測繪技術(shù)講座-第五講

1、測繪技術(shù)講座第五講工程測量的概述 工程測量學(xué)研究的對象及基本內(nèi)容施工放樣測量的精度 施工控制網(wǎng) 施工放樣的基本方法 曲線的測設(shè)1 工程測量學(xué)研究的對象及基本內(nèi)容工程測量學(xué)的定義工程測量學(xué)是一門應(yīng)用學(xué)科，它是研究地球空間中具體幾何實體測量和抽象幾何實體測量的理論、方法和技術(shù)。主要研究在工程與工業(yè)建設(shè)、城市建設(shè)與國土資源開發(fā)、水陸交通與環(huán)境工程與減災(zāi)救災(zāi)、國防建設(shè)等事業(yè)中，進行地形和有關(guān)信息的采集與處理、施工放樣、設(shè)備安裝、變形監(jiān)測與分析預(yù)報等方面的理論和技術(shù)，以及與之有關(guān)的信息管理與使用。工程測量的三個階段勘察設(shè)計階段主要提供各種比例尺的地形圖、進行工程的選址或選線，以及為工程地質(zhì)勘探、水文地質(zhì)

2、勘探以及水文測驗等提供相應(yīng)的測量工作施工建造階段把圖紙上設(shè)計好的各種建筑物與構(gòu)筑物按其設(shè)計的三維坐標(biāo)測設(shè) 到實地以提供施工的依據(jù)，并指導(dǎo)將設(shè)備安裝到設(shè)計的位置上。為此，要建立不同性質(zhì)的控制網(wǎng)，然后進行施工放樣運營管理階段監(jiān)視建筑物與構(gòu)筑物的安全和穩(wěn)定的情況以驗證設(shè)計是否合理、正確，并定期對位移、沉陷、傾斜以及擺動等進行監(jiān)測水利工程測量在水利工程勘測設(shè)計階段，測量工作的主要任務(wù)是為水工建（構(gòu)）筑物的設(shè)計提供必要的地形資料和其它測量數(shù)據(jù)，并應(yīng)注意水利工程設(shè)計使用的地形圖的精度和表現(xiàn)的內(nèi)容方面的特殊要求。一般說來，與國家基本圖相比，高程精度比平面精度要求更嚴(yán)。此外，還要滿足相關(guān)的勘測工作的要求，如為

3、地質(zhì)勘探提供地形底圖，聯(lián)測鉆孔的平面位置和高程，測定地下水位的高程；在水文勘測中測定流速、流向、水深以及提供河流的縱橫斷面圖；為各種專用輸電線、運輸線和附屬設(shè)施、材料場等提供地形圖或測量資料在水利工程施工建造階段，測量工作的主要任務(wù)是按照設(shè)計意圖，將設(shè)計圖紙上建筑物與構(gòu)筑物以一定的精度測設(shè)于實地，以指導(dǎo)其施工。此外，有時還要進行施工中的變形觀測。在工程竣工或階段性完工時，要進行驗收和竣工測量在水利工程施工建造階段，要根據(jù)工程情況對水工建筑物與構(gòu)筑物進行變形觀測，包括水平位移觀測、垂直位移觀測、撓度觀測和傾斜觀測線路工程測量線路工程包括鐵路、公路、輸電線路、輸水線路以及各種地上與地下管線等線型工

4、程。各種線路工程在勘測設(shè)計階段、施工建造階段和竣工階段所進行的測量工作，其主要內(nèi)容有中線測量（含曲線測設(shè)），縱橫斷面測量、帶狀地形圖測繪、施工測量，以及竣工測量，具體有勘測設(shè)計階段初測初測 根據(jù)計劃任務(wù)書確定的修改原則和線路基本走向，通過對有價值的線路具體方案的勘測，從中確定采用的線路，為編制初步設(shè)計文件提供資料。其主要內(nèi)容包括導(dǎo)線測量、高程測量和地形測量等定測定測 根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計文件和確定的線路走向及有關(guān)的構(gòu)造物的布設(shè)方案進行測量。定測應(yīng)結(jié)合自然條件，通過實地放線和局部線路調(diào)整，測定線路位置及有關(guān)構(gòu)造物的準(zhǔn)確位置，為施工圖設(shè)計提供資料。其主要內(nèi)容包括中線測量、高程測量、橫斷面測量和地形圖

