高速道路测量设计 工程测量毕业设计.doc
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1、毕业设计题目:高速道路测量设计 班 级:学 号:指导教师:姓 名:摘要前言 3初测工作程序4第一章 工程概况 5第二章 工程测量在道路施工放样中的技术要求6第一节 工控制测量6第二节 水准量与计算11第三节附合水准路线的计算13 第四节外业数据采集17第五节 平面控制网的测量精度等级要求20第三章 桥梁工程施工放样方法与方向交汇22第一节 控制网点位中误差与精度要求 22第二节 方向交汇法在施工放样中的使用方法23第三节 实际施工测量中方向交汇法的具体应用26第四章 总结27摘要本文叙述了工程测量的放样方法在京台高速中的应用,通常使用的是极坐标放样法进行放样,其中施工放样的精度又关系着桥梁施工
2、的质量和进度。结合实践讨论了各种方法的特点和适用环境,最后进行了精度分析。关键词: 桥梁放样 精度分析 极坐标法前言毕业实习是测绘专业教学计划中必不可少的实践教学环节, 它是所学理论知识 与工程实践的统一。在实习过程中,我以施工员的身份深入到建筑施工单位,以一个配送中心为实习场所,在项目部经理的指导下,参加工程施工工作,顺利完成了六周的实习任务。同时,也为大学毕业后从事工程时间打下良好基础。勘测策划初测工作程序: 初测工作程序框图出工准备机具设备人员配备项目总工布置工作计划安排 勘测输入 勘测任务书规程规范勘测方案勘测实施资料整理外业勘测开工准备勘测检查组织技术接口验收前检查中间检查专业协调对
3、外联系专业分工勘测资料验收及输出第一章:工程慨况 北京至台北国家高速公路是连接我国华北、华中与东南沿海地区的重要的公路运输大通道,便捷联系北京、天津及福州与台北等城市,在国家高速公路网中居重要地位。拟建项目是京台国家高速公路河北境段,也是京津冀暨环渤海地区,河北省高速公路网和京津高速通道的组成部分其建设有利于缓解北京市出入境和过境的交通压力,是我国北方地区与港口之间能源集疏运的重要出海通道。同时,本项目还直接连京津梁大都市,有助于提升京津通道的综合运输能力。京台高速主体工程共划分为LQ1-LQ9共九个施工标段详见下表:合同段标段桩号长度(Km)主要工程量LQ1-K0+000.42.-K7+50
4、07.5大桥1座、主线站收费、万庄服务区九州枢纽LQ2K7+500-K11+3003.8永定河特大桥LQ3K11+300-K15+0003.7永定河特大桥LQ4K15+000-K21+9006.9曹家务互通、大桥2座LQ5K21+900-K26+068.0354.168水泥搅拌桩段、永清互通、跃进渠中桥2座LQ6K26+068.035-K30+268.0354.2别古装枢纽(本项目)主线部分LQ7K30+268.035-K37+2506.982路基、中桥6座、别古装停车区LQ8K37+250-K43+5506.3路基、码头互通、大桥1座LQ9K43+550-K53+253.1379.703东安
5、庄互通、终点收费站、大桥1座 我所在单位承包的是京台高速北京至台北高速公路廊坊段LQ9九标,全线设计速度为120Km/h,该标采用双向六车道,其断面组成如下:1) 六车道路基总宽度为34.5m,其中单向行车道宽3*3.75m,中间带宽度4.5m(含中央分隔带3m和两侧路缘带宽各0.75m),便道肩宽3.0m(含路缘带宽0.5m),土路肩宽0.75m. 2) 路基设计高程中央分隔带外侧边缘处路面标高,主段不设超高路段行车道和硬路肩采用2%的路拱横坡,土路肩为4%破率. 3.实习目的:3.1 理论联系实践,加深理解已学的理论知识(如测量、看图、绘图、测量平差、测量学等);3.2 通过亲身实践,培养
6、分析问题和解决问题的工作能力,为将来参加工作作好准备;3.3 通过实习,对测绘流程、一般民用建筑施工前的准备工作和整个施工过程有较深刻的认识。第二章 工程测量在道路施工放样中的技术要求1 .平面控制测量GPS平面控制测量1)加密GPS控制测量及测区控制测量布网原则加密GPS控制网沿测区外围按点对布设,构成大地四边形组成的网状图形,点对的距离为1-5km左右。组成点对的两点间应互相通视,其间距应大于400m,特殊情况下不短于300m。本控制网约须布置8个GPS控制点,最少须联测3个国家级四等或四等以上平面控制点,3个以上四等水准点或五等水准点,加密GPS控制网采用静态作业模式。测区的加密控制测量
