工程控制网的布设及施工控制网精度的确定方法

2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第1页 共31页 二 工程控制网的分类及施工控制网精度的确定方法 1 工程控制网的分类和作用 1 1测量控制网的分类 全球控制网国家控制网工程控制网 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第2页 共31页 1 2工程控制网的分类 作用和建网步骤 1 分类 按用途分 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第3页 共31页 按网点性质分 一维网二维网三维网 或称水准网 高程网 或称平面网 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第4页 共31页 三角网导线网混合网方格网 按网形分 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第5页 共31页 附合网 约束网 独立网自由网 按坐标系和基准划分 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第6页 共31页 按其他标准划分 首级网加密网特殊网专用网 如隧道控制网 建筑方格网 桥梁控制网等 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第7页 共31页 1 2工程控制网的作用 1 3建网步骤 工程控制网具有控制全局 提供基准和控制测量误差积累的作用 遵循大地测量学的原理 如 要有坐标系和基准要构成网要逐级布设等 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第8页 共31页 1 4测图控制网作用 控制测量误差的累积 保证图上内容的精度均匀 相邻图幅正确拼接 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第9页 共31页 1 5施工控制网三角 边角网导线网建筑方格网GPS网GPS网与地面网相结合的混合网 特点 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第10页 共31页 5 投影面与工程的平均高程面一致 特点 1 控制的范围较小 控制点的密度较大 精度要求较高 2 使用频繁 3 受施工干扰大 4 控制网的坐标系与施工坐标系一致 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第11页 共31页 要点 4 1 6变形监测网 变形监测网由参考点和目标点组成 变形监测网的坐标系和基准的选取原则 对变形监测网应作同时顾及精度 可靠性 灵敏度以及费用进行监测网的优化设计 对变形监测网都要进行重复观测 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第12页 共31页 1 7安装测量控制网特点 通常是一种微型边角网 边长从几米至一百多米 整个网由形状相同 大小相等的基本图形组成 精度要求很高 其测量精度有时要达到计量级 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第13页 共31页 1 约束网 具有多余的已知数据 2 独立网 只有必要的已知数据 3 无约束网 自由网 无必要的已知数据 2 工程控制网的基准 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第14页 共31页 2 1工程控制网基准的建立方法测图控制网多为约束网 总是选国家或城市坐标系 含平面和高程 下的已知点坐标为其基准 精度准则可靠性准则灵敏度准则费用准则 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第15页 共31页 3 典型工程控制网 隧道 洞 洞外GPS平面控制网布设示意图 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第16页 共31页 洞内导线网布设示意图 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第17页 共31页 某大桥GPS首级平面控制网 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第18页 共31页 三峡大坝水利枢纽工程施工控制网 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第19页 共31页 向家坝施工控制网图 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第20页 共31页 某拱坝变形监测网 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第21页 共31页 高能离子加速器安装测量控制网 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第22页 共31页 大型正负电子对撞机地面控制网 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第23页 共31页 4 施工控制网的精度确定方法 原则 保证各种建筑物施工放样的精度 在确定了建筑物放样的精度要求以后 就用它作为起算数据来推算施工控制网的必要精度 在设计施工控制网时 应使控制点误差所引起的放样点位误差 相对于施工方样的误差来说小到可以忽略不计 以便为今后的放样工作创造有利条件 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第24页 共31页 例1 某建筑物的建筑限差 工程验收的质量标准 即对工程质量的最低要求 为 则由此可定出该该建筑物的施工控制网的精度要求是多少 建筑物竣工位置的误差是由施工误差 包括构件制造 施工 安装误差等 和测量误差共同影响产生的 则竣工位置的中误差m与测量误差m测 施工误差m施的关系为 根据施工设备 技术条件而定 解 设工程竣工位置中误差为m 则有 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第25页 共31页 又因为 测量误差m测包括了控制测量误差m控和放样误差m放 且三者的关系为 假设建筑场地上的控制点密度足够 放样点离控制点不远 放样时产生的误差相对较小 则可 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第26页 共31页 基本思路 一项工程中的建筑限差很多 施工过程复杂 所以究竟按哪一种建筑限差来确定控制网的必要精度 还需要对各种建筑限差进行分析 并结合施工程序和方法来最后确定 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第27页 共31页 例2 南京长江二桥 斜拉桥 施工控制网的网形选取及精度设计实例 1 网形的选择 墩塔高 主梁跨度大的高次超静定结构体系的斜拉桥梁 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第28页 共31页 2 确定施工控制网的精度 桥墩在施工放样过程中 引起桥墩点位误差 的因素包括控制测量误差和施工放样测量误差 它们的联合影响为 将上式按级数展开并舍去高次项得 由于m控对 的影响 其大小取决于n的值 合理选用n很重要 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第29页 共31页 n与的关系 1 当n很小时 控制点误差对 的影响也很小 即对控制网精度要求很高 2 当n 0 45时 0 1 表示控制点误差影响比重小于0 1 且在 0 0 1 区间变化的趋势比较缓慢 表明尽管对控制网提高了精度要求 但其误差影响的比重变化不大 3 当0 45 n 1时 0 1 0 5 曲线斜率变化很快 表明控制点误差影响的比重随着n的变化而显著变化 因此 在确定个控制网精度要求时 n宜选在0 45 1 0之间 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第30页 共31页 根据以上分析可知 在忽略不计控制网误差影响的原则下 即控制网误差对放样点的误差影响比放样误差本身小一个数量级 得 0 1 这样求得 根据桥墩设计理论及 铁路测量技术规程 TBJ101 85 当桥墩中心偏差小于 20mm时 产生的附加力在容许范围内 由此当桥墩中心测量精度要求为 20mm时 可得 若以此为控制网的最弱边边长精度要求时 即可根据设计控制网的平均边长 或主轴线长度或河宽 确定施工控制网的相对边长精度 2020 4 21 博学之 审问之 慎思之 明辨之 笃行之 第31页 共31页 思考题 1 布设施工控制网时应如何选择投