【正文】 6000m特長(zhǎng)隧道 四等三角、導(dǎo)線 — 1000～ 20xxm特大橋 20xx～ 4000m特長(zhǎng)隧道 一級(jí)小三角、導(dǎo)線 高速公路、一級(jí)公路 500～ 1000m 特大橋 1000～ 20xxm中長(zhǎng)隧道 二級(jí)小三角、導(dǎo)線 二級(jí)及二級(jí)以下 公路 ＜ 500m 大中橋 ＜ 1000m 隧道 三級(jí)導(dǎo)線 三級(jí)及三級(jí)以下公路 — — 表 3 橋梁施工控制網(wǎng)等級(jí)的選擇 橋長(zhǎng) L(m) 跨越的寬度 l（ m） 平面控制網(wǎng)的等級(jí) 高程控制網(wǎng)的等級(jí) L5000 l1000 二等或三等 二等 20xx≤ L≤ 5000 500≤ l≤ 500 三等或四等 三等 500L20xx 200l500 四等或一級(jí) 四等 L≤ 500 l≤ 200 一級(jí) 四等或五等 5 注： 1 L 為橋的總長(zhǎng) 2 l 為跨越的寬度指橋梁所跨越的江、河、峽谷的寬度。 為往返段附合或閉合環(huán)的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度， km。 圖 1( a) 為菱形網(wǎng) , 適合江中有島時(shí)采用 ； 圖 1( b) 、 ( c) 為雙三角形網(wǎng)和單大地四邊形網(wǎng) , 主要用于大、中橋的控制 ； 圖 1(d)(e)為 大地四邊形加三角形網(wǎng)和 雙大 地四邊形網(wǎng) , 主要用于大橋和特大橋的控制。只需要保證相鄰橋墩、臺(tái)的距離滿足設(shè)計(jì)梁架的要求即可，橋軸線總長(zhǎng)度的精度并不是決定性的因素?？梢栽跍y(cè)角網(wǎng)的基礎(chǔ)上按需要加測(cè)若干條邊長(zhǎng)；或者在測(cè)邊網(wǎng)的基礎(chǔ)上加測(cè)若干個(gè)角 度 (或方向 )。另外，當(dāng)?shù)匦螚l件許可時(shí)，應(yīng)使基線長(zhǎng)度為基線尺長(zhǎng)的整數(shù)倍，這樣可以避免用短尺丈量余長(zhǎng)。 ( 5) 在大型橋梁建 設(shè)中，由于工期較長(zhǎng)，為了保證在施工過(guò)程中尺長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，一般都應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)建立比尺長(zhǎng)，以便于及時(shí)對(duì)測(cè)距工具進(jìn)行檢查核準(zhǔn)。所以人員因素和工作效率就成為傳統(tǒng)三角網(wǎng)的致命弱點(diǎn)，尤其在當(dāng)前的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，工程項(xiàng)目周期都比較緊張，留給測(cè)量作業(yè)的時(shí)間更是少之又少，外業(yè)測(cè)量時(shí)間相當(dāng)緊迫 ，并且大型橋梁施工控制網(wǎng)都是長(zhǎng)距離跨江或跨河，對(duì)氣象條件要求較高，每天可觀測(cè)的時(shí)間又有限，因此客觀上在精度能夠滿足需要的情況下應(yīng)該盡量避免使用該方法。 為未知數(shù)的協(xié)因數(shù)陣 , 如果把 作為已知參數(shù) , 則 （或 ）稱為準(zhǔn)則矩陣 , 即控制網(wǎng)所預(yù)定的全面的精度要求 , 一般情況下對(duì)控制網(wǎng)的精度要求僅限于準(zhǔn)則矩陣中的主要元素 , 稱為純量精度標(biāo)準(zhǔn) , 這些標(biāo)準(zhǔn)有 :A標(biāo)準(zhǔn) 以 的跡為最小 :D標(biāo)9 準(zhǔn)一以 的行列式值為最??； E標(biāo)準(zhǔn)一以 的最大特征值 為最小 。 