桥梁工程测量实习报告

河南城建学院测绘与城市空间信息系《工程测量学》课程设计实习报告设计名称：工程测量学课程设计学生班级：学生学号：学生姓名：学生组别：第二组专业：测绘工程指导教师：时间：11月28日至12月9日2011年12月9日目录1.工程概况………………………………………………………………11.1工程地理位置……………………………………………………11.2工程简介…………………………………………………………11.3已有测绘成果……………………………………………………22.设计规范及要求………………………………………………………22.1设计规范…………………………………………………………22.2设计要求…………………………………………………………23.桥梁施工控制网的建立………………………………………………33.1桥梁控制网设计原则……………………………………………33.2桥梁控制网设计方法……………………………………………43.3桥梁施工控制网布设的特殊要求………………………………53.4桥墩定位的角度对施工控制网进行必要精度分析……………64.平顶山湛河彩虹桥平面控制网设计…………………………………74.1彩虹桥平面控制网建网方法选择………………………………74.2彩虹桥平面控制网网形设计……………………………………75.平顶山湛河彩虹桥高程控制网设计…………………………………95.1彩虹桥水准测量概述……………………………………………95.2跨河水准测量设计………………………………………………95.3彩虹桥水准设计…………………………………………………116.平顶山湛河彩虹桥桥墩放样…………………………………………136.1平顶山湛河彩虹桥桥墩放样次级网的建立……………………136.2桥墩放样必要精度………………………………………………146.3桥墩中心放样方法………………………………………………157.课程设计实习心得……………………………………………………171《工程测量学》课程设计1.工程概况1.1工程地理位置平顶山市湛河彩虹桥位于河南平顶山市城东河路，是跨越湛河的重点桥梁。北接湛河北路，南接湛河南路。1.2工程简介平顶山湛河彩虹桥是跨越湛河的重点工程，该桥的桥长约300m左右，桥面宽度：主桥净2*7m机动车道+2*3m非机动车道+2*2.75m人行道+2*1.5拱肋+3*0.5隔离带，全宽30m；引桥净2*7m机动车道+2*3m非机动车道+2*2.75m人行道+2*1.5拱肋+3*0.5隔离带，全宽30m。该桥的建成对于平顶山市经济发展具有重要意义。1.3已有测绘成果2已有控制点四个K1、K2、K5、K6且保存完好。而且还已知桥梁中心线与湛北路交点坐标A：X=34060.820，Y=37398.000；桥梁中心线与河道中心线交点坐标：X=33920.224，Y=37391.737；桥梁中心线与湛南路交点坐标B：X=33769.000，Y=37385.000.高程系统采用1956年黄海平均海水面上正高。2.设计规范及要求2.1设计规范1.《工程测量规范》（GB50026－2007）；2.《公路勘测规范》(JTJ061-99)3.《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；4.《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-9）；5.《国家一二等水准测量规范》(GB12897-91)6.《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/18314-2009)2.2设计要求相关精度要求桥梁施工平面控制网的建立，应符合下列规定：1桥梁施工平面控制网，宜布设成自由网，并根据线路测量控制点定位。2控制网可采用GPS网、三角形网和导线网等形式。3控制网的边长，宜为主桥轴线长度的0.5-1.5倍。4当控制网跨越江河时，每岸不少于3点，其中轴线上每岸宜布设2点。