典型工程控制网的布设ppt课件

典型工程控制网的建立 环境与规划系 1 桥梁施工控制网的布设2 隧道施工控制网的布设3 水利枢纽施工控制网的布设4 工业厂区施工控制网的布设5 大坝变形监测控制网6 加速器环形控制网 1 桥梁施工控制网的布设 在桥梁施工时 测量工作的主要任务是精确的放样桥墩桥台的位置和跨越结构的各个部分 并随时检查施工质量 中小型桥 直接丈量大型和特大型桥 前方交会法 1 1桥梁施工平面控制网的布设桥梁三角网的基本网型 大地四边形和三角形以控制跨越江河的正桥部分为主 应用较多的有大地四边形 双大地四边形 双三角形以及大地四边形与三角形相结合的图形 双三角形大地四边形 双大地四边形加强型大地四边形 大地四边形加三角形 由于高精度测距仪的应用 桥梁施工控制网除了采用传统的三角网 边角网 形式外 精密导线网也是一种方法 点位布设时 河流两岸的桥轴线上各设立一个控制点 并在桥轴线上 下游沿岸布设最有利交会水中桥墩的精密导线点 并增加上 下游过江测距 使导线闭合于桥轴线上的控制点 三角网各点选择的原则 1 图形简单并具有足够的强度 2 为了使三角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三角点 即将桥轴线作为三角网的一个边 3 桥梁三角网的边长与河宽有关 一般在0 5 1 5倍河宽的范围内变动 桥梁施工平面控制网的测量 角度观测 经纬仪距离观测 钢尺测距 光电测距 桥梁施工平面控制测量内业计算施工平面控制网通常采用独立的坐标系 直线桥以桥轴线两控制桩中里程较小的一个为坐标原点 以桥轴线按里程增加方向为x轴正向建立测量坐标系 1 2桥梁施工高程控制网的建立 1 各水准点应沿桥轴线两侧以400m左右的间距均匀布设 并构成连续水准环 2 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 3 水准测量的等级 精度 限差应符合相应的规定 4 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 5 施工水准点的高程必须定期检测 6 水准点应埋设标石 返回 2 隧道施工控制网的布设 隧道施工至少要从两个相对的洞口同时开挖 长隧道的施工需要通过竖向或侧向的通道 竖井 斜井 平洞 增加工作面 加快施工进度 很多工作面同时施工时 测量人员应保证隧道最后正确贯通 隧道施工控制网分为地面网和洞内网两部分 2 1隧道地面控制网隧道施工控制网的地面部分用以确定洞口点 竖井的近井点和方向照准点之间的相对位置 作为洞内控制网的起始数据 网的图形向隧道轴线方向延伸 布网形式常采用狭长的三角网 边角混合网或环形导线网 目前一般采用GPS控制网 若采用GPS控制网 除了在隧道线路上布设进 出口点以外 还要在每个洞口附近各布设3个及3个以上定向点 以便于在洞口用全站仪设站时定向 2 2隧道洞内控制网隧道洞内狭长形状的空间使洞内控制网的设计没有选择的余地 而只能采用支导线的形式 为了进行检核 一般布设两个等级的导线 施工导线在掘进的同时首先布设施工导线 为掘进指明方向 为其他施工提供依据 主导线当隧道掘进至大约1 2km时 布设边长较长的 具有较高精度的主导线 用于检核及修正施工导线 在城市地铁工程中 地下导线也常采用交叉导线 在每设置一个新的导线点时 均由两条交叉导线测得其坐标 当检核无误后 取其平均值作为新点的测量数据 隧道在曲线部分时 可以跳站 隔一个或几个测站 观测 构成跳点导线 当隧道在直线部分时 应在每个吊篮上安置两个观测台 形成左右两条导线 最后在新点处交会 它不但能使测量数据有足够可靠性 还可以提高导线的精度 返回 3 水利枢纽施工控制网的布设 水利枢纽工程除大坝外 还包括发电站机房 船闸 溢洪道等 因此布设施工控制网时要参照设计总平面图统一考虑 三门峡 葛洲坝 大坝轴线是主轴线 轴线应包含在控制网中 点位的选择要考虑土质良好 能长期保存 便于施工放样 并尽量顾及图形强度 一次布网有困难时 可采用分级布网 首级网布得稀疏些 控制范围大些 较多考虑图形好和点位稳定 在首级网下再布插网 插点 使点位靠近待建物 便于放样 加密网直接为施工放样服务 由于水利枢纽工程多建在山区 那里地形复杂 起伏较大 因此 宜用边角测量方法来建立控制网 大坝的施工控制网布设在河谷两岸 由于点位分布在不同高度上 有时与近点不通视 而只能与远点通视 因此控制网的图形往往很不规则又很复杂 3 