《施工控制测量》PPT课件.ppt

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1、第二章第二章 施工控制测量施工控制测量第一节第一节 施工控制网的特点施工控制网的特点第二节第二节 三角测量基本原理三角测量基本原理第三节第三节 三角测量的外业工作三角测量的外业工作第四节第四节 精密导线精密导线第五节第五节 高程控制网高程控制网第二章第二章 施工控制测量施工控制测量2-1 2-1 概述概述 布设施工控制网的目的布设施工控制网的目的 规划设计阶段：规划设计阶段：为测绘大比例尺地形图；为测绘大比例尺地形图；施工建设阶段：施工建设阶段：为工程建筑物的施工放样提供控制；为工程建筑物的施工放样提供控制；施工建设与运管管理期间：施工建设与运管管理期间：为监测工程建筑物的变为监测工程建筑物的

2、变 形和安全性能，布设变形观测控制网。形和安全性能，布设变形观测控制网。这这三三个个方方面面的的控控制制测测量量工工作作，由由于于时时间间先先后后、规规模模大大小小、形形式式和和精精度度要要求求不不同同，很很难难一一次次布布设设使使其其满满足足各各方方面的要求，一般需采用分别布网的办法。面的要求，一般需采用分别布网的办法。一、施工平面控制网的布设一、施工平面控制网的布设 根据总平面设计和施工地区的地形条件来确定：根据总平面设计和施工地区的地形条件来确定：三角网（或边角网）：三角网（或边角网）：起伏较大的山岭地区起伏较大的山岭地区 （如水利枢纽）（如水利枢纽）跨越江河的工程（如大桥）跨越江河的工

3、程（如大桥）导线网：导线网：地形平坦通视比较困难的地区，例如扩地形平坦通视比较困难的地区，例如扩 建或改建的工业场地；建或改建的工业场地；建筑方格网：建筑方格网：建筑物多为矩形且布置比较规则和建筑物多为矩形且布置比较规则和 密集的工业场地密集的工业场地 相相对对于于测测图图控控制制网网来来说说，一一般般的的施施工工控控制制网网具有以下特点：具有以下特点：1 1、控制的范围小，控制点的密度大、控制的范围小，控制点的密度大 例如：大型的水利枢纽工程例如：大型的水利枢纽工程 控制面积：十几平方公里（个别达几十平方公里）；控制面积：十几平方公里（个别达几十平方公里）；中小型水利枢纽中小型水利枢纽 控制

4、面积：一般不超过几个平方公里；控制面积：一般不超过几个平方公里；一般工业建设场地一般工业建设场地 控制面积：许多都在控制面积：许多都在1km1km2 2以下。以下。在这样一个较小的范围内，各种建筑物的分布错综在这样一个较小的范围内，各种建筑物的分布错综 复杂，为满足施工期间的放样工作，需布设稠密的复杂，为满足施工期间的放样工作，需布设稠密的 控制点，控制点，2 2点位布设和精度有特定的要求点位布设和精度有特定的要求 点位布设要考虑施工放样的方便点位布设要考虑施工放样的方便 (例如桥梁和隧道轴线两端一定要有控制点。例如桥梁和隧道轴线两端一定要有控制点。)精度上对轴线的位置，在偏差上都有一定的限值

5、精度上对轴线的位置，在偏差上都有一定的限值 (例如工业厂房主轴线定位的精度要求为例如工业厂房主轴线定位的精度要求为2cm2cm 4km 4km以下的山岭隧道，当相向开挖面贯通时，两中线以下的山岭隧道，当相向开挖面贯通时，两中线 间的横向偏差不应超过间的横向偏差不应超过10cm10cm。)施工控制网的精度不一定均匀，要求保证某一方向或施工控制网的精度不一定均匀，要求保证某一方向或 几个点的相对位置的高精度。几个点的相对位置的高精度。(例如桥梁施工控制网要求沿桥轴线方向的高精度，例如桥梁施工控制网要求沿桥轴线方向的高精度，以保证桥轴线长度及墩台定位的精度；隧道施工控以保证桥轴线长度及墩台定位的精度

