最弱点高程中误差为,可得,/= 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 1mm ）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
11、观测，仪器选用 DS1 水准仪，观测要求如下,跨河水准路线长为 1400m 左右，大于 800m，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,图中 I1，I2 为仪器站，b1，b2 为立尺站。 6. 控制网精度估算,11,12,点位误差,点间误差,13,可知最大高程中误差为 1.51mm2mm，所以设计方案可行，采用三等水准测量。 实习总结 这次设计在总体思路上与去年的大地测量课程设计是一样的，只是去年计算用的 是 MATLAB 软件计算矩阵，人工列出矩阵，费时费力，今年用控制测量与优化软 件省去了大量的人工计算，优化同样也能在软件上简单完成，这启示我们要多运 用现代化先进的技术去完成任务，不仅省时省力而且精度高避免因人工列矩阵出 现的错误