平面控制测量等级3桥梁施工控制网等级的选择注：1.L为桥的总长2.l为跨越的宽度指桥梁所跨越的江、河、峡谷的宽度。水准测量的主要技术要求注：1.成带节点的水准网时，节点之间或节点与已知点之间的路线长度，不应大于表中规定的0.7倍。2.L为往返段附合或闭合环的水准路线长度km。n为测站数。3.桥梁施工控制网的建立3.1桥梁控制网设计原则4满足施工放样精度要求，控制点密度适当，图形结构良好的施工控制网更是必不可少，而且施工控制网的布设形式和精度等级更直接影响桥墩放样点位的精度，从而更构成了桥梁建设成败的一个关键因素。因此如何更科学地设计与布设一个既经济又合理的桥梁施工控制网显得极为重要。3.2桥梁控制网设计方法一般的中小型桥梁、高速公路互通、城市立交桥、高架桥和跨越山谷的高架桥等，通常采用一级导线网，或在四等导线控制下加密一级导线。通过在导线点的基础上增设施工控制点，构成简单的四边形网，并加测四边形两对角线从而提高图形强度，再按一级三角网施测要求测量平差后即可满足施工放样的需要。对于大型型桥梁，桥梁控制网的精度需要作具体分析，目前大型桥梁施工控制网建立方法主要有两种，传统的三角网和利用GPS技术建立的控制网法，这两种方法各有特色。三角建网方法有很多优越性，观测量直观可靠、数据处理方法简单、有一套成熟的建网技术和观测程序、测量精度容易控制、工地经验多等，但该方法作业作业速度慢，周期长，人员因素和工作效率是传统三角网的致命弱点。并且，大型桥梁跨河或跨江，对气象的条件要求较高，因此客观上在精度满足需要的情况下应该尽量避免使用该方法。GPS网建立的劳动强度低、优化设计控制网的几何图形以及降低观测中气象条件的要求等方面具有明显的优势，并且可以在较短时间内以较少的人力消耗来完成外业观测工作，基本上不受天气条件限制，内外业紧密结合，可以迅速提交测量成果。但是该方法受卫星条5件的和精度的限制，部分地方卫星信号弱该方法就难以使用，并且，部分工程对精度有特殊要求，该方法不能满足。3.3桥梁施工控制网布设的特殊要求桥梁控制网布网时除了考虑有利的网形以及一般工程控制网的基本要求以外，还需注意以下几点：(1)桥梁三角网的边长与河宽有关，一般在0.5—1.5倍河宽范围内变动。由于三角网边长较短，一般直接丈量三角网的边长作为基线。为了提高三角网韵精度，使其有较多的检核条件，通常丈量两条基线，两岸各设一条。如因地形限制也可将两条基线布设在同一岸上，基线长度一般约等于两桥台间距离(或河宽)的0.7倍。另外，当地形条件许可时，应使基线长度为基线尺长的整数倍，这样可以避免用短尺丈量余长。此外，宜在基线上多设几个节点，埋设标石，便于交会近岸桥墩。以上为用因瓦基线尺丈量基线的情况。如果采用电子全站仪测量，基线的布置就非常灵活。(2)为了使控制网与桥轴线联系起来，应在河流两岸的桥轴线上各设立一个控制点，即将桥轴线作为控制网的一条边，控制点与桥台设计位置不应太远，以方便桥墩台的测设及保证两桥墩台间距离的精度要求。同时，测设桥墩台时，尽量在桥轴线上的控制点上安置仪器进行测量，以减少垂直予桥轴线方向的误差。(3)根据桥轴线的不同精度要求，确定控制网的测边、测角精度，并进而确定选用合适精度的测量仪器、测回数及读数精度。(4)对三角网而言，由于平差计算时只改正角度而不改正基线，即基线的误差与角度的误差相比可以忽略不计。所以为了保证桥轴线有足够的精度，基线的精度要比轴线的精度高出2—3倍。对边角网和测边网而言，由于测定的边长不受角度影响而产生误差积累，测边的精度要求不象基线要求的那么高，只要相当于桥轴线的精度即可。6(5)在大型桥梁建设中，由于工期较长，为了保证在施工过程中尺长标准的统一，一般都应在施工现场建立比尺长，以便于及时对测距工具进行检查核准。(6)布网时应对桥轴线精度、墩台测设、图形强度、点位保存、施工方便等因素进行综合分析考虑。施工时，由于考虑不周或其他原因，控制点位不能满足测设要求，而不得不对控制网进行加密的情况，在桥梁工程建设中也时有发生。因此，在桥梁控制网布网时，必须充分考虑这些特殊要求。