6、；隧道施工控 制网要保证隧道横向贯通的精度等。制网要保证隧道横向贯通的精度等。)3 3使用频繁使用频繁 在施工过程中，控制点常直接用于放样。在施工过程中，控制点常直接用于放样。例如大坝，往往对每一层都要进行放样工作。例如大坝，往往对每一层都要进行放样工作。对于桥墩，也要随着他们的浇注升高，经常地进行对于桥墩，也要随着他们的浇注升高，经常地进行 放样工作。放样工作。由此可见，放样控制点的使用是频繁的。由此可见，放样控制点的使用是频繁的。对于控制点的稳定性，使用时的方便性，以及点位对于控制点的稳定性，使用时的方便性，以及点位 在施工期间保存的可能性等，就提出了比较高的要求。在施工期间保存的可能性等

7、，就提出了比较高的要求。因此，在控制点上有时采用观测墩。因此，在控制点上有时采用观测墩。4 4受施工干扰受施工干扰 现代工程的施工常采用同时交叉作业现代工程的施工常采用同时交叉作业 施工人员的来来往往也成为阻挡视线的严重障碍。施工人员的来来往往也成为阻挡视线的严重障碍。因此，施工控制点的位置应分布恰当，密度也应该较大，因此，施工控制点的位置应分布恰当，密度也应该较大，以便在工作时可有所选择。以便在工作时可有所选择。为防止控制点的标桩被破坏，所布设的点位应画在施工为防止控制点的标桩被破坏，所布设的点位应画在施工 设计的总平面图上，并教育工地上的所有人员注意保护。设计的总平面图上，并教育工地上的所

8、有人员注意保护。5 5投影面的选择不同投影面的选择不同 由于施工放样需要应用控制点之间的实际距离，由于施工放样需要应用控制点之间的实际距离，因此施工控制网的起始边长度不需要投影到平均海水因此施工控制网的起始边长度不需要投影到平均海水 面上。面上。例如工业建设场地上是将施工控制网投影到厂区例如工业建设场地上是将施工控制网投影到厂区 平均高程面上；平均高程面上；例如桥梁施工的三角网的起始边长度就要求化算例如桥梁施工的三角网的起始边长度就要求化算 到桥墩顶的平面上。到桥墩顶的平面上。工程测量规范中规定，平面控制网的坐标系工程测量规范中规定，平面控制网的坐标系 统，应在满足测区投影长度变形值不大于统，

9、应在满足测区投影长度变形值不大于 的要求下，作下列选择：的要求下，作下列选择：(1)(1)采用统一的高斯正形投影采用统一的高斯正形投影33带平面直角坐标系统；带平面直角坐标系统；(2)(2)采用高斯正形投影采用高斯正形投影33带平面直角坐标系统，投影面可带平面直角坐标系统，投影面可 采用采用19851985年国家高程基准，测区抵偿高程面和测区平年国家高程基准，测区抵偿高程面和测区平 均高程面；均高程面；(3)(3)小测区可采用简易方法定向，建立独立坐标系统；小测区可采用简易方法定向，建立独立坐标系统；(4)(4)在已有平面控制网的地区，可沿用原有的坐标系统；在已有平面控制网的地区，可沿用原有的

10、坐标系统；(5)(5)厂区内可采用建筑坐标系统。厂区内可采用建筑坐标系统。2-2 2-2 三角测量基本原理三角测量基本原理 采用三角形作为三角网基本图形，这是因为采用三角形作为三角网基本图形，这是因为 三角形三角形 结构简单结构简单 图形强度好图形强度好 计算方便计算方便 有几何条件检核。有几何条件检核。起算数据起算数据为了得到所有点的坐标，必须已知的数据。为了得到所有点的坐标，必须已知的数据。包括：网中某一点的坐标包括：网中某一点的坐标x x1 1、y y1 1，某一边，某一边 长度长度S S1 1及其坐标方位角及其坐标方位角1212。观测元素观测元素在各三角点上进行观测得到的数据。一般在各

