2.工程控制网的布设及施工控制网精度的确定方法.ppt

25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之二、工程控制网的分类二、工程控制网的分类及及施工控制网精度的确定方法施工控制网精度的确定方法1.1.1.1.工程控制网的分类和作用工程控制网的分类和作用工程控制网的分类和作用工程控制网的分类和作用1.1 1.1 1.1 1.1 测量测量测量测量控制网的分类控制网的分类控制网的分类控制网的分类全球控制网全球控制网国家控制网国家控制网工程控制网工程控制网第1页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之1.2 1.2 1.2 1.2 工程工程工程工程控制网的分类、作用和建网步骤控制网的分类、作用和建网步骤控制网的分类、作用和建网步骤控制网的分类、作用和建网步骤1 1）分类）分类第2页，共31页按用按用途分途分测图控测图控测图控测图控制网制网制网制网施工控施工控施工控施工控制网制网制网制网变形监变形监变形监变形监测网测网测网测网安装控安装控安装控安装控制网制网制网制网按用途分按用途分按用途分按用途分25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之按按网点性质网点性质分：分：一维网一维网二维网二维网三维网三维网第3页，共31页（或称水准网、高程网）（或称水准网、高程网）（或称平面网）（或称平面网）25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之三角网三角网导线网导线网混合网混合网方格网方格网第4页，共31页按按网形网形分：分：25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之 附合网（约束网）附合网（约束网）独立网独立网 自由网自由网第5页，共31页按按坐标系和基准坐标系和基准划分：划分：25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之按按其他标准其他标准划分：划分：首级网首级网 加密网加密网 特殊网特殊网 专用网（如隧道控制网、建筑专用网（如隧道控制网、建筑方格网、桥梁控制网等）方格网、桥梁控制网等）第6页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之1.2 1.2 工程控制网的作用工程控制网的作用 1.3 1.3 建网步骤建网步骤第7页，共31页工程控制网具有工程控制网具有控制全局、提供基准和控控制全局、提供基准和控制测量误差积累制测量误差积累的作用。的作用。遵循大地测量学的原理，如：遵循大地测量学的原理，如：遵循大地测量学的原理，如：遵循大地测量学的原理，如：要有坐标系和基准要有坐标系和基准要有坐标系和基准要有坐标系和基准 要构成网要构成网要构成网要构成网 要逐级布设等。要逐级布设等。要逐级布设等。要逐级布设等。25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之1.4 1.4 测图测图控制网控制网 作用：控制测量误差的累积；作用：控制测量误差的累积；作用：控制测量误差的累积；作用：控制测量误差的累积；保证图上内容的精度均匀；保证图上内容的精度均匀；保证图上内容的精度均匀；保证图上内容的精度均匀；相邻图幅正确拼接。相邻图幅正确拼接。相邻图幅正确拼接。相邻图幅正确拼接。第8页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之1.5 1.5 施工施工控制网控制网 三角、边角网三角、边角网三角、边角网三角、边角网 导线网导线网导线网导线网 建筑方格网建筑方格网建筑方格网建筑方格网 GPS GPS GPS GPS网网网网 GPS GPS GPS GPS网与地面网相结合的混合网网与地面网相结合的混合网网与地面网相结合的混合网网与地面网相结合的混合网第9页，共31页特点？特点？25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之5)5)5)5)投影面与工程的平均高程面投影面与工程的平均高程面投影面与工程的平均高程面投影面与工程的平均高程面 一致；一致；一致；一致；第10页，共31页特点：特点：1)1)1)1)控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高；较高；较高；较高；2)2)2)2)使用频繁；使用频繁；使用频繁；使用频繁；3)3)3)3)受施工干扰大；受施工干扰大；受施工干扰大；受施工干扰大；4)4)4)4)控制网的坐标系与施工坐标系一致；控制网的坐标系与施工坐标系一致；控制网的坐标系与施工坐标系一致；控制网的坐标系与施工坐标系一致；25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之要点（要点（4 4）：）：第11页，共31页1.6 1.6 变形监测网变形监测网 变形监测网由参考点和目标点组成；变形监测网由参考点和目标点组成；变形监测网由参考点和目标点组成；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；变形监测网的坐标系和基准的选取原则；变形监测网的坐标系和基准的选取原则；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对变形监测网应作同时顾及对变形监测网应作同时顾及对变形监测网应作同时顾及精度、可靠性、精度、可靠性、精度、可靠性、精度、可靠性、灵敏度以及费用灵敏度以及费用灵敏度以及费用灵敏度以及费用进行监测网的优化设计；进行监测网的优化设计；进行监测网的优化设计；进行监测网的优化设计；对变形监测网都要进行重复观测。对变形监测网都要进行重复观测。对变形监测网都要进行重复观测。对变形监测网都要进行重复观测。25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之1.7 1.7 1.7 1.7 安装安装安装安装测量控制网测量控制网测量控制网测量控制网 特点：特点：特点：特点：通常是一种微型边角网，边长从几米至一百多米通常是一种微型边角网，边长从几米至一百多米通常是一种微型边角网，边长从几米至一百多米通常是一种微型边角网，边长从几米至一百多米 整个网整个网整个网整个网由形状相同、大小相等的基本图形组成由形状相同、大小相等的基本图形组成由形状相同、大小相等的基本图形组成由形状相同、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精度要求很高，其测量精度有时要达到计量级精度要求很高，其测量精度有时要达到计量级精度要求很高，其测量精度有时要达到计量级第12页，共31页 （1 1 1 1）约束网：具有多余的已知数据。）