3.4桥墩定位对施工控制网进行必要精度分析桥梁施工控制网的精度与桥墩定位等因素密切相关。可以从施工中放样精度要求最高的几何位置中心的容许误差来分析桥梁控制网必要的精度。设放样精度要求最高的几何位置中心的平面容许误差为M，根据桥梁控制网点位误差对放样点位精度不发生显著影响的原则，取总误差的0.4倍作为控制点引起误差的限值，即控制点坐标容许误差为mx(或my)≤0.4M，由此计算出控制网最弱边的边长中误差和最弱边的相对中误差。按222122121()()Sxxyy两边求微分得1212211221cos()sin()dSdxdxdydy按误差传播定律有12222222212121212cos()sin()Sxxyymmmmm将11220.4xyxymmmmM代入，得1212225SxmmM施工平面控制网中最弱点的坐标中误差及最弱边的边长中误差应按公式(5)估算()0.40.42(5)xySmmMmM或（1）7式中M——施工中放样精度要求最高的几何位置中心的容许误差(mm)。对一般桥梁而言，根据《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415－2003的规定：混凝土墩台前后、左右边缘距设计中心线尺寸的允许偏差为±20mm，代入公式(1)即得一般桥梁工程的施工平面控制网中最弱点的坐标中误差不应大于8mm，最弱边的边长中误差不应大于11mm。据此，现行《新建铁路工程测量规范》中规定为10mm。对于斜拉桥，放样精度要求最高的是索塔中心平面位置和斜拉索套管后锚点的几何位置。根据有关规范的规定，它们的容许偏差均为±5mm，代入公式(1)后得到：施工平面控制网中，最弱点的坐标中误差不应大于2mm；最弱边的边长中误差不应大于3mm。考虑到这两项定位均可在主塔墩施工后按相对定位的方法来实施，可分别放宽至3mm和4mm。假定大型桥梁建筑物平面位置偏离轴线的最小限差为±10mm，按“施工总误差等于控制测量误差、施工放样误差、施工误差和加密误差之总和”的原则推算出控制网中最弱点的点位精度不应低于±5mm；采用该假设，按式(1)计算的点位中误差容许值为±5.5mm。4.平顶山湛河彩虹桥平面控制网设计4.1彩虹桥平面控制网建网方法选择布设桥梁控制网传统的方法是测角网，这种方法只测三角形的内角和一条或两条基线，测角网有利于控制横向误差。由于光电测距仪和全站仪的普及，使距离测量极为方便，因而布设测边网和边角网成为可能。根据精度分析,测角网(三角网)有利于控制方位误差,即横向误差,而测边网有利于控制尺寸误差,即纵向误差,在建立控制网时为了充分发挥测角网和测边网的这些特点,布设同时测角和测边的控制网，即边角网。因此，“彩虹桥”平面控制网建网方法选用边角网，等级为四等控制网。4.2彩虹桥平面控制网网形设计8桥梁施工平面控制网图形常见的有图1所示的5种,其中1-2为桥轴线。图1（a）为菱形网,适合于江中有岛的情形,图1（b）（c）为双三角形网和单大地四边形网,主要用于大、中桥的控制,图1（d）（e）为大地四边形加三角形网和双大地四边形网,主要用于大桥和特大桥的控制。虽然“彩虹桥”长约300m，但考虑到其结构的特殊性故采用双大地四边形网，初步设计的网形如下：95.平顶山湛河彩虹桥高程控制网设计5.1彩虹桥水准测量概述跨河水准测量是桥梁工程高程控制网测量的重要组成部分，其主要任务和作用是：通过跨河高程传递测量将江河湖海两岸的水准点高程联系起来，建立全桥统一的高精度的高程基准，满足水中桥墩（塔）精度施工放样的需要。5.2跨河水准测量设计桥梁施工高程控制网的主要作用是控制桥梁墩台及索塔高程的定位放样,其中水中桥墩及斜拉桥索塔的高程是控制的重点和难点,其难度随着桥梁跨越水面距离的增大而增加。为了保证水中主桥高程施工放样精度,必须通过跨江(海)高程测量将江河湖海两岸的水准点高程联系起来。可见,跨河(海)水准测量是桥梁施工高程控制网测量的关键。以水中桥墩施工放样精度要求推求桥梁施工控制网的必要精度。K1K6K5K212BA10从测量的角度来看,桥墩