設(shè)計(jì)方案包括網(wǎng)的圖形和觀測(cè)方案，觀測(cè)方案系指每個(gè)點(diǎn)上所有可能的觀測(cè)，它是通過(guò)室內(nèi)設(shè)計(jì)和野外踏勘制定的，制定時(shí)需要考慮參加的人員、使用的儀器以及測(cè)量的時(shí)間，需做經(jīng)濟(jì)核算，總經(jīng)費(fèi)不能超過(guò)與業(yè)主單位所達(dá)成的總經(jīng)費(fèi)。除了采用直接輸入模擬數(shù)據(jù)的方式外 ，可在本軟件或 CAD 圖形中設(shè)計(jì)控制網(wǎng)，讀入程序后不需輸入其他任何模擬數(shù)據(jù)即可全面評(píng)定網(wǎng)的精度。使數(shù)據(jù)輸入得心應(yīng)手。 根據(jù)“使控制點(diǎn)誤差對(duì)放樣點(diǎn)位不發(fā)生顯著影響”的原則，即要求控制點(diǎn)誤差影響僅占總誤差的十分之一。根據(jù) (4)式有： M1 ≈ = 20mm = 8mm 按此計(jì)算，對(duì)于 1400 米長(zhǎng)的橋梁，三角網(wǎng) 沿橋梁軸線方向的基線精度為 8mm / 1400m = 1 / 175000。 ；每一節(jié)間的制造和拼裝誤差為 （一般取 2 mm） 對(duì) n 節(jié)間拼裝的一跨或一聯(lián)桁式鋼梁，長(zhǎng)度誤差包括拼裝誤差 ?L 和支座安裝容許誤差 ?（ 7mm） 。兩個(gè)已知控制點(diǎn)： A、 B，及 6個(gè)未知控制點(diǎn)： 01,02,03,04,05,06。 在滿足精度要求的情況下可進(jìn)行 一類(lèi)設(shè)計(jì)（ FOD 圖形設(shè)計(jì) ） ，是在觀測(cè)精度和坐標(biāo)向量協(xié)因數(shù)陣一定的情況下，調(diào)整網(wǎng)點(diǎn)的位置 方案二；及 二類(lèi)設(shè)計(jì)（ SOD）為觀測(cè)精度設(shè)計(jì)，是在網(wǎng)形與坐標(biāo)向量協(xié)因數(shù)陣一定的情況下，改變觀測(cè)精度 方案三 。 小結(jié)： 以上三種方案均滿足施工控制網(wǎng)的要求， 其中方案 1 的精度最高，方案 3的精度最低。及八個(gè)未知控制點(diǎn)： G1， G2,G3,G4,G8,G5， G6 ，G7,G8. 把 AUTOCAD所編輯控制網(wǎng)在 控制測(cè)量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)與平差 軟件中打開(kāi)： 由于放樣橋墩的精度要求較高，次 級(jí)控制網(wǎng)的精度應(yīng)不低于首級(jí)網(wǎng) 。由 8個(gè)加密控制點(diǎn)減為 6 個(gè)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)與相鄰的線路水準(zhǔn)點(diǎn) 聯(lián)測(cè)，以保證橋梁與相鄰線路在高程位置上的正確銜接。立尺點(diǎn)標(biāo)志須穩(wěn)固可靠，當(dāng)儀器安置在土質(zhì)地面時(shí)，應(yīng) 加設(shè)儀器腳樁。 用于傾斜螺旋法的覘板，一般有 4 條標(biāo)志線或兩條標(biāo)志線，覘板中央也有小窗口和覘板指標(biāo)線，借覘板指標(biāo)線可以讀取水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)，如圖 圖 3 所示。 圖 4 圖 4 中： 1l 為覘板標(biāo)志線 4間的距離； 2l 為覘板標(biāo)志線 3 間的距離； 1a為水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)至覘板標(biāo)志線 1 的距離； 2a 為水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)至覘板標(biāo)志線 2的距離； 1x 為標(biāo)志線 1至儀器水平視線的距離； 2x 為標(biāo)志線 2 至儀器水平視線的距離。 （ 2）觀測(cè)遠(yuǎn)尺，先轉(zhuǎn)動(dòng)光學(xué)測(cè)微器，使平行玻璃板置于垂直位置，并在觀測(cè)過(guò)程中保持不動(dòng)。由上、下半測(cè)回組成一個(gè)測(cè)回。