第二章 施工控制測量.ppt

1、第二章 施工控制測量,第一節(jié) 施工控制網(wǎng)的特點 第二節(jié) 三角測量基本原理 第三節(jié) 三角測量的外業(yè)工作 第四節(jié) 精密導(dǎo)線 第五節(jié) 高程控制網(wǎng),第二章 施工控制測量,2-1 概述,布設(shè)施工控制網(wǎng)的目的 規(guī)劃設(shè)計階段：為測繪大比例尺地形圖； 施工建設(shè)階段：為工程建筑物的施工放樣提供控制； 施工建設(shè)與運管管理期間：為監(jiān)測工程建筑物的變 形和安全性能，布設(shè)變形觀測控制網(wǎng)。 這三個方面的控制測量工作，由于時間先后、規(guī)模大小、形式和精度要求不同，很難一次布設(shè)使其滿足各方面的要求，一般需采用分別布網(wǎng)的辦法。,一、施工平面控制網(wǎng)的布設(shè),根據(jù)總平面設(shè)計和施工地區(qū)的地形條件來確定： 三角網(wǎng)（或邊角網(wǎng)）：起伏較大的山

2、嶺地區(qū) （如水利樞紐） 跨越江河的工程（如大橋） 導(dǎo)線網(wǎng)：地形平坦通視比較困難的地區(qū)，例如擴 建或改建的工業(yè)場地； 建筑方格網(wǎng)：建筑物多為矩形且布置比較規(guī)則和 密集的工業(yè)場地,相對于測圖控制網(wǎng)來說，一般的施工控制網(wǎng)具有以下特點： 1、控制的范圍小，控制點的密度大 例如：大型的水利樞紐工程 控制面積：十幾平方公里（個別達幾十平方公里）； 中小型水利樞紐 控制面積：一般不超過幾個平方公里； 一般工業(yè)建設(shè)場地 控制面積：許多都在1km2以下。 在這樣一個較小的范圍內(nèi)，各種建筑物的分布錯綜 復(fù)雜，為滿足施工期間的放樣工作，需布設(shè)稠密的 控制點，,2點位布設(shè)和精度有特定的要求 點位布設(shè)要考慮施工放樣的方

3、便 (例如橋梁和隧道軸線兩端一定要有控制點。) 精度上對軸線的位置，在偏差上都有一定的限值 (例如工業(yè)廠房主軸線定位的精度要求為2cm 4km以下的山嶺隧道，當(dāng)相向開挖面貫通時，兩中線 間的橫向偏差不應(yīng)超過10cm。) 施工控制網(wǎng)的精度不一定均勻，要求保證某一方向或 幾個點的相對位置的高精度。 (例如橋梁施工控制網(wǎng)要求沿橋軸線方向的高精度， 以保證橋軸線長度及墩臺定位的精度；隧道施工控 制網(wǎng)要保證隧道橫向貫通的精度等。),3使用頻繁 在施工過程中，控制點常直接用于放樣。 例如大壩，往往對每一層都要進行放樣工作。 對于橋墩，也要隨著他們的澆注升高，經(jīng)常地進行 放樣工作。 由此可見，放樣控制點的使

4、用是頻繁的。 對于控制點的穩(wěn)定性，使用時的方便性，以及點位 在施工期間保存的可能性等，就提出了比較高的要求。 因此，在控制點上有時采用觀測墩。,4受施工干擾 現(xiàn)代工程的施工常采用同時交叉作業(yè) 施工人員的來來往往也成為阻擋視線的嚴重障礙。 因此，施工控制點的位置應(yīng)分布恰當(dāng)，密度也應(yīng)該較大， 以便在工作時可有所選擇。 為防止控制點的標樁被破壞，所布設(shè)的點位應(yīng)畫在施工 設(shè)計的總平面圖上，并教育工地上的所有人員注意保護。,5投影面的選擇不同 由于施工放樣需要應(yīng)用控制點之間的實際距離， 因此施工控制網(wǎng)的起始邊長度不需要投影到平均海水 面上。 例如工業(yè)建設(shè)場地上是將施工控制網(wǎng)投影到廠區(qū) 平均高程面上； 例