11、三角点上进行观测得到的数据。一般 是水平角（方向值）或边长。是水平角（方向值）或边长。推算元素推算元素根据起算数据和观测元素的平差值推算出根据起算数据和观测元素的平差值推算出 来的数据。包括：三角网中各边长、坐标来的数据。包括：三角网中各边长、坐标 方位角和三角点的坐标。方位角和三角点的坐标。一、三角网中的数据类型：一、三角网中的数据类型：二、起算数据的获得方法二、起算数据的获得方法 1 1、起算边长起算边长 测区内已有国家三角网，且精度能够满足要求，测区内已有国家三角网，且精度能够满足要求，可直接利用其作为起算边长。可直接利用其作为起算边长。已有网边长精度不能满足要求或无边长可利用已有网边长

12、精度不能满足要求或无边长可利用 时，可采用光电测距或时，可采用光电测距或GPSGPS基线法直接测定三角基线法直接测定三角 网的某一边或某些边的边长作为起算边长。网的某一边或某些边的边长作为起算边长。2 2、起算坐标、起算坐标 测区附近无三角网成果可供利用，可在一个三角测区附近无三角网成果可供利用，可在一个三角 点上用天文测量方法测定其经纬度，再换算成高点上用天文测量方法测定其经纬度，再换算成高 斯平面直角坐标作为起算坐标。斯平面直角坐标作为起算坐标。测区内已有国家三角网时，由已有的三角网传递测区内已有国家三角网时，由已有的三角网传递 起算坐标。起算坐标。保密工程或小测区也可采用假定坐标或建筑坐

13、标保密工程或小测区也可采用假定坐标或建筑坐标 系统。系统。3 3起算方位角起算方位角 测区附近已有控制网时，由已有网传递方位测区附近已有控制网时，由已有网传递方位 角。角。无已知控制网成果可利用时，一般用天文测无已知控制网成果可利用时，一般用天文测 量方法测定三角网某一边的天文方位角作为起量方法测定三角网某一边的天文方位角作为起 算方位角或用陀螺经纬仪测定真方位角作为起算方位角或用陀螺经纬仪测定真方位角作为起 算方位角。算方位角。方向精度要求不高时，也可测定一条边的磁方方向精度要求不高时，也可测定一条边的磁方 位角作为起算方位角。位角作为起算方位角。一、一、三角网的设计和选点要求三角网的设计和

14、选点要求 P16 P16 1 1、主要内容、主要内容 地形图上选择点位，布置网形；地形图上选择点位，布置网形；精度估算（与控制网形状有关）；精度估算（与控制网形状有关）；现场踏勘布点。现场踏勘布点。2-3 2-3 三角测量的外业工作三角测量的外业工作2.2.三角网的基本图形三角网的基本图形 三角锁三角锁 中点多边形中点多边形 大地四边形大地四边形3 3、选点布网的基本要求选点布网的基本要求（1 1）三角形的内角不应小于）三角形的内角不应小于3030；受地形限制时，；受地形限制时，个别角亦不应小于个别角亦不应小于2525。（2 2）相邻点间应通视良好，便于观测，不受旁折光）相邻点间应通视良好，便

15、于观测，不受旁折光 影响；影响；（3 3）测距边应满足相应测距方法对地形等因素的要）测距边应满足相应测距方法对地形等因素的要 求；求；（4 4）控制点应便于长期保存和寻找，点位应有利于）控制点应便于长期保存和寻找，点位应有利于 控制网的加密、扩展。控制网的加密、扩展。（5 5）要考虑三角测量的基本要求和施工放样的特殊）要考虑三角测量的基本要求和施工放样的特殊 需要。需要。二、三角网的角度观测二、三角网的角度观测 1.1.观测方法：方向观测法观测方法：方向观测法 选择起始方向（如选择起始方向（如A A）；）；盘左：照准起始方向，盘左：照准起始方向，配置水平度盘，读数；配置水平度盘，读数；顺时针依