六個(gè)已知控制點(diǎn)為首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)。 其中方案 1的精度相對(duì)高點(diǎn)。 在 次級(jí)控制網(wǎng)布設(shè)方案一的基礎(chǔ)上 ，減少水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù) (由 18 減為 12)。 高程控制網(wǎng)必要精度確定 工程上對(duì)方樣橋墩頂面高程的要求是：放樣兩相鄰橋墩頂面設(shè)計(jì)高程時(shí)高差的誤差不大于 厘米，現(xiàn)已 厘米作為橋梁工程高程放樣的精度要求來(lái)推算施工高程控制網(wǎng)的必要精度。各組的觀測(cè)方法相同。 由于 1? 、 2? 、 2? 、 1? 都是小角，所以按圖 4可寫(xiě)出下列關(guān)系式 11 xs ??? 111 xls ???? 由上兩式可得 11111 ?? ??? lx （ 113） 同理，可得 22221 ?? ??? lx （ 114） 由圖 530又知 ????? ?? 222 111 xaA xaA （ 115） 34 則取其平均數(shù)即為儀器水平視線在對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù) A ，即 )(21 21 AAA ?? （ 116） A 值求出后，即可按一般方法計(jì)算兩岸立尺點(diǎn)間的高差。覘板的寬度 b 一般取 s /5，跨河距離 s 以 m為單位，覘板寬度 b 的單位為 mm。 當(dāng)跨越障礙的距離很大（ 500m 以上甚至 1～ 2km）時(shí)，光學(xué)測(cè)微器法的照準(zhǔn)和讀數(shù)精度就會(huì)受到限制，在這 種情況下，必須采用其他方法來(lái)解決向?qū)Π端疁?zhǔn)標(biāo)尺的照準(zhǔn)和讀數(shù)問(wèn)題。 傳統(tǒng)跨河方法的場(chǎng)地一般布設(shè)成平行四邊形、等腰梯形或大地四邊形， GPS跨河法的應(yīng)布設(shè)為直線型 跨河場(chǎng)地的布設(shè)中需要充分考慮有利于減弱大氣折光、電磁場(chǎng)及其他障礙物對(duì)測(cè)量精度的影響，并主要到不同方法對(duì)選點(diǎn)的特殊要求。但方案 3減少了又減少了工作量并降低了費(fèi)用。 在滿足精度要求的情況下可進(jìn)行 優(yōu)化設(shè)計(jì) :減少未知控制點(diǎn)或減少測(cè)回?cái)?shù)。 22 為了滿足施工中放樣每個(gè)橋墩的需要，在首級(jí)網(wǎng)下需要加設(shè)一定數(shù)量的插點(diǎn)或插網(wǎng)，構(gòu)第二級(jí)控制。由 優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬19 數(shù)據(jù)精度表 可知 測(cè)站 照準(zhǔn)點(diǎn) 方位角中 誤差 () 邊長(zhǎng)中誤 差 (mm) 邊長(zhǎng)相對(duì) 中誤差 01 02 1/ 47 萬(wàn) 橋軸線 邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差為： 1/47 萬(wàn) 小于容許的全橋軸線長(zhǎng)的相對(duì)中誤差： 1 / 175000，最大平面點(diǎn)位（ 06點(diǎn)）中誤差為 小于 控制點(diǎn)誤差所引起的 容許 點(diǎn)位誤差 8mm。所以在設(shè)置計(jì)算方案的對(duì)話框中的測(cè)角中誤差應(yīng)設(shè)為 2；測(cè)距定權(quán)公式中 A=2， B=2。 在布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)起算點(diǎn)復(fù)測(cè)，以檢查起算點(diǎn)的精 度是否滿足要求。為安全起見(jiàn)，可通過(guò)對(duì)比取其中精度較高的一種作為控制網(wǎng)的精 度要求。 同理可求知： 。