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1、桥梁工程测量控制控制测量基本理论控制测量的概念：在一定区域内，按测量任务所要求的精 度，测定一系列地面标志点（控制点）的平面坐标和高程 ，建立控制网，这种测量工作称为控制测量。控 制 测 量 的 分 类按工作 内容分平面控制测量高程控制测量测定控制点平面位置测定控制点高程按用途 分大地控制测量工程控制测量全国范围内,按国家统一颁 布的法式、规范进行的控 制测量为工程建设或地形图测绘 ，在小区域内，在大地测 量控制网的基础上独立建 立控制网的控制测量1.控制测量的任务与作用控制测量的基本任务 在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图 的测图控制网 在施工阶段建立施工控制网 在工程竣工后的运营阶段，建
2、立以监视建 筑物变形为目的的变形观测专用控制网控制测量基本理论 在国民经济各项建设和社会发展中发挥着基础性的重要保 证作用 地形图是一切经济建设规划和发展必需的基础性资 料。为测制地形图，首先要布设全国范围内及局域性的大 地测量控制网，为取得大地点的精确坐标，必须要建立合 理的大地测量坐标系以及确定地球的形状、大小及重力场 参数。 控制测量学在防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护 中发挥着特殊的作用 控制测量在发展空间技术和国防建设中，在丰富和发展当 代地球科学的有关研究中，以及在发展测绘工程事业中， 它的地位和作用将显得越来越重要。控制测量的作用 控制测量基本理论1 三角网 1）网形如右图
3、,在地面上选定一系列点位1，2 ，使互相观测的两点通视，把它们按 三角形的形式组合起来即构成三角网。如 果测区较小，可以把测区所在的一部分椭 球面近似看做平面，则该三角网即为平面 上的三角网（右图）。三角网中的观测量 是网中的全部（或大部分）方向值（有关 方向值的观测方法见第三章），右图中每 条实线表示对向观测的两个方向。根据方 向值即可算出任意两个方向之间的夹角。水平控制网的布设形式优点：图形简单、精度高、多余观测量多、便于计算。 缺点：布网困难大控制测量基本理论2）起算数据和推算元素为了得到所有三角点的坐标 ,必须已知三角网 中某边长 和某一边的坐标方位角 ，统称 为起算数据。三角点上观测
4、的水平角（或方向 ）、三角形边长、坐标方位角和三角点的坐标 统称为三角测量的推算元素。控制测量基本理论3）工程测量中三角网起算数据的获得在工程测量中，三角网起算数据可由下列方法求得： 起算边长 当测区内有国家三角网（或其他单位施测的三角 网）时，若其精度满足工程测量的要求，则可利用国家三角 网边长作为起算边长。若已有网边长精度不能满足工程测量 的要求（或无已知边长可利用）时，则可采用电磁波测距仪 直接测量三角网某一边或某些边的边长作为起算边长。 起算坐标 当测区内有国家三角网（或其他单位施测的三角 网）时，则由已有的三角网传递坐标。若测区附近无三角网 成果可利用，则可在一个三角点上用天文测量方
5、法测定其经 纬度，再换算成高斯平面直角坐标，作为起算坐标。保密工 程或小测区也可采用假设坐标系统。 起算方位角 当测区附近有控制网时，则可由已有网传递方 位角。若无 已有成果可利用时，可用天文测量方法测定三角 网某一边的天文方位角再把它换算为起算方位角。在特殊情 况下也可用陀螺经纬仪测定起算方位角。控制测量基本理论 独立网与非独立网 当三角网中只有必要的一套起算数据 （例如一条起算边，一个起算方位角和一个起算点的坐标）时 ，这种网称为独立网。（a）称为中点多边形，是三角网中常用 的一种典型图形。如果三角网中具有多于必要的一套起算数据 时，则这种网称为非独立网。ABC和D都是高级三角点，其坐标
6、、两点间的边长和坐标方位角都是已知的。因此，这种三角网 的起算数据多于一套，属于非独立网，又称为附合网。图中的P 、Q为待定点。控制测量基本理论导线网包括单一导线和具有一个或多个结点的导线网。网中 的观测值是角度（或方向）和边长。独立导线网的起算数据是 ：一个起算点的坐标和一个方向的方位角。导线网与三角网相比，主要优点在于： 网中各点上的方向数较少，除结点外只有两个方向，因而受通 视要求的限制较小，易于选点和降低觇标高度，甚至无须造标 。 导线网的图形非常灵活，选点时可根据具体情况随时改变。 网中的边长都是直接测定的，因此边长的精度较均匀。 导线网的缺点主要是： 导线网中的多余观测数较同样规模
