目录
1.课程设计要求 ................................................................................................................ 3 2.建桥场地及周边环境简介 .............................................................................................. 3 3.设计规范及要求 ............................................................................................................ 3
3.1设计相关规范 ..................................................................................................... 3
3.2 相关精度要求..................................................................................................... 4 4. 桥梁控制网设计原则及方法 ......................................................................................... 5
4.1桥梁控制网设计原则 ........................................................................................... 5 4.2桥梁控制网设计方法 ........................................................................................... 5
4.2.1 传统的三角网布设方法 .......................................................................... 5 4.2.2 GPS网布设方法...................................................................................... 5 4.3 桥梁施工控制网布设的特殊要求 ....................................................................... 6 5．桥梁施工控制网的优化设计 ........................................................................................ 6
5.1工程控制网的优化设计的分类 ............................................................................. 6
5.2工程控制网的优化设计的任务 ............................................................................. 7 5.3桥梁施工控制网的数据采集与处理 ...................................................................... 8 5.4优化设计软件的介绍及处理的过程 ...................................................................... 8 6. 桥梁施工平面控制网精度设计概述............................................................................... 8
6.1按桥型桥式确定桥轴线边的必要精度 .................................................................. 9 6.2按墩（台）定位确定控制网的必要精度 ............................................................. 10
6.3按桥长确定桥轴线边的必要精度 ........................................................................11 6.4平面控制网精度确定方法 ...................................................................................11 7.“北门桥”平面控制网设计 ............................................................................................11
7.1“北门桥”工程概况 ...........................................................................................11 7.2“北大桥”平面控制网建网方法选择 ................................................................. 12
7.3“北门桥”平面控制网网形设计 ........................................................................ 12
7.3.1 控制网图形介绍..................................................................................... 12
7.3.2 平面控制网图形设计.............................................................................. 13 7.3.2.1 控制网图形设计步骤 ........................................................................ 13 7.3.2.2 控制网图形数据成果 ........................................................................ 14
7.4平面控制精度评定 ............................................................................................ 17 8.“北门桥”高程控制网设计 ........................................................................................... 17
8.1水准测量概述 ................................................................................................... 17 8.2 跨河水准测量设计............................................................................................ 18