约束网：具有多余的已知数据。）约束网：具有多余的已知数据。）约束网：具有多余的已知数据。（2 2 2 2）独立网：只有必要的已知数据。）独立网：只有必要的已知数据。）独立网：只有必要的已知数据。）独立网：只有必要的已知数据。（3 3 3 3）无约束网（自由网）：无必要的已）无约束网（自由网）：无必要的已）无约束网（自由网）：无必要的已）无约束网（自由网）：无必要的已 知数据。知数据。知数据。知数据。25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之第13页，共31页2.2.工程控制网的基准工程控制网的基准25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之2.1 2.1 2.1 2.1 工程控制网基准的建立方法工程控制网基准的建立方法工程控制网基准的建立方法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测图控制网多为约束网，总是选国家或城市坐标系测图控制网多为约束网，总是选国家或城市坐标系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。（含平面和高程）下的已知点坐标为其基准。（含平面和高程）下的已知点坐标为其基准。（含平面和高程）下的已知点坐标为其基准。精度准则精度准则可靠性准则可靠性准则灵敏度准则灵敏度准则费用准则费用准则第14页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之3.3.典型工程控制网典型工程控制网隧道（洞）洞外隧道（洞）洞外GPS平面控制网布设示意图平面控制网布设示意图第15页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之洞内导线网布设示意图洞内导线网布设示意图第16页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之某某 大大 桥桥 G P S 首首 级级 平平 面面 控控 制制 网网 第17页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之三三峡峡大大坝坝水水 利利 枢枢 纽纽 工工 程程 施施 工工 控控 制制 网网第18页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之向家坝施工控制网图向家坝施工控制网图第19页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之某拱坝变形监测网某拱坝变形监测网第20页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之高能离子加速器安装测量控制网高能离子加速器安装测量控制网第21页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之大大 型型 正正 负负 电电 子子 对对 撞撞 机机 地地 面面 控控 制制 网网第22页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之4.4.4.4.施工控制网的精度确定方法施工控制网的精度确定方法施工控制网的精度确定方法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原则：保证各种建筑物施工放样的精度原则：保证各种建筑物施工放样的精度原则：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，就在确定了建筑物放样的精度要求以后，就在确定了建筑物放样的精度要求以后，就在确定了建筑物放样的精度要求以后，就用它作为起用它作为起用它作为起用它作为起算数据来推算施工控制网的必要精度算数据来推算施工控制网的必要精度算数据来推算施工控制网的必要精度算数据来推算施工控制网的必要精度。第23页，共31页在设计施工控制网时，应使控制点误差所引起在设计施工控制网时，应使控制点误差所引起在设计施工控制网时，应使控制点误差所引起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的放样点位误差，相对于施工方样的误差来说的放样点位误差，相对于施工方样的误差来说的放样点位误差，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小到可以忽略不计，以便为今后的放样工作创小到可以忽略不计，以便为今后的放样工作创小到可以忽略不计，以便为今后的放样工作创造有利条件。造有利条件。造有利条件。造有利条件。25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之例例1：某建筑物的建筑限差（工程验收的质量标准，即对：某建筑物的建筑限差（工程验收的质量标准，即对：某建筑物的建筑限差（工程验收的质量标准，即对：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）为工程质量的最低要求）为工程质量的最低要求）为工程质量的最低要求）为，则由此可定出该该建筑物的，则由此可定出该该建筑物的，则由此可定出该该建筑物的，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？施工控制网的精度要求是多少？施工控制网的精度要求是多少？