1平面施工控制网平面控制网建立的要求 控制网必须覆盖建筑物施工范围 能满足建筑物的施工要求 控制点尽量避开施工的影响 且通视良好 便于在首级控制网的基础上加密低等级控制点 方便施工放样 控制网点在被毁坏后 能方便恢复 保证控制点的精度能满足要求 为地面边角网 全网共有27个点 其中已知点数10个 未知点数17个 方向和边长观测值数分别为98和88个 多余观测值总数达131个 平均多余观测分量为0 70 最大边长为760多米 最短边仅有11 32米 某大型水利枢纽工程施工控制网 3 2高程施工控制网根据工程建筑物分布的范围和高程控制网的特点及施工区交通情况 高程控制网设计为精密水准网 根据 水利水电工程施工测量规范 要求 对于混凝土建筑物 高程控制设计必须满足最末级高程控制点相对首级高程控制点的高程中误差 不大于 10mm 返回 4 工业厂区施工控制网的布设 对于工业建设来说 由于建筑场地上工程建筑物的种类很多 施工的精度要求也各不相同 有的要求很低 有的则很高 例如 连续生产设备的中心线横向偏差要求不超过1mm 钢结构工业厂房钢柱中心线间的距离偏差要求不超过2mm 管线道路的施工限差相对而言要求较低 建筑施工控制网的精度究竟应该如何确定呢 厂区施工控制网的主要任务是放样各系统工程的中心线和各系统工程之间的连接建筑物 例如 放样厂房的中心线 高炉和焦炉的中心线 皮带通廊 铁路和管道等 通过对这些工程中心线的放样 就将这些工程进行了整体定位 厂区控制网的精度应能保证这些工程之间相对位置误差不超过连接建筑物的允许限差 至于各系统工程内部精度要求很高的大量中心线的放样工作 可单独建立各系统工程的控制网 如厂房控制网 高炉和焦炉控制网 设备安装专用控制网等 各系统的局部控制网不是强制地附合在厂区施工控制网上按所谓的由高级到低级 高级控制低级的原则加密得到的 而是根据厂区施工控制网放样各系统工程的主要中心线 亦称主轴线 进行工程的整体定位 然后以放样的主轴线为基础再建立工程的控制网 由以上的控制关系可以得出 厂区施工控制网的精度主要取决于各系统工程间连接建筑物施工的精度要求 工程施工控制网间不存在一般测量控制网的精度梯度关系 因此 在布设建筑工地施工控制网时 采用分级布网的方案是比较合适的 也即首先建立布满整个工地的厂区控制网 目的是放样各个建筑物的主要轴线 然后 为了进行厂房或主要生产设备的细部放样 在由厂区控制网所定出的各主轴线的基础上 建立厂房矩形控制网或设备安装控制网 在大型工业厂区建筑工程中 通常采用的厂区控制网的形式有 建筑方格导线网边角网GPS网等建筑方格网是在50年代作为先进经验从前苏联引进我国的 其最大优点是可采用直角坐标法进行细部点放样 在当时由于经纬仪和钢尺是主要的测量工具 在大型厂区建立建筑方格网放样 计算简单 不易出错 确实为施工放样提供了很大的方便 起到了不可替代的作用 到了全站仪和GPS接收机已十分普及的今天 建筑方格网由于其图形比较死板 点位不便于长期保存 已逐渐淘汰 相比之下 导线网 边角网特别是GPS网有很大的灵活性 在选点时 完全可以根据场地情况和需要设定点位 有了全站仪 在一定范围内只要通视都能很容易地放样出各细部点 4 1平面施工控制网布置成正方形或矩形格网形式的施工控制网称为建筑方格网 在大型工业厂区如武汉钢铁公司 马鞍山钢铁公司以及上海宝山钢铁公司 其施工控制网就是采用了建筑方格网的形式 建筑方格网的布置一般是根据建筑设计总平面图并结合现场情况来拟定 布网时应首先选定方格网的主轴线 某钢铁公司方格网的布设 首级网是一个由沿纬III路布设的横向长轴线以及与它互相垂直的7条纵向短轴线及一个闭合多边形组成 纵向短轴线与横向长轴线的交点自西向东依次为JI JII JIII 甲 JIV 乙 JV等点 闭合多边形处在JV线以东 O2点定为矩形控制网的坐标起算点 称为原点 为了能够长期保存横向轴线的两个端点 设计中又将它们向两端延伸 最终横向主轴线的西端点为I号点 东端点为II号点 主纵轴线的南 北两端点分别为III号点和IV号点 某钢铁公司方格网的布设 细部方格网是在一级建筑方格网的基础上根据各系统工程建筑物施工放样的需要分期加密布设的 其形状和规格均不一样 主要以各系统工程建筑物施工放样应用方便为原则 某钢铁公司方格网的布设 一般首级为基本网 可采用 字形 口 字形或 田 字形 然后再加密或扩展方格网 某钢铁公司方格网的布设 测设主轴线时 应首先应根据设计的主轴线和施工坐标 按照所在区域的地形条件 在主轴线上选出若干格网点 