5、如橋梁施工的三角網(wǎng)的起始邊長度就要求化算 到橋墩頂?shù)钠矫嫔稀?工程測量規(guī)范中規(guī)定，平面控制網(wǎng)的坐標系 統(tǒng)，應(yīng)在滿足測區(qū)投影長度變形值不大于2.5cm/km 的要求下，作下列選擇：,(1)采用統(tǒng)一的高斯正形投影3帶平面直角坐標系統(tǒng)； (2) 采用高斯正形投影3帶平面直角坐標系統(tǒng)，投影面可 采用1985年國家高程基準，測區(qū)抵償高程面和測區(qū)平 均高程面； (3) 小測區(qū)可采用簡易方法定向，建立獨立坐標系統(tǒng)； (4) 在已有平面控制網(wǎng)的地區(qū)，可沿用原有的坐標系統(tǒng)； (5) 廠區(qū)內(nèi)可采用建筑坐標系統(tǒng)。,按坐標正算方法可得：,X 2 12 S12 13 1 S13 3,其中：S13 按正弦定理計算,2-2

6、 三角測量基本原理,2-2 三角測量基本原理,采用三角形作為三角網(wǎng)基本圖形，這是因為 三角形 結(jié)構(gòu)簡單 圖形強度好 計算方便 有幾何條件檢核。,起算數(shù)據(jù)為了得到所有點的坐標，必須已知的數(shù)據(jù)。 包括：網(wǎng)中某一點的坐標x1、y1，某一邊 長度S1及其坐標方位角12。 觀測元素在各三角點上進行觀測得到的數(shù)據(jù)。一般 是水平角（方向值）或邊長。 推算元素根據(jù)起算數(shù)據(jù)和觀測元素的平差值推算出 來的數(shù)據(jù)。包括：三角網(wǎng)中各邊長、坐標 方位角和三角點的坐標。,一、三角網(wǎng)中的數(shù)據(jù)類型：,二、起算數(shù)據(jù)的獲得方法,1、 起算邊長 測區(qū)內(nèi)已有國家三角網(wǎng)，且精度能夠滿足要求， 可直接利用其作為起算邊長。 已有網(wǎng)邊長精度不

7、能滿足要求或無邊長可利用 時，可采用光電測距或GPS基線法直接測定三角 網(wǎng)的某一邊或某些邊的邊長作為起算邊長。,2、起算坐標 測區(qū)附近無三角網(wǎng)成果可供利用，可在一個三角 點上用天文測量方法測定其經(jīng)緯度，再換算成高 斯平面直角坐標作為起算坐標。 測區(qū)內(nèi)已有國家三角網(wǎng)時，由已有的三角網(wǎng)傳遞 起算坐標。 保密工程或小測區(qū)也可采用假定坐標或建筑坐標 系統(tǒng)。,3起算方位角 測區(qū)附近已有控制網(wǎng)時，由已有網(wǎng)傳遞方位 角。 無已知控制網(wǎng)成果可利用時，一般用天文測 量方法測定三角網(wǎng)某一邊的天文方位角作為起 算方位角或用陀螺經(jīng)緯儀測定真方位角作為起 算方位角。 方向精度要求不高時，也可測定一條邊的磁方 位角作為起

8、算方位角。,一、 三角網(wǎng)的設(shè)計和選點要求 P16 1、主要內(nèi)容 地形圖上選擇點位，布置網(wǎng)形； 精度估算（與控制網(wǎng)形狀有關(guān)）； 現(xiàn)場踏勘布點。,2-3 三角測量的外業(yè)工作,2. 三角網(wǎng)的基本圖形,三角鎖 中點多邊形 大地四邊形,3、 選點布網(wǎng)的基本要求,（1）三角形的內(nèi)角不應(yīng)小于30；受地形限制時， 個別角亦不應(yīng)小于25。 （2）相鄰點間應(yīng)通視良好，便于觀測，不受旁折光 影響； （3）測距邊應(yīng)滿足相應(yīng)測距方法對地形等因素的要 求； （4）控制點應(yīng)便于長期保存和尋找，點位應(yīng)有利于 控制網(wǎng)的加密、擴展。 （5）要考慮三角測量的基本要求和施工放樣的特殊 需要。,二、三角網(wǎng)的角度觀測,觀測方法：方向觀測