7、采用实时动态GPS(RTK)作业模式,布设为相互通视的点对。2)加密GPS控制测量技术要求本次加密GPS控制测量按国家E级网要求施测。静态测量仪器采用徕卡500系列GPS接收机;动态实时(RTK)测量徕卡500系列GPS接收机。GPS测量解算及平差软件采用徕卡随机软件SkiPro 3.0.GPS进行后处理及基线解算等。静态GPS观测技术要求:GPS测量基本技术要求规定项目卫星截止高度角同时观测有效卫星数有效卫星总数观测时段时段长度(min)采样间隔S时段中任一卫星有效观测时间(min)E级15491.0453015说明:在时段中观测时间大于15分钟的卫星为有效观测卫星。计算有效观测卫星总数时,
8、应将各时段的有效观测卫星数扣除其间的重复卫星数。观测时长度,应为开始记录数据到结束记录的时间段。使用前GPS接收机应进行全面检验(内容包括一般检视,通电检验,试测检验),每年还要进行定期检验。GPS定位测量所用通风干湿表与空盒气压表应定期送计量部门检验,在有效期内使用。观测时应记录各项气象元素和天气状况,雷电、风暴天气时,不进行观测。3)观测准备GPS接收机在开始观测前应进行预热和静置,具体要求按接收机操作手册进行。GPS天线定向标志线应指向正北,顾及地磁偏角修正后,其定位误差应不大于5。4)GPS观测作业要求观测员必须严格遵守调度命令,按规定时间进行观测作业。经检查接收机电源电缆和天线等各项
9、联结无误后方可开机。开机后经检验有关指示灯和仪表显示正常后方可进行自测试并输入测站名、观测单元和时段等控制信息。接收机启动前与作业过程中,应随时逐项填写测量手薄中的记录项目。接收机开始记录数据后,观测员可使用专用功能键和选择菜单,查看测站信息、接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及变化、存储介质记录和电源情况等,如发现异常情况或未预料到的情况,应记录在测量手薄的备注栏内,并及时报告组长。每时段观测开始及结束前各记录一次观测卫星号、天气状况、实时定位经纬度和大地高、PDOP值等,当记录气象元素时,每时段气象观测应不少于3次(开始、中间、结束)。观测期间,不
10、得在天线附近50m以内使用电台,10m以内不能使用对讲机或手机通话。一时段观测中不允许进行以下操作:接收机关闭又重新启动;进行自测试;改变卫星仰角限值;改变数据采样间隔;改变天线位置;按动关闭文件和删除文件等功能健。5)数据处理数据处理采用随接收机配备的商用软件,起算坐标系采用WGS84坐标系。当采用不同类型接收机时,应将观测数据转换成同一格式,基线处理采用广播星历,双差固定解。GPS观测值均应加入对流层延迟修正,对流层延迟修正模型中的气象元素采用标准气象元素模型。6)重测和补测未按施测方案要求,外业缺测、漏测或数据处理后,观测数据不能满足规定时,有关成果及时补测。对需补测或重测的观测时段或基
11、线,具体分析原因,尽量安排一起进行同步观测。7)GPS网平差在基线向量检核符合要求后,以三维基准向量及其相应方差协方差作为观测信息,以一个点的WGS84系三维坐标作为起算依据,进行GPS网的无约束平差。基线分量和改正数绝对值应满足下式:Vx3,Vy3,Vz3否则认为该基线或其附近的基线存在粗差,应在平差中采用软件提供的自动方法或人工方法剔除,直至上式满足。然后在WGS-84坐标系下进行二维和三维约束平差。最后固定各已知点的北京坐标及高程进行三维平差。8)动态GPS观测技术要求:流动站距参考站的距离一般不超过3km。参考站采用静态GPS控制点或国家四等以上控制点,由一参考站迁到另一参考站后应对两
12、控制点进行检核。检核限差:x5cm;y5cm;h10cm;不允许在控制点上发展参考站。GPS实时动态(GTK)测量应按规定对仪器进行检验,作业前做好星历预报,合理安排野外作业时间,作业时应按照随机操作手册进行。9)GPS测量预期精度静态GPS测量预期精度(相邻控制点间):Mx5cm;My5cm;Mh10cm;动态GPS测量预期精度(相对高级控制点:参考站):Mx5cm;My5cm;Mh10cm;2.水准测量与计算依据几何原理用水准仪和水准标尺测定地面两点间高差的方法。高程测量的主要方法。用于建立国家水准网和地区高程控制网,监测地壳垂直运动,研究平均海水面变化,以及为地形测图和各种工程建设提供高
