工程测量课程设计一、目 录二、课程设计的目的、任务、时间及地点安排等工程测量学课程设计是该课程理论部分学习后的一个必要的带有学术性的实践环节，是对课程理论综合与补充通过课程设计，培养同学们运用本课程基本理论知识，分析解决现场工程技术问题的能力，加深对课程理论的理解和应用，提高工程测量现场服务的技能对同学们的创新能力的提高、加深课程理论的理解和应用均具有十分重要的意义课程设计的任务是：（1）桥梁施工控制网建立及桥梁墩台放样方案（2） 焦作市广播电视塔变形监测课程设计时间：第 1 周（9 月 6 日 ～ 9 月 12 日） 三、课程设计各项目概况一）桥梁施工控制网建立及桥梁墩台放样方案1．工程概况该桥梁工程位于焦作市南约 9km 处的大沙河上，大桥全长 500 米，主跨300 米、深 10 余米，工程现已基本完工桥梁跨越结构为 10 孔简支梁本工程具体位置如下页图 1 所示2．已有测绘成果在工程范围内（沙河桥北、永兴屯与河南理工大学）有三个 GPS 控制点，标志保存完好，可以作为控制基准三个 GPS 控制点的坐标如下：点号 X(m) Y(m) H(m)G1 3892887.530 432123.796 95.353G2 3894169.232 433650.961 91.668G3 3895703.813 431937.387 94.560（二） 焦作市广播电视塔变形监测1．概 述焦作市广播电视塔（以下简称电视塔）位于焦作市高新区龙源湖公园中心，北距丰收路 400 多米，西距焦作市南大门——迎宾路 300 多米。
电视塔总高度为 238.0m，是焦作市最高的建筑物建设的目的主要用于改善焦作市人民收看电视、收听调频广播的效果，同时，还可以用于旅游、观光、娱乐、休闲等，它的建成必将为焦作市广播电视文化事业的发展发挥重要作用同时，电视塔也将成为焦作市的重要标志和景观，展现焦作蓬勃的发展气势和对外开放的雄姿电视塔是由上海同济大学设计的，江西湘东安装工程公司承建的电视塔设计主体为钢架结构，总重达 1100 多吨，共分三个部分，从上至下依次为天线段、塔楼（又分为上塔楼和下塔楼）和塔身段，其中上塔楼中心层位于标高139.5m 处，为一球形塔楼，高 22m，共有大小球结点 116 个，网架管 600 多根，合计约 70 多吨建筑面积 920m2，下塔楼位于标高 47.5m 处，为一圆盘表塔楼，塔楼中布置有旅游娱乐、生活设施塔体又分为内塔和外塔，其中内塔为六边形结构，主要用于交通、通讯外塔为主承重部分，呈品字形矗立在塔基上塔体下面是总高度为 17m 的三层配套用房（建筑面积 11000 m2）和塔基其中塔基由基桩、桩承台和环梁组成在平面布置上分四部分，中心部分为圆柱状（半径为 5m） ，下有八根基桩支撑内塔外塔则支撑在下为半径 28m 的圆环，上呈品字形布置的三个桩承台上，每个桩承台面积为 8×17 m2，其下各有 18 根基桩支撑。
承载基桩为钻孔灌注，孔径 7m，桩长 40m，桩承台则为钢筋混凝土结构，其中底板厚 3m，承台高7.05m这 62 根灌注桩及其上的桩承台共同支撑起电视塔一千余吨的重量见电视塔塔基相对位置及桩位图 22．项目开展的意义电视塔是焦作市最高的建筑物，在此建设之前，焦作市在焦南的黄土地上尚未建设高于 50m 的建筑物所以，在地基处理、建筑技术以及建成后的运营维护等方面均无经验可借鉴因此，在电视塔设计建设中，技术人员采取了多项与其它建设经验不同的措施但是，由于电视塔巨大重量突然矗立于天然黄土地上，改变了其原始的地质应力结构，同时，由于地质结构的不均质性，在巨大的外部压力下，地基将产生沉降、倾斜、上升、位移等一系列复杂的弹、塑性变形，同时也将对电视塔的正常使用造成一定的威胁通过变形监测取得第一手资料，监视其状态变化和工作情况，在发现不正常现象时，可及时分析原因，采取措施，以保证电视塔顺利安全地运营3．地质情况电视塔场地地质结构较简单，层位较稳定地基土为粘性土和砂土粘性土主要为粘土及粉质粘土从上至下为：粘土：黄褐及灰黑色，硬塑下部为灰黄色粉质粘土，可塑——较塑，部分地段缺失总厚度 2.6m～4.1m。