目前橋墩放樣通常采用全站儀在施工控制點(diǎn)上采用極坐標(biāo)法直接放出位置，規(guī)范要求的橋墩位置允許偏差值可作為橋梁控制網(wǎng)設(shè)計(jì)精度確定的基礎(chǔ)。而且除了輸入起算數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)，不需輸入任何額外的數(shù)據(jù)或遵循任何特定之規(guī)則。 以 三環(huán)路跨河大橋 通過(guò)在橋梁上布設(shè)控制網(wǎng)，采集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的處理，來(lái)對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)任務(wù)由測(cè)量人員與應(yīng)用單位共同擬訂。根據(jù)這些基本要求 , 通常把施工平面控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)分成四類(lèi)設(shè)計(jì) , 稱為零 , 一、二、三類(lèi)設(shè)計(jì)。 橋梁施工控制網(wǎng)布設(shè)方法的分析與選擇 目前大型橋梁施工控制網(wǎng)的建立方法主要有兩種：一種是傳統(tǒng)的三角網(wǎng)的方8 法，另一種是利 用 GPS技術(shù)建立。 ( 3) 根據(jù)橋軸線的不同精度要求，確定控制網(wǎng)的測(cè)邊、測(cè)角精度，并進(jìn)而確定選用合適精度的測(cè)量?jī)x器、測(cè)回?cái)?shù)及讀數(shù)精度。 ( 2) 橋梁三角網(wǎng)的邊長(zhǎng)與河寬有關(guān)，一般在 — 。施工階段測(cè)定橋軸線的長(zhǎng)度，其精度要求比勘測(cè)階段高，相應(yīng)的測(cè)量方法也有差異。從主橋和引橋放樣的一體化考慮，以上網(wǎng)形不滿足于施工控制的需求，擬應(yīng)在橋軸線兩端延長(zhǎng)線上選兩點(diǎn)構(gòu)成圖 f所示網(wǎng)形。 套 1 3 水準(zhǔn)儀 蘇州 DSZ2 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 往返 1km 誤差為 ㎜。 n DS3 雙面 往返各一次 四等 10 ≤ 16 DS3 雙面 往返各一次 往一次 20√175。 表 1 橋梁兩側(cè)控制點(diǎn)坐標(biāo) （ 單位：米 ） 點(diǎn)號(hào) X Y Z A B ABCD 圖 1 橋梁施工控制網(wǎng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù) 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范 GB 1289720xx 國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范 GB 1289820xx 工程測(cè)量規(guī)范 GB 5002620xx 4 1:500 1:1000 1:20xx 地形圖數(shù)字化規(guī)范 GB/T 1716020xx 國(guó)家三角測(cè)量規(guī)范 GB/T 17942—20xx 全球定位系統(tǒng)（ GPS）測(cè)量規(guī)范 GB/T 18314—20xx 《 DZS2 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀使用說(shuō)明書(shū)》（北京博飛） 《 Leica TC1500 用戶手冊(cè)》 （ 瑞士徠卡 ） 等級(jí)、精度要求 橋梁施工平面控制網(wǎng)的建立，應(yīng)符合下列規(guī)定： （ 1） 橋梁施工平面控制網(wǎng)，宜布設(shè)成自由網(wǎng)，并根據(jù)線路測(cè)量控制點(diǎn)定位。 （ 2） 控制網(wǎng)可采用 GPS 網(wǎng)、三角形網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)等形式。 L 6√175。 