13、程控制。 水准测量是用沿水准路线逐点向前推进的方式实施。为了测量地面上A、P两点间高差(见图),先将水准标尺R1竖立在水准点A上,再将水准标尺R2竖立在一定距离的B点上,在A、B之间安置水准仪。依据水准仪的水平视线,在标尺上分别读数,两标尺读数差就是A、B两点间的高差hAB。第一站测完后,B点上水准标尺R2保持不动,A点的水准标尺R1移至C点,水准仪移至BC的中间,测得B、C两点间高差hBC,如此继续推进至P点,A、P两点间的高差hAP=hAB+hBC+。 水准测量原理示意图 水准测量首先是选定水准路线和埋设水准标石。水准路线应选在坡度小的交通线上,水准点位置应选在能保证标石稳定,长期保存并便
14、于观测的地点。中国国家水准点上的标石分为基岩水准标石、基本水准标石和普通水准标石3种。基岩水准标石埋设在一等水准路线上,大约每隔500千米一座,作为研究地壳垂直运动的依据。基本水准标石埋设在一、二等水准路线上,每隔60千米左右一座,用于长期保存水准测量成果和研究地壳垂直运动。普通水准标石埋设在各等水准路线上,每隔26千米一座,直接为地形测图和各种工程建设提供高程控制。 精密水准测量必须用带测微器的精密水准仪和膨胀系数小的因瓦水准标尺,以提高读数精度、削弱温度变化对测量结果的影响。仪器至标尺的距离约在3560米,且距前后标尺的距离基本相等,同时采用完善的观测程序,以削减水准仪残余的微小倾斜带来的
15、影响和大气折光影响。 水准测量结果须按所采用的高程系统加入必要的改正,以求出精确的高程。水准测量记录格式表测点后视(m)前视(m)高差高程(m)备注BM2TP1TP2TP3BM4校核计算a=b=(h)=(h)=abhHBM4HBM23.附合水准路线的计算BMABMB 下图是一附合水准路线等外水准测量示意图,A、B为已知高程的水准点,1、2、3为待定高程的水准点,h1、h2、h3和h4为各测段观测高差,n1、n2、n3和n4为各测段测站数,L1、L2、L3和L4为各测段长度。现已知HA65.376m,HB68.623m,各测段站数、长度及高差均注于图中。h11.575mh22.036mh31.7
16、42mh41.446mn18L11.0kmn212L21.2kmn314L31.4kmn416L42.2km123附合水准路线示意图1)填写观测数据和已知数据将点号、测段长度、测站数、观测高差及已知水准点A、B的高程填入附合水准路线成果计算表中有关各栏内 2)计算高差闭合差根据附合水准路线的测站数及路线长度计算每公里测站数(站/km)16(站/km)故高差闭合差容许值采用平地公式计算。等外水准测量平地高差闭合差容许值Whp的计算公式为: 因|fh|fhp|,说明观测成果精度符合要求,可对高差闭合差进行调整。如果|fh|fhp|,说明观测成果不符合要求,必须重新测量。3)调整高差闭合差高差闭合差
17、调整的原则和方法,是按与测站数或测段长度成正比例的原则,将高差闭合差反号分配到各相应测段的高差上,得改正后高差,即 或 式中 vi第i测段的高差改正数(mm); 、水准路线总测站数与总长度; ni、Li第i测段的测站数与测段长度。本例中,各测段改正数为:计算检核: 将各测段高差改正数填入表2-6中第5栏内。4)计算各测段改正后高差各测段改正后高差等于各测段观测高差加上相应的改正数,既 式中 第i段的改正后高差(m)。本例中,各测段改正后高差为:计算检核: 将各测段改正后高差填入表中第6栏内。5)计算待定点高程根据已知水准点A的高程和各测段改正后高差,即可依次推算出各待定点的高程,即计算检核:
18、最后推算出的B点高程应与已知的B点高程相等,以此作为计算检核。4.外业数据采集 全站仪为徕卡公司的402仪器,以其性能指标如下: 测角精度2秒 测距精度2+2PPM 1)坐标系统 平面采用北京54坐标系3度带坐标,投影带中央子午线经度为115度。 高程基准:黄海高程系。 2)技术依据 本工程执行国家质量技术监督局2001-03-05发布的全球定位系统GPS测量规范(国家标准GB/T18314-2001);地形测量图式执行国家质量技术监督局1995-09-15发布的1:5001:10001:2000地形图图式。(国家标准GB/T7929-1995). 中华人民共和国国家标准.三、四等水准测量规范
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