9、法,選擇起始方向（如A）； 盤左：照準起始方向，配置水平度盤，讀數(shù)； 順時針依次照準各目標，直至歸零，即： ACDEA 盤右：照準起始方向，讀數(shù)； 逆時針依次照準各目標，直至歸零，即： AEDCA,式中： m 總測回數(shù)； j 測回序號（j =1、2、3、m）； i 水平度盤最小間隔分劃值，DJ1型儀器為4， DJ2型儀器為10； w 測微器分格數(shù)，DJ1型儀器 w=60格，DJ2型 儀器 w=600。,各測回起始方向的讀數(shù)按下列公式計算,度盤讀數(shù)為：1653815.4,2. 全圓方向法記錄計算,3、方向觀測注意事項,（1）選擇最有利的時間觀測，通視良好，成像清晰、 穩(wěn)定。 （2）注意旁折光的影

10、響。 （3）在每半個測回中，照準部只按一個方向轉(zhuǎn)動。 （4）微動螺旋必須以旋進方向照準目標。測微器以旋 進方向使度盤分劃線重合。 （5）認真消除視差。在一測回的觀測過程中不得重新 調(diào)焦，以免引起視準軸的變動。 （6）儀器(包括三腳架)不要受陽光直接照射。 （7）觀測過程中，照準部水準管不得偏離中心位置一 格。 （8）水平角觀測的結(jié)果超過限差時，應(yīng)在原度盤位置 上進行重測。,4、 成果檢核,（1）三角形的閉合差檢核 三角形閉合差 三角形閉合差的限值 式中 m 為該等級三角網(wǎng)限制的測角中誤差。,測角中誤差檢核,測角中誤差計算： 式中，w 各三角形的角度閉合差； n 所測三角形的個數(shù)。 實際得出的測

11、角中誤差m 應(yīng)小于設(shè)計要 求的測角中誤差。否則應(yīng)檢查原因，首先在 角度閉合差較大的有關(guān)各測站上進行重測。,三、基線測量,1、方法：光電測距，基線尺測距。 2、光電測距注意事項： 基線兩端的高差不宜過大，一般 h 0.2 D 測距邊直接選在地面覆蓋物相同的地段，不宜 選在煙囪、散熱塔、散熱池等發(fā)熱體的上空； 測線上不應(yīng)有樹枝、電線等障礙物，四等及 以上的測線應(yīng)離開地面或障礙物1.3m以上； 測線應(yīng)避開高壓線等強電磁場的干擾。,一、 工程精密導(dǎo)線的布設(shè)原則 1、宜布設(shè)成直伸形狀，在必要的情況下，可以 布設(shè)成直伸的導(dǎo)線閉合環(huán)。 2、導(dǎo)線邊所在位置應(yīng)便于測距。 3、導(dǎo)線點彼此之間通視良好，減弱折光的影

12、響。 4、盡量布置長邊，以提高測距的相對精度并使 導(dǎo)線點數(shù)減少。 5、導(dǎo)線點所在位置應(yīng)便于放樣和連測。 6、導(dǎo)線點位置應(yīng)盡量避開地質(zhì)不穩(wěn)定的地方， 并避免施工的干擾。,2-4 精密導(dǎo)線測量,二、工程精密導(dǎo)線的測量方法,1、角度測量 用測回法觀測。奇數(shù)測回測左角，偶數(shù)測回 測右角。左、右角分別取中數(shù)。,角度觀測注意事項：,觀測右角時，仍以左角起始方向為準配置度盤位置。 檢查左、右角之和與圓周角的閉合差 =左+右 360 不應(yīng)大于表2-8的規(guī)定(P.22) 為了消除旁折光影響，一個測站的全部測回數(shù)，至 少應(yīng)分配在兩個不同的時間段觀測。,2、邊長測量,根據(jù)測量設(shè)計所需的精度，結(jié)合儀器設(shè)備條件， 采用光電測距方法往返觀測，或按不同時段觀測。,3.數(shù)據(jù)處理,導(dǎo)線環(huán)角度閉合差限差檢核：,式中：m 設(shè)計所需的測角中誤差； n 導(dǎo)線環(huán)內(nèi)角個數(shù)。 測角中誤差計算： m應(yīng)符合測量設(shè)計的精度要求。,導(dǎo)線的平差計算：,宜采用間接平差、條件平差。角、邊觀測值應(yīng)按 下式確定權(quán)數(shù)： 式中 m 導(dǎo)線測角中誤差