7、的三角网要少，有时不易发 现观测值中的粗差，因而可靠性不高。2.导线网控制测量基本理论3. 边角网和三边网边角网是指测角又测边的以三角形为 基本图形的网。如果只测边而不测角即为 三边网。 控制测量基本理论4. GPS网我国目前国土和建设测绘工程基本上采用GPS 布设控制网。控制测量基本理论控制测量基本理论5. CORS及动态空间参考框架我国的许多大、中城市勘测院及工程测量单位 基本上采用GPS布设控制网。桥梁施工控制测量桥梁施工控制测量斯托尔马桥(L=301m)， 跨中182m为C60轻质陶粒混凝土 桥梁施工测量的基本任务根据设计文件，按照规定的精度， 将图纸上设计的桥梁墩台位置标定于 地面，
8、据此指导施工，确保建成的桥 梁在平面位置、高程位置和外形尺寸 等方面均符合设计要求。对于河道较宽、桥跨度较大的桥梁，一般用三角测量或导 线测量来布设控制网，其中三角测量用得较普遍。 控制网的布设要求如下：控制点应选在便于施工控制及永久保存的地方。桥轴线应作为控制网的一条边，并与基线一端相连并尽量 正交。基线不小于桥轴线长度的0.7倍，困难地段不小于0.5倍。基线一般不少于两条，最好分布于河两岸。控制网力求简单，网中所有角度应在30120 之间。每岸至少埋设三个高程控制点，并与国家水准点联测。桥梁施工控制测量桥梁施工控制测量对于水中不能直接测设的桥梁或水面较宽 且有高墩、大跨、深水基础或基础施工
9、 难度较大，梁部结构类型复杂的特大桥 和大桥，需要建立施工平面控制网。为了合理地拟定桥梁施工平面控制测量的 布网方案和观测方案，保证墩台中心的 定位精度，必须预先估算桥轴线长度测 定的必要精度。建立平面控制网的目的： 测定桥轴线长度和据以进行墩、台位置的 放样； 同时，也可用于施工过程中的变形监测。对于跨越无水河道的直线小桥，桥轴线长度 可以直接测定，墩、台位置也可直接利用桥轴 线的两个控制点测设，无需建立平面控制网。但跨越有水河道的大型桥梁，墩、台不能直 接定位，则必须建立平面控制网。桥梁施工平面控制网的网形布设在满足桥轴线长度测定和墩台中心定位精 度的前提下，力求图形简单并具有足够的强 度
10、，以减少外业观测工作和内业计算工作。根据桥梁的大小、精度要求和地形条件， 桥梁施工平面控制网的网形布设有以下几种 形式：网形选择网形选择双三角形 大地四边形双大地四边形 加强型大地四边形网形选择网形选择大地四边形加三角形平面控制网布设的要点n选择控制点时，应尽可能使桥的轴线作为三角网的一个边，以利于 提高桥轴线的精度。n对于控制点的要求，除了图形刚强外，还要求地质条件稳定，视野 开阔，便于交会墩位，其交会角不致太大或太小。n在控制点上要埋设标石及刻有“十”字的金属中心标志。- 如果兼作高程控制点使用，则中心标志宜做成顶部为半球状。n控制网可采用测角网、测边网或边角网。- 采用测角网时宜测定两条
11、基线（如图双线所示）。- 测边网是测量所有的边长而不测角度；- 边角网则是边长和角度都测。- 一般来说，在边、角精度互相匹配的条件下，边角网的精度较高。平面控制网布设的要点n由于桥轴线长度及各个边长都是根据基线及角度推算的，为保证桥轴 线有可靠的精度，基线精度要高于桥轴线精度23倍。如果采用测边网或边角网，由于边长是直接测定的，所以不受或少受测角 误差的影响，测边的精度与桥轴线要求的精度相当即可。n由于桥梁三角网一般都是独立的，没有坐标及方向的约束条件，所以 平差时都按自由网处理。它所采用的坐标系，一般 是以桥轴线作为X轴，而桥轴线始端控制点的里 程作为该点的X值。这样，桥梁墩台的设计里程即为
12、该点的X坐标值，可以便 于以后施工放样的数据计算。n在施工时如因机具、材料等遮挡视线，无法利用主网的点进行施工放 样时，可以根据主网两个以上的点将控制点加密。加密点称为插点。插点的观测方法与主网相同，但在平差计算时， 主网上点的坐标不得变更。用光电测距仪或全站仪测量平面控制网边长时，外界 环境条件应符合下列要求：注意减弱大气折光和旁折光的影响； 测线及两端的延线上，不得有任何其它发光物体或 反光的物体，以免引起反射信号混乱； 测站应设在电磁场影响的范围以外； 光电测距边的测回数及往返测次数，应符合规定。 利用双频GPS进行控制测量，采用GAMIT进行精密 数据解算。用GPS技术建立的控制网就叫GPS网。GPS网分为A 、B、C、D、E五个等级，其中A、B级网主要是指全球或 全国性的高精度的GPS网，C、D、E级网则主要指区域性 的GPS网，依据精度要求选择网等级。 测量与数据处理桥梁施工高程控制测量n各水准点应沿桥轴线两侧以400 m左右的间距 均匀布设，并构成连续水准环。n水准点应与相邻的线路水准点联测，以保证 桥梁与相邻线路在高程位置上的正确衔接。n水准测量的等级、精度、限差应符合相应的 规定。n为了便于施工放样，可根据实际需要在施工 地点附近设立若干个施工水准点。n施工水准点的高程必须定期检测。n水准点应埋设标石