至少3个 用坐标换算的公式将它们的施工坐标换算成测量坐标 然后根据勘测控制点将其在现场进行定位 通常采用极坐标法和角度交会法 通常一条主轴线至少应放样出三个点 通常采用极坐标法和角度交会法 通常一条主轴线至少应放样出三个点 测设出的为其概略位置A O B 然后 在O 点上安置经纬仪 测出 A O B 计算归化值 使其调整到一直线上 放样出主轴线AOB线后 将仪器架于O点并转90度即可定出C D 主轴线AOB COD经调整后 再加密E F G H各点 在A C两点架设经纬仪 后视O点 分别测设90 角 两方向线之交点即为E点 实量AE CE边长进行检核 用同样方法可以交会F H G点 在建立了 田 字形方格网后 还需以此加密1 16各点 可在C点架设经纬仪照准E点 按设计要求沿视线精密量距 即可定出点1 图中细部格网点 如1 16各点 均可用直线内分法标定 而4 6 11 13各点又可用方向线交会法根据已定点加密 当测区范围较大时 也可直接采用GPSRTK法放样方格点 如果建筑区对施工控制网的精度要求较高 则必须用归化法来建立方格网 首先按以上方法放样各方格点 为了求得一大批方格点的精确坐标 可以采用任何一种控制测量方法即静态GPS 三角 导线 交会等法 也可以联合应用几种方法来测量 然后通过严密平差精确计算出各点的实际坐标 将各点的实际坐标和设计坐标比较 求得各方格点的归化量 从而把各方格点归化到设计位置 首级控制网不一定要具有方格的形状 完全可以用导线 导线网 边角网和GPS网等灵活的形式建立 这样首级网中点数不多 点位可以较自由地选择在便于保存并便于使用的地点 随着施工的进展用这首级网逐步放样出车间的主要轴线 然后从车间主轴线出发建立所需精度的厂房矩形控制网或其它形式的控制网 4 2高程施工控制网工程施工期间 对于高程控制点的建立亦有明确的要求 在精度上应能满足工程施工中高程放样的要求 以及施工期间建筑物基础下沉的监测要求 在密度上 则应以保证施工方便为准 工程测量规范 规定 建筑场地上的高程控制网一般分两级布设 首级为III等水准网 控制整个建筑场地 在厂区一般相距400m左右应埋设一点 点位应选在距离厂房或高大建筑物 如烟囱 水塔等 25m以外 距离震动影响范围不小于5m 距离回填土边界线不小于15m 第二级高程控制是在III等水准网的基础上加密IV等水准网 控制建筑场地的高程网应与国家II等水准点进行联测 作为高程起算的依据 III等水准网应整体建立 IV等水准网可根据施工放样的需要 分区加密 所有高程控制网点应定期进行检查 以监视其是否变动 为此 在建筑场地上还应建立深埋式的水准基准点组 其点数不应少于3个 点间的距离宜在100 200m之间 其间的高差应以II等水准测定 并进行复测和稳定性检验 返回 5 大坝监测控制网的布设 混凝土重力坝土石坝以土石坝为例 土石坝结构简单 一般均将变形观测点布设在坝面上 而且将水平位移与垂直位移的观测标志设在同一观测点上 观测点位置的选择 应具有代表性 而且能够控制坝体主要变化的情况 例如 最大坝高处 合垄断 坝基地质不良以及坝底地形变化较大支持 但同时也要观测变形的全貌 其他地段也应布设 布点时可沿坝轴线方向以河床中心最大坝高处为起点向两端测设 横断面间距一般为40 80m 对于横断面形状基本相同而基础又没有多大变化的长坝 间距可以适当加大 但观测横断面的数量不能太少 以免绘制沉陷图时产生困难 在土石坝的横断面上 一般可平行于坝轴线方向布设4 5条观测断面 例如在迎水坡面正常高水位以上等处布设观测点 为了便于用视准线法观测水平位移 各断面的观测点应该在平行于坝轴线的同一条直线上 返回 6 环形加速器控制网 安装测量控制网通常是大型设备构件安装定位的依据 也是工程竣工后建筑物和设备变形观测及调整的依据 他们一般在土建工程施工后期布设 在进行这类控制网的设计时 应考虑控制点的密度和位置都能满足设备构件的安装定位要求 在进行控制网的网型设计时 其点位的选择不受地形 地物 图形强度等诸因素的影响 而是要考虑设备的安装 数量 建筑物的形状 特定方向的精度要求等等 这一类控制网通常是一种 微型边角网 即边长较短 一般在几十米至一百米的范围之内 整个网是由形状相同 大小相等的基本图形组成的 一般采用测边或边角同测的方法施测 对于环形的地下建筑物 可布设成各种类型的环形网和等半径的中点多边形 例如 大厅式的环形粒子加速器 由于半径较小 一般布设成以圆心为极点的中点多边形 但是对于更长的半