臺(tái) 1 徠卡 NA728 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 往返 1km 誤差為 ㎜。該控制網(wǎng)基本滿足工程施工放樣的需要，而且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，點(diǎn)位精度均勻，可靠性大，便于放樣墩臺(tái)中心及橋梁 上部構(gòu)件，有利于提高控制點(diǎn)精度和放樣精度，也能對(duì)所達(dá)到的橋軸線橫向精度作出切合實(shí)際的評(píng)定。通常采用的方法有：全站儀法、三角網(wǎng)法、邊角網(wǎng)法、丈量法等。由于三角網(wǎng)邊長(zhǎng)較短，一般直接丈量三角網(wǎng)的邊長(zhǎng)作為基線。 ( 4) 對(duì)三角網(wǎng)而言，由于平差計(jì)算時(shí)只改正角度而不改正基線，即基線的誤差與角度的誤差相比可以忽略不計(jì)。這兩種方法在許多大型工程項(xiàng)目中都得到了成功的應(yīng)用，但各有特色。四類(lèi)設(shè)計(jì) 是根據(jù)參數(shù)法平差原理 , 以哪些作為已知參數(shù) , 以哪些作為未知參數(shù)來(lái)劃分的。通常是后者提出要求，測(cè)量人員將這些要求具體化。對(duì)數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)處理采用了相應(yīng)的軟件 —— 控制網(wǎng)優(yōu)化與平差。 ④ 成果形式：除了提供默認(rèn)的成果表格形式外，還支持用戶自定義表格樣式，適應(yīng)不同的需要。 橋梁施工測(cè)量，控制點(diǎn)點(diǎn)位精度必 須達(dá)到或超過(guò)放樣所需的精度。 由以上公式可知，當(dāng)控制點(diǎn)所引起的誤差為總誤差的 倍時(shí)它使放樣點(diǎn)的總誤差僅增加 10%，這一影響可忽略不計(jì)。 在鋼梁架設(shè)過(guò)程中，它的最后長(zhǎng)度誤差來(lái)源于桿件加工裝配時(shí)的誤差和安裝支座的誤差。有兩種情形： ：在此情形下只需在起算點(diǎn)間加密。 13 經(jīng)過(guò)加站 計(jì)算 可得到相關(guān)優(yōu)化數(shù)據(jù)，單擊“網(wǎng)形與精度統(tǒng)計(jì)”可得到網(wǎng)形與精度統(tǒng)計(jì)表，其他的優(yōu)化數(shù)據(jù)同理可得。 首級(jí)控制網(wǎng)布設(shè)方案三 方案三在方案一的基礎(chǔ)上，減少了測(cè)站點(diǎn) 05，及 0605,A05， 0205 方向，使工作量減少。由于放樣橋墩的精度要求較高，故第二級(jí)控制網(wǎng)的精度應(yīng)不低于首級(jí)網(wǎng) 次級(jí) 控制網(wǎng)（插點(diǎn)或插網(wǎng)）可 直接放樣橋墩，并 布置在距橋墩較近的岸邊 以便較好的交會(huì)圖形。 在次級(jí)控制網(wǎng)布設(shè)方案一的基礎(chǔ)上 ，減少測(cè)回?cái)?shù)，變?yōu)橐粶y(cè)回。 高程控制網(wǎng)作用： 統(tǒng)一本橋高程基準(zhǔn)面；在橋址附近設(shè)立基本高程控制點(diǎn)和施工高程控制點(diǎn)，以滿足施工中高程放樣和監(jiān)測(cè)橋梁墩臺(tái)垂直變形的需要。 1）應(yīng)盡量避免順光、逆光觀測(cè)，選擇背景開(kāi)闊、亮度適中、周?chē)鸁o(wú)發(fā)熱源的地方設(shè)置立尺點(diǎn)。目前所采用的是“傾斜螺旋法”。 傾斜螺旋法的基本原理是：通過(guò)觀測(cè)對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺上覘板的 4 條標(biāo)志線，并根據(jù)傾斜螺旋的分劃值來(lái)確定標(biāo)志線之間所張的夾角，然后通過(guò)計(jì)算的方法求得33 相當(dāng)于水平視線在對(duì)岸水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)，而本岸