16、次照准各目标，顺时针依次照准各目标，直至归零，即：直至归零，即：A AC CD DE EA A盘右：照准起始方向，盘右：照准起始方向，读数；读数；逆时针依次照准各目标，逆时针依次照准各目标，直至归零，即：直至归零，即：A AE ED DC CA A式中：式中：m 总测回数；总测回数；j 测回序号测回序号（j=1、2、3、m）；）；i 水平度盘最小间隔分划值，水平度盘最小间隔分划值，DJ1型仪器为型仪器为4，DJ2型仪器为型仪器为10；w 测微器分格数，测微器分格数，DJ1型仪器型仪器 w=60格，格，DJ2型型 仪器仪器 w=600。各测回起始方向的读数按下列公式计算各测回起始方向的读数按下列

17、公式计算度盘读数为：165382.2.全圆方向法记录计算全圆方向法记录计算3 3、方向观测注意事项、方向观测注意事项（1 1）选择最有利的时间观测，通视良好，成像清晰、）选择最有利的时间观测，通视良好，成像清晰、稳定。稳定。（2 2）注意旁折光的影响。）注意旁折光的影响。（3 3）在每半个测回中，照准部只按一个方向转动。）在每半个测回中，照准部只按一个方向转动。（4 4）微动螺旋必须以旋进方向照准目标。测微器以旋）微动螺旋必须以旋进方向照准目标。测微器以旋 进方向使度盘分划线重合。进方向使度盘分划线重合。（5 5）认真消除视差。在一测回的观测过程中不得重新）认真消除视差。在一测回的观测过程中不

18、得重新 调焦，以免引起视准轴的变动。调焦，以免引起视准轴的变动。（6 6）仪器）仪器(包括三脚架包括三脚架)不要受阳光直接照射。不要受阳光直接照射。（7 7）观测过程中，照准部水准管不得偏离中心位置一）观测过程中，照准部水准管不得偏离中心位置一 格。格。（8 8）水平角观测的结果超过限差时，应在原度盘位置）水平角观测的结果超过限差时，应在原度盘位置 上进行重测。上进行重测。4、成果检核成果检核（1 1）三角形的闭合差检核）三角形的闭合差检核 三角形闭合差三角形闭合差 三角形闭合差的限值三角形闭合差的限值 式中式中 m m 为该等级三角网限制的测角中误差。为该等级三角网限制的测角中误差。(2)测

19、角中误差检核测角中误差检核 测角中误差计算：测角中误差计算：式中，式中，w w 各三角形的角度闭合差；各三角形的角度闭合差；n n 所测三角形的个数。所测三角形的个数。实际得出的测角中误差实际得出的测角中误差m m 应小于设计要应小于设计要 求的测角中误差。否则应检查原因，首先在求的测角中误差。否则应检查原因，首先在 角度闭合差较大的有关各测站上进行重测。角度闭合差较大的有关各测站上进行重测。三、基线测量三、基线测量 1 1、方法：光电测距，基线尺测距。、方法：光电测距，基线尺测距。2 2、光电测距注意事项：、光电测距注意事项：基线两端的高差不宜过大，一般基线两端的高差不宜过大，一般 h 0.