8.2.1高程控制网必要精度的确定 .................................................................... 18 8.2.2桥梁施工高程控制测量等级设计 ............................................................. 18 8.2.3 跨河场地布设 ........................................................................................ 19 8.2.4观测与计算 ............................................................................................ 20 8.3 “北门桥”水准设计 ........................................................................................ 20
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8.3.1“北门桥”水准网形 ............................................................................... 20
8.4 观测方案及方法 ............................................................................................... 23 9.桥墩放样 ..................................................................................................................... 24
9.1次级网的建立 ................................................................................................... 24 9.2 桥墩放样必要精度............................................................................................ 25
9.3桥墩中心放样方法 ............................................................................................ 26 9.4 桥墩测设精度估算 .......................................................................................... 27 10.课程设计总结 ............................................................................................................ 28
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1.课程设计要求
以矿大北门的桥为原型，假定北门河流宽1.4km，修建一条跨河大桥，桥梁轴线位置自定。要求设计桥梁平面、高程控制网；确定控制网必要精度、设计桥梁平面、高程控制网并优化，制定控制网观测、桥墩放样方案。通过本课程设计掌握桥梁控制网设计原则、方法。
2.建桥场地及周边环境简介
图2-1 北门河的Google Earth 影像
本桥为跨河大桥，跨越镜湖大河，河宽1.4千米，环绕学校，区域流向为从西至东。从Google Earth 图片上我们可以发现，沿河周围场地开阔，方便选址。同时通过根据实地勘查，作者将桥址选在中国矿业大学北校门与煤炭工业科技馆之间，交通方便，施工无阻碍。
3.设计规范及要求
3.1设计相关规范
1.《工程测量规范》（GB50026－2007）；
2.《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）； 3.《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-9）； 4.《国家一二等水准测量规范》(GB12897-91) 5.《公路勘测规范》(JTJ061-99)
6.《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/18314-2009)
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3.2 相关精度要求
桥梁施工平面控制网的建立，应符合下列规定：
1 桥梁施工平面控制网，宜布设成自由网，并根据线路测量控制点定位。 2 控制网可采用GPS 网、三角形网和导线网等形式。 3 控制网的边长，宜为主桥轴线长度的0．5-1．5 倍。
4 当控制网跨越江河时，每岸不少于3 点，其中轴线上每岸宜布设2 点。
表3-1 平面控制测量等级
等 级 二等三角 三等三角、导线 四等三角、导线 公路路线控制测量 — — — 桥梁桥位控制测量 ＞5000m特大桥 2000～5000m特大桥 1000～2000m特大桥 隧道洞外控制测量 ＞6000m特长隧道 4000～6000m特长隧道 2000～4000m特长隧道 1000～2000m中长隧道 ＜1000m隧道 — 一级小三角、导线 高速公路、一级公路 500～1000m特大桥 二级小三角、导线 三级导线 二级及二级以下公路 三级及三级以下公路 表3-2 桥梁施工控制网等级的选择
桥长L(m) L>5000
＜500m大中桥 — 跨越的宽度l（m）
l>1000
平面控制网的等级
二等或三等 三等或四等 四等或一级
一级 高程控制网的等级
二等 三等 四等 四等或五等 2000≤L≤5000 500 表3-3 水准测量的主要技术要求 每千米 等级 高差中误差 （mm） 二等 三等 四等 五等 2 6 10 15 水路线 长度 （km） --- ≤50 ≤16 -- 准 仪型 号 DS1 DS1 DS3 DS3 DS3 因瓦 双面 水 准 尺 与已知点联测 观测次数 往返较差、附合或 环线闭合差 平地 （mm） 4L12L12L12L附合或环线 山地 （mm） 4n6n因瓦 往返各一次 往返各一次 往返各一次 往一次 往返各一次 往一次 往一次 双面 往返各一次 双面 往返各一次 4 --- 注：1.成带节点的水准网时，节点之间或节点与已知点之间的路线长度，不应大于表中规 定的0.7倍。 2.L为往返段附合或闭合环的水准路线长度，km。n为测站数。 4. 桥梁控制网设计原则及方法 4.1桥梁控制网设计原则 满足施工放样精度要求，控制点密度适当，图形结构良好的施工控制网更是必不可少，而且施工控制网的布设形式和精度等级更直接影响桥墩放样点位的精度，从而更构成了桥梁建设成败的一个关键因素。因此如何更科学地设计与布设一个既经济又合理的桥梁施工控制网显得极为重要。 4.2桥梁控制网设计方法 一般的中小型桥梁、高速公路互通、城市立交桥、高架桥和跨越山谷的高架桥等，通常采用一级导线网，或在四等导线控制下加密一级导线。通过在导线点的基础上增设施工控制点，构成简单的四边形网，并加测四边形两对角线从而提高图形强度，再按一级三角网施测要求测量平差后即可满足施工放样的需要。对于大型型桥梁，桥梁控制网的精度需要作具体分析，目前大型桥梁施工控制网建立方法主要有两种，传统的三角网和利用GPS技术建立的控制网法，这两种方法各有特色。 4.2.1 传统的三角网布设方法 三角建网方法有很多优越性，观测量直观可靠、数据处理方法简单、有一套成熟的建网技术和观测程序、测量精度容易控制、工地经验多等，但该方法作业作业速度慢，周期长，人员因素和工作效率是传统三角网的致命弱点。并且，大型桥梁跨河或跨江，对气象的条件要求较高，因此客观上在精度满足需要的情况下应该尽量避免使用该方法。 4.2.2 GPS网布设方法 GPS网建立的劳动强度低、优化设计控制网的几何图形以及降低观测中气象 5