【文章內容簡介】 能超過與業(yè)主單位所達成的總經(jīng)費。 網(wǎng)的方案評價按精度和可靠性準則進行，還應考慮費用和靈敏度。對于經(jīng)費較高的網(wǎng)應從多方面進行評價。方案優(yōu)化主要 是對網(wǎng)的設計進行修改，以期得到一個接近理想的優(yōu)化 橋梁施工控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與處理 。 以 三環(huán)路跨河大橋 通過在橋梁上布設控制網(wǎng)，采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行了相應的處理，來對控制網(wǎng)進行了優(yōu)化設計。對數(shù)據(jù)的內業(yè)處理采用了相應的軟件 —— 控制網(wǎng)優(yōu)化與平差。 優(yōu)化設計軟件的介紹及處理的過程 本次數(shù)據(jù)處理采用的是控制測量優(yōu)化設計與平差 版 ,該軟件可根據(jù)控制網(wǎng)的觀測精度及網(wǎng)形，全面評定網(wǎng)的精度。 本軟件有以下功能和特點： 10 ① 優(yōu)化設計：根據(jù)控制網(wǎng)的觀測精度與網(wǎng)形，全面評定網(wǎng)的精度。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 圖形中設計控制網(wǎng)，讀入程序后不需輸入其他任何模擬數(shù)據(jù)即可全面評定網(wǎng)的精度。 ② 概算：自動完成各方向的曲率改正及邊長的高程歸化與投影改化。 ③ 平差計算：采用全表格化地輸入，數(shù)據(jù)與圖形同步更新。合理的設計使得數(shù)據(jù)輸入十分簡單直觀。而且除了輸入起算數(shù)據(jù)與觀測數(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。 ④ 成果形式：除了提供默認的成果表格形式外，還支持用戶自定義表格樣式，適應不同的需要。 ⑤ 成果的打印與輸出：除了軟件本身直接支持顯示、打印外，表格還可輸出到 WORD,控制網(wǎng)圖及展開圖可輸出到 AutoCAD 或其他成圖系統(tǒng)。 ⑥ 實時幫助：在任何時候都會提示當前的操作方法，并對當前所輸入的數(shù)據(jù)提供詳細的錯誤報告。使數(shù)據(jù)輸入得心應手。 ⑦ 輔助計算：高斯投影正反算、坐標換算、方向與邊長該化、平差坐標正反算、各種交會、面積計算等。支持保持、打印、輸出到 WORD。 ： 橋梁施工中對測量放樣精度要求主要體現(xiàn)在相鄰 橋墩的相對精度要求。目前橋墩放樣通常采用全站儀在施工控制點上采用極坐標法直接放出位置，規(guī)范要求的橋墩位置允許偏差值可作為橋梁控制網(wǎng)設計精度確定的基礎。 橋梁施工測量，控制點點位精度必 須達到或超過放樣所需的精度。由于控制點離墩臺位置較遠（特別是水中墩），放樣又在有施工干擾時進行，不大可能增加測量次數(shù)來提高精度。因此，控制點誤差對放樣所引起的誤差來說，應小到可以忽略不計的程度。 根據(jù)“使控制點誤差對放樣點位不發(fā)生顯著影響”的原則，即要求控制點誤差影響僅占總誤差的十分之一。就此對控制網(wǎng)的點位精度分析如下： 設 M 為放樣后所得的點位總誤差； 為控制點誤差所引起的點位誤差； 為放樣過程中所產(chǎn)生的點位誤差； 則 M= 22122212 1 ??????????? mmmmm 將上式展開為級數(shù)，并略去高次項，得 )21(22122 mmmM ?? 使控制點本身誤差影響僅占總誤差的 10%， 上式括號中第二項應為 ，即11 可得出： = 兩式聯(lián)立求解，即得： 由以上公式可知，當控制點所引起的誤差為總誤差的 倍時它使放樣點的總誤差僅增加 10%，這一影響可忽略不計。因此在確定了所需放樣點的的總誤差后，就可以用 (4)式來確定所需施工控制網(wǎng)的精度。 由此可見，當控制點誤差所引起 的放樣誤差為總誤差的 倍時，則控制點誤差對放樣點位不發(fā)生顯著影響（僅使總誤差增加 1/10）。 同理可求知： 。 由以上公式可知，當控制點所引起的誤差為總誤差的 倍時它使放樣點的總誤差僅增加 10%，這一影響可忽略不計。