20、2 D h 0.2 D 测距边直接选在地面覆盖物相同的地段，不宜测距边直接选在地面覆盖物相同的地段，不宜 选在烟囱、散热塔、散热池等发热体的上空；选在烟囱、散热塔、散热池等发热体的上空；测线上不应有树枝、电线等障碍物，四等及测线上不应有树枝、电线等障碍物，四等及 以上的测线应离开地面或障碍物以上；以上的测线应离开地面或障碍物以上；测线应避开高压线等强电磁场的干扰。测线应避开高压线等强电磁场的干扰。一、一、工程精密导线的布设原则工程精密导线的布设原则 1 1、宜布设成直伸形状，在必要的情况下，可以、宜布设成直伸形状，在必要的情况下，可以 布设成直伸的导线闭合环。布设成直伸的导线闭合环。2 2、导

21、线边所在位置应便于测距。、导线边所在位置应便于测距。3 3、导线点彼此之间通视良好，减弱折光的影响。、导线点彼此之间通视良好，减弱折光的影响。4 4、尽量布置长边，以提高测距的相对精度并使、尽量布置长边，以提高测距的相对精度并使 导线点数减少。导线点数减少。5 5、导线点所在位置应便于放样和连测。、导线点所在位置应便于放样和连测。6 6、导线点位置应尽量避开地质不稳定的地方，、导线点位置应尽量避开地质不稳定的地方，并避免施工的干扰。并避免施工的干扰。2-4 2-4 精密导线测量精密导线测量二、工程精密导线的测量方法二、工程精密导线的测量方法 1 1、角度测量角度测量 用测回法观测。奇数测回测左

22、角，偶数测回用测回法观测。奇数测回测左角，偶数测回 测右角。左、右角分别取中数。测右角。左、右角分别取中数。角度观测注意事项：角度观测注意事项：观测右角时，仍以左角起始方向为准配置度盘位置。观测右角时，仍以左角起始方向为准配置度盘位置。检查左、右角之和与圆周角的闭合差检查左、右角之和与圆周角的闭合差 =左+右 360 不应大于表不应大于表2-82-8的规定的规定(P.22)为了消除旁折光影响，一个测站的全部测回数，至为了消除旁折光影响，一个测站的全部测回数，至少应分配在两个不同的时间段观测。少应分配在两个不同的时间段观测。2、边长测量、边长测量 根据测量设计所需的精度，结合仪器设备条件，根据测

23、量设计所需的精度，结合仪器设备条件，采用光电测距方法往返观测，或按不同时段观测。采用光电测距方法往返观测，或按不同时段观测。测距精度测距精度 测距仪精度等级测距仪精度等级 往返测回数往返测回数 1/200 000 4 1/150 000 、4 1/100 000 2 3 1/50 000 、1 23.3.数据处理数据处理 导线环角度闭合差限差检核：导线环角度闭合差限差检核：式中：式中：m 设计所需的测角中误差；设计所需的测角中误差；n 导线环内角个数。导线环内角个数。测角中误差计算：测角中误差计算：m m应符合测量设计的精度要求。应符合测量设计的精度要求。导线的平差计算：导线的平差计算：宜采用

24、间接平差、条件平差。角、边观测值应按宜采用间接平差、条件平差。角、边观测值应按 下式确定权数：下式确定权数：式中式中 m 导线测角中误差；导线测角中误差；mD 导线边长中误差。导线边长中误差。当导线精度要求不高时，如四、五等导线亦可采当导线精度要求不高时，如四、五等导线亦可采 用近似平差。用近似平差。目的：目的：确定水准点的高程，确定水准点的高程，为工程建设的施工放为工程建设的施工放 样和建筑物沉降变形样和建筑物沉降变形的监测提供高程基准。的监测提供高程基准。工作程序：工作程序：图上设计水准点图上设计水准点的分布和水准网的图形的分布和水准网的图形 （路线走向）、实地选（路线走向）、实地选定水准点的位置，埋定水准点的位置，埋 设水准标石、实施水设水准标石、实施水准测量外业观测、进行准测量外业观测、进行 内业平差计算、编制内业平差计算、编制水准测量成果表。水准测量成果表。观测方法：观测方法：水准测量，三角水准测量，三角高程测量高程测量。2-5 2-5 高程控制网的布设高程控制网的布设