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置的中误差m与测量误差与测量误差m测测、施工误差、施工误差m施施的关系为：的关系为：（根据施工设备、技术条件而定）（根据施工设备、技术条件而定）解：设工程竣工位置中误差为解：设工程竣工位置中误差为m，则有：，则有：第24页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之又因为，测量误差又因为，测量误差m测测包括了控制测量误差包括了控制测量误差m控控和放样误差和放样误差m放放，且三者的关系为：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，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：放样时产生的误差相对较小，则可：第25页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之建筑限差测量误差控制误差 一项工程中的建筑限差很多，施工过程复杂，所以究一项工程中的建筑限差很多，施工过程复杂，所以究一项工程中的建筑限差很多，施工过程复杂，所以究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，还需要竟按哪一种建筑限差来确定控制网的必要精度，还需要竟按哪一种建筑限差来确定控制网的必要精度，还需要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对各种建筑限差进行分析，并结合施工程序和方法来最对各种建筑限差进行分析，并结合施工程序和方法来最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。后确定。后确定。后确定。第26页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之例例2：南京长江二桥（斜拉桥）施工控制网的网形选取及精：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。度设计实例。1.网形的选择网形的选择第27页，共31页（墩塔高、主梁跨度大的高次超静定结构体系的斜拉桥梁）（墩塔高、主梁跨度大的高次超静定结构体系的斜拉桥梁）（墩塔高、主梁跨度大的高次超静定结构体系的斜拉桥梁）（墩塔高、主梁跨度大的高次超静定结构体系的斜拉桥梁）25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之2.确定施工控制网的精度确定施工控制网的精度 桥墩在施工放样过程中，引起桥墩点位误差桥墩在施工放样过程中，引起桥墩点位误差的因素包的因素包括括控制测量误差控制测量误差和和施工放样测量误差施工放样测量误差，它们的联合影响为：，它们的联合影响为：将上式按级数展开并舍去高次项得：将上式按级数展开并舍去高次项得：由于由于m控控对对的影响，的影响，其大小取决于其大小取决于n的值的值合理选用合理选用n很重要很重要第28页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之n1.0000.9000.8000.7000.6000.5000.4470.4000.3000.2000.1000.5000.4050.3200.2450.1800.1250.1000.0200.0450.0200.005n与与 的关系的关系1.当当n很小时，控制点误差对很小时，控制点误差对的影响也的影响也很小，即对控制网精度要求很高。很小，即对控制网精度要求很高。2.当当n0.45时，时，0.1，表示控制点，表示控制点误差影响比重小于误差影响比重小于0.1，且在（，且在（0，0.1）区间变化的趋势比较缓慢，区间变化的趋势比较缓慢，表明尽管对表明尽管对表明尽管对表明尽管对控制网提高了精度要求，但其误差影响控制网提高了精度要求，但其误差影响控制网提高了精度要求，但其误差影响控制网提高了精度要求，但其误差影响的比重变化不大。的比重变化不大。的比重变化不大。的比重变化不大。3.当当0.45n1时，时，0.1 0.5，曲，曲线斜率变化很快，表明控制点误差影响线斜率变化很快，表明控制点误差影响的比重随着的比重随着n的变化而显著变化，因此，的变化而显著变化，因此，在确定个控制网精度要求时，在确定个控制网精度要求时，n宜选在宜选在0.451.0之间。之间。第29页，共31页25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之 根据以上分析可知，在忽略不计控制网误差影响的原则根据以上分析可知，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），得个数量级），得 =0.1，这样求得：，这样求得：根据桥墩设计理论及根据桥墩设计理论及铁路测量技术规程铁路测量技术规程（TBJ101-85），当桥墩中心偏差小于），当桥墩中心偏差小于20mm时，产生的附加力在容时，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许范围内，由此当桥墩中心测量精度要求为20mm时，可时，可得：得：第30页，共31页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）确定施工控制网的制网的平均边长（或主轴线长度或河宽）确定施工控制网的制网的平均边长（或主轴线长度或河宽）确定施工控制网的制网的平均边长（或主轴线长度或河宽）确定施工控制网的相对边长精度。相对边长精度。相对边长精度。相对边长精度。思考题思考题 1.1.1.1.布设施工控制网时应如何选择投影面？布设施工控制网时应如何选择投影面？布设施工控制网时应如何选择投影面？布设施工控制网时应如何选择投影面？2.2.2.2.如何确定平面施工控制网的精度？如何确定平面施工控制网的精度？如何确定平面施工控制网的精度？如何确定平面施工控制网的精度？3.3.3.3.对于二维网平面边角网，在什么情况下为最小约束网，对于二维网平面边角网，在什么情况下为最小约束网，对于二维网平面边角网，在什么情况下为最小约束网，对于二维网平面边角网，在什么情况下为最小约束网，在什么情况下为约束网，在什么情况下为自由网？对于一在什么情况下为约束网，在什么情况下为自由网？对于一在什么情况下为约束网，在什么情况下为自由网？对于一在什么情况下为约束网，在什么情况下为自由网？对于一维水准网来说，在什么情况下为最小约束网，在什么情况维水准网来说，在什么情况下为最小约束网，在什么情况维水准网来说，在什么情况下为最小约束网，在什么情况维水准网来说，在什么情况下为最小约束网，在什么情况下为约束网，在什么情况下为自由网？下为约束网，在什么情况下为自由网？下为约束网，在什么情况下为自由网？下为约束网，在什么情况下为自由网？4.4.4.4.什么是工程控制网的基准？基准的作用是什么？什么是工程控制网的基准？基准的作用是什么？什么是工程控制网的基准？基准的作用是什么？什么是工程控制网的基准？基准的作用是什么？25 五月 2024博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之第31页，共31页