因此在確定了所需放樣點的的總誤差后，就可以用 (4)式來確定所需施工控制網(wǎng)的精度。 現(xiàn)在，我們以規(guī)范規(guī)定的橋墩中心誤差為 20mm 作為確定施工控制網(wǎng)的精度。根據(jù) (4)式有： M1 ≈ = 20mm = 8mm 按此計算，對于 1400 米長的橋梁，三角網(wǎng) 沿橋梁軸線方向的基線精度為 8mm / 1400m = 1 / 175000。 ＜ =177。 18mm。 當然，確定橋梁施工控制網(wǎng)的精度還很多，比如按拼裝誤差來確定。為安全起見，可通過對比取其中精度較高的一種作為控制網(wǎng)的精 度要求。 在鋼梁架設過程中，它的最后長度誤差來源于桿件加工裝配時的誤差和安裝支座的誤差。 鋼桁梁節(jié)間長度制造容許誤差為177。 2mm；兩節(jié)間拼裝孔距誤差為177。 ；每一節(jié)間的制造和拼裝誤差為 （一般取 2 mm） 對 n 節(jié)間拼裝的一跨或一聯(lián)桁式鋼梁，長度誤差包括拼裝誤差 ?L 和支座安裝容許誤差 ?（ 7mm） 。本橋由 7 個節(jié)間拼裝的桁式鋼梁構成一跨或一聯(lián)。 長度拼裝誤差△ L= 每跨（聯(lián)）鋼梁安裝后的容許誤差為： 長度拼裝誤差按規(guī)范取為 :177。 L/5000 設有 20 跨，則全長極限誤差為： mmmml 22 ??????mmlnLd 222222 ??????????????? ??12 取 1/2 極限誤差為中誤差，則全橋軸線長的相對中誤差為： 則全橋軸線長的相對中誤差為： 1 / 175000。 在布設控制網(wǎng)時應對起算點復測，以檢查起算點的精 度是否滿足要求。有兩種情形： ：在此情形下只需在起算點間加密。 ：則只能布置自由網(wǎng)，只使用一個起算點的坐標和兩起算點確定的方向。 首級控制網(wǎng)布設方案 一 在 AUTOCAD中設計網(wǎng)型，為邊角網(wǎng)。兩個已知控制點： A、 B，及 6個未知控制點： 01,02,03,04,05,06。把 AUTOCAD所編輯控制網(wǎng)在 控制測量優(yōu)化設計與平差 軟件中打開： 單擊“計算方案” 由于全站儀 萊卡 TC1500及 TC802的標稱精度為： 角177。 ″、測177。（ 2mm+2ppm D）。所以在設置計算方案的對話框中的測角中誤差應設為 2；測距定權公式中 A=2， B=2。 13 經(jīng)過加站 計算 可得到相關優(yōu)化數(shù)據(jù)，單擊“網(wǎng)形與精度統(tǒng)計”可得到網(wǎng)形與精度統(tǒng)計表，其他的優(yōu)化數(shù)據(jù)同理可得。 網(wǎng)形及精度統(tǒng)計表 項目 單位 數(shù)據(jù) 備注 平面已知點數(shù) 個 2 平面未知點數(shù) 個 6 方向觀測設站數(shù) 站 6 方向觀測總數(shù) 個 15 邊長觀測數(shù) 條 13 最大邊長 m B－ 06 最小邊長 m 03－ 01 驗后平面單位權中誤差 驗后測角中誤 差 最大平面點位中誤差 mm 點名： 06 最大平面相鄰點間誤差 mm 02－ 01 最大方位角誤差 A－ 05 最大邊長誤差 mm B－ 06 最大邊長比例誤差 1/123019 03－ 01 高程已知點數(shù) 個 0 高程未知點數(shù) 個 0 高差觀測數(shù) 段 0 驗后高程單位權中誤差 mm 14 最大高程中誤差 mm 最大高程相鄰點間誤差 mm 優(yōu)化設計模擬數(shù)據(jù)精度表 測站 照準點 方位角中 誤差 () 邊長中誤 差 (mm) 邊長相對 中誤差 B 01 1/ 33 萬 B 03 1/ 27 萬 B 06 1/ 35 萬 03 B 1/ 27 萬 03 01 1/ 12 萬 03 04 1/ 24 萬 04 A 1/ 29 萬 04 01 1/ 18 萬 A 02 1/ 23 萬 A 05 1/ 18 萬 02 01 1/ 35 萬 02 05 1/ 16 萬 02 06 1/ 16 萬 06 05 1/ 26 萬 06 B 1/ 35 萬 優(yōu)化設計模擬控制點成果表 點名 坐標 高程 ( m ) 備注 X( m ) Y( m ) A B 01 02 03 04 05 06 點位誤差 點名 坐標誤差 誤差橢圓參數(shù) 高程中誤 差 (mm) Mx(mm) My(mm) M(mm) A(mm) B(mm) F(度 分 ) 01 5 21 02 132 47 03 147 11 04 141 06 15 05 121 17 06 132 51 點間誤差 起點名 終點名 縱橫向誤差 誤差橢圓參數(shù) 高程點間 誤差(mm) 縱向(mm) 橫向(mm) M(mm) A(mm) B(mm) F(度 分 ) B 01 5 21 B 03 147 11 B 06 132 51 03 01 170 18 03 04 9 59 04 A 141 06 04 01 157 42 A 02 132 47 A 05 121 17 02 01 119 17 02 05 28 47 02 06 148 49 06 05 178 44 控制網(wǎng)圖 16 數(shù)據(jù)分析 ：由控制網(wǎng)的圖形可知， 01— 02為橋軸線。由 優(yōu)化設計模擬數(shù)據(jù)精度表 可知 測站 照準點 方位角中 誤差 () 邊長中誤 差 (mm) 邊長相對 中誤差 01 02 1/ 35 萬 橋軸線 邊長相對中誤差為： 1/35 萬 遠遠小于容許的全橋軸線長的相對中誤差： 1 / 175000，最大平面點位（ 06 點）中誤差為 小于 控制點誤差所引起的 容許 點位誤差 8mm。 在滿足精度要求的情況下可進行 一類設計（ FOD 圖形設計 ） ，是在觀測精度和坐標向量協(xié)因數(shù)陣一定的情況下，調整網(wǎng)點的位置 方案二；及 二類設計（ SOD）為觀測精度設計，是在網(wǎng)形與坐標向量協(xié)因數(shù)陣一定的情況下，改變觀測精度 方案三 。 首級控制網(wǎng)布設方案二 方案二是在在測站數(shù)，量邊精度不變的條件下改變未知點的位置。 同理點擊“計算”可得首級控制網(wǎng)的優(yōu)化數(shù)據(jù)。 17 網(wǎng)形及精度統(tǒng)計表 項目 單位 數(shù)據(jù) 備注 平面已知點數(shù) 個 2 平面未知點數(shù) 個 6 方向觀測設站數(shù) 站 6 方向觀測總數(shù) 個 17 邊長觀測數(shù) 條 17 最大邊長 m 01－ 06 最小邊長 m 03－ 01 驗后平面單位權中誤差 驗后測角中誤差 最大平面點位中誤差 mm 點名： 06 最大平面相鄰點間誤差 mm 01－ 06 最大方位角誤差 03－ 01 最大邊長誤差 mm B－ 06 最大邊長比例誤差 1/108742 03－ 01 高程已知點數(shù) 個 0 高程未知點數(shù) 個 0 高差觀測數(shù) 段 0 驗后高程單位權中誤差 mm 最大高程中誤差 mm 最大高程相鄰點間誤差 mm 優(yōu)化設計模 擬數(shù)據(jù)精度表 測站 照準點 方位角中 誤差 () 邊長中誤 差 (mm) 邊長相對 中誤差 B 06 1/ 41 萬 B 01 1/ 33 萬 B 03 1/ 28 萬 B 02 1/ 55 萬 03 01 1/ 11 萬 03 04 1/ 20 萬 01 02 1/ 47 萬 01 06 1/ 49 萬 01 04 1/ 19 萬 01 A 1/ 43 萬 A 04 1/ 36 萬 A 02 1/ 23 萬 A 05 1/ 21 萬 18 05 02 1/ 14 萬 05 06 1/ 26 萬 02 06 1/ 22 萬 02 04 1/ 49 萬 點位誤差 點名 坐標誤差 誤差橢圓參數(shù) 高程中誤 差 (mm) Mx(mm) My(mm) M(mm) A(mm) B(mm) F(度 分 ) 01 62 45 04 96 50 03 37 05 02 118 49 05 121 43 06 136 03 控制網(wǎng)圖 數(shù)據(jù)分析：由首級控制網(wǎng)的圖形 可知， 01— 02 為橋軸線。由 優(yōu)化設計模擬19 數(shù)據(jù)精度表 可知 測站 照準點 方位角中 誤差 () 邊長中誤 差 (mm) 邊長相對 中誤差 01 02 1/ 47 萬 橋軸線 邊長相對中誤差為： 1/47 萬 小于容許的全橋軸線長的相對中誤差： 1 / 175000，最大平面點位（ 06點）中誤差為 小于 控制點誤差所引起的 容許 點位誤差 8mm。 首級控制網(wǎng)布設方案三 方案三在方案一的基礎上