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1、工程测量课程设计、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
2、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：JH 口 点号X(m)Y(m)H(m)G13892887.530432123.79695.353G23894169.232433650.96191.668G33895703.813431937.38794.560二） 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
3、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
4、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8X17
5、 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2 。2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
6、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2.6m4.1m。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
7、结核且夹 灰黑色细砂。总厚度 15.4m16.7m。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 7.9m10.7 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21.7m33.8 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（Q 4）的沉积 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
8、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
9、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
10、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 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。 水平
11、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。 监测点观测精度的确定 选用仪器和施测方法 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。 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。图 1 桥梁施工控制网建立及桥梁墩台放样工程示意图NR5丰4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