砂土：灰黄色，稍密，饱水，主要为粉细砂，夹粉质粘土层打钻施工时孔内多坍塌粉质粘土：灰黄色，硬——可塑，具深黄色色带局部地段含钙质结核且夹灰黑色细砂总厚度 15.4m～16.7m砂土：灰黄色，稍密，饱水主要为粉细砂夹粘土或粉土层，偶见砾石，施工时也内坍塌，局部严重总厚度 7.9m～10.7 m粉质粘土：灰黄色，坚硬——硬塑具深黄色及灰色条带，含较多钙质结核揭露厚度 21.7m～33.8 m强度高，厚度大，是桩基的持力层，由于顶部有厚 0.0m～2.3m 的可塑粘土，桩基的落底深度应在本层底界据此，计算出桩基持力层层角最大坡度为 5.3%上述事实反映了山前洪冲积物下部的特征，是第四纪全新世（ ）的沉积4Q物4．电视塔可能产生的变形（1）地基沉降巨大压力造成地基下陷，会降低发射塔高度，进而影响信号的传递距离和质量，同时，一些连接管也可能发生断裂2）倾斜变形当发射塔相对两侧沉降不均匀时，发射塔将会产生倾斜变形，影响到发送信号的质量，更为重要的是，倾斜变形严重时将会使发射塔发生倾倒3）扭曲变形发射塔基底发生不规则沉降时，将导致发射塔内部应力重新分布，达到一定程度后，发射塔钢架结构将产生弹性和塑性变形。
4）上升（反弹）由于地基的弹性作用，在塔体的巨大压力作用下，距电视塔一定距离处的地基会发生上升运动（反弹） ，均会对地基和一些地下管线造成危害5）水平变形在电视塔的垂直压力作用下，地基在不同的地方会沿不同的方向发生变形，在平面方向的变形主要表现为水平变形平面位移改变了两点之间的相对距离，使电视塔塔身在平面方向产生压缩式拉伸，影响电视塔的垂直度，危及电视塔的安全对于以上变形，其危害最大、最可能发生的变形是地基沉降过大以及不均匀沉降导致的塔体倾斜，影响其安全使用因此，对塔身进行定时监测就成为一项重要的手段四、课程设计各项目内容介绍一）桥梁施工控制网建立及桥梁墩台放样方案1．施工控制网的建立（1）桥梁施工控制网的建立特点（2）控制网的网形结构与技术指标（3）精度估算（从桥墩放样的容许误差来估算施工控制网精度）（4）平面控制方案的实施（包括人员组织、仪器选择、经费预算等）（5）高程控制方案的实施（包括人员组织、仪器选择、经费预算等）2．桥墩、桥台放样方案包括精度确定、测量方案选择、测量方案实施等二） 焦作市广播电视塔变形监测1．水平位移监测布设方案（1）水平位移监测网的精度要求根据电视塔的使用要求，为有效、准确地监测电视塔变形观测点的水平位移量，需要首先建立水平位移监测网。
参照《工程测量规范》的有关内容，确定电视塔的变形监测等级为三等2）水平位移监测网的建立建立了统一于城建坐标系的电视塔水平位移监测网该制网的建立，对于监测电视塔塔身扭曲、倾斜及在不同气候条件下的水平变形规律具有十分重要的作用3）水平位移观测方案①水平位移监测点构造与埋设水平位移监测点的布设，根据电视塔及其周围的实际情况，选用了两种标志布设②水平位移监测点的布设依据《工程测量规范》和电视塔的结构特点，水平位移监测点尽可能布置在沉降变化显著的地方，如塔基的基础上、塔身上，对电视塔在其荷载的作用下塔体水平变形进行监测另外，塔顶的红灯标志也要作为其中的一个水平位移监测点，目的监测塔顶的垂直度③监测点观测精度的确定④选用仪器和施测方法⑤观测周期的确定尤其要注意在变形活跃期、雨季、加载前后、大风等情况下，应随时调整观测周期，以便及时、准确地测定各水平位移监测点的沉降量，掌握水平变形规律⑥经费预算，观测过程中应注意的问题五、课程设计各项目设计步骤六、课程设计相关图表及附件N大 沙 河G1G2G3迎宾路图 1 桥梁施工控制网建立及桥梁墩台放样工程示意图 1,081,081,08R5,2N图 2 电视塔塔基相对位置及桩位图七、后记。
说明本次课程设计的收获，设计中存在的问题及经验、教训等课程设计应提交的资料：一、 桥梁施工控制网建立桥梁墩台放样方案设计平面控制 高程控制示意图二、 焦作市广播电视塔变形监测方案设计沉降观测方案 水平位移观测方案 沉降点观测 水平位移观测点分布图。