5、測繪等施工階段在此階段，首先要檢測設(shè)計階段所建立的平面、高程控制樁，在檢測的基礎(chǔ)上進行中線（包括曲線）測量，放樣路基和路基邊坡，測量豎曲線，放樣線路上的建（構(gòu)）筑物軸線及其結(jié)構(gòu)等竣工階段竣工測量是檢測工程是否符合設(shè)計要求，并為運營管理提供依據(jù)，它應(yīng)在導(dǎo)線測量和高程測量的基礎(chǔ)上進行。其主要內(nèi)容包括標(biāo)定中線位置及里程樁，測定線路中心線縱斷面圖和路基橫斷面圖，在大型建（構(gòu)）筑物附近設(shè)置平面和高程控制點，供工程養(yǎng)護管理和變形監(jiān)測時使用2施工放樣測量的精度建筑限差與放樣誤差工程建（構(gòu)）筑物的建筑限差是指其竣工后實際位置相對于設(shè)計位置的極限偏差，其大小隨建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)、規(guī)模和用途而異，應(yīng)遵循我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)

6、執(zhí)行，如混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范、鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程、建筑安裝工程施工及驗收技術(shù)規(guī)程等放樣誤差是指放樣點偏離其設(shè)計位置的誤差，其容許誤差（）通常認(rèn)為較安全的數(shù)值是建筑限差（）的1/2，其中誤差（m）又是容許誤差的2倍，即m/2/4。放樣誤差的容許值通常會在設(shè)計書中給出放樣點位中誤差m主要由測量誤差m1、設(shè)計工藝計算誤差m2、以及建筑安裝誤差m3組成。通常，測量誤差m1對總誤差的影響采用忽略不計的原則處理，此時可取m1等于m/2、m/3或m/5。工程建（構(gòu)）筑物放樣的精度要求 建筑物的放樣既要保證其主軸線相對周圍物體位置具有一定的精度，更要保證建筑物相對于主軸線和建筑物各部

7、分之間的位置精度建筑物施工放樣的主要技術(shù)要求在工程測量規(guī)范（GB50026-93）有明確的規(guī)定，可參見表7.3.5、表7.3.7、表7.3.8、表7.3.93 施工控制網(wǎng)施工控制網(wǎng)的定義、作用、類型為工程建設(shè)的施工而布設(shè)的測量控制網(wǎng)稱為施工控制網(wǎng)施工控制網(wǎng)的作用在于限制施工放樣時測量誤差的累積，使整個建筑區(qū)的建（構(gòu)）筑物能夠在平面及高程上均能正確銜接，以便對工程的總體布置和施工定位起到控制作用，同時便于不同作業(yè)區(qū)的同時施工施工控制網(wǎng)通常至少布設(shè)兩級，即首先布設(shè)顧及整個建筑區(qū)的首級控制網(wǎng)，然后再布設(shè)直接用于放樣的次級控制網(wǎng)控制網(wǎng)可布設(shè)成GPS網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)或建筑方格網(wǎng)施工控制網(wǎng)的特點施工控制

8、網(wǎng)的點位設(shè)置不必像一般控制網(wǎng)那樣要求均勻，而應(yīng)考慮施工放樣的方便施工控制網(wǎng)的精度設(shè)置不必像一般控制網(wǎng)那樣要求均勻，而應(yīng)重點保證某一方向或某幾個點相對位置的精度。如為保證橋梁軸線長度和橋墩定位的準(zhǔn)確性，要求重點保證沿橋梁軸線方向的精度；隧道（洞）施工控制網(wǎng)則要著重保證橫向貫通的精度要求為便利于施工放樣，應(yīng)使由控制點反算的距離與實地距離之差盡量減小，故樞紐控制網(wǎng)應(yīng)投影到樞紐平均高程面上；橋梁控制網(wǎng)應(yīng)投影到橋墩頂平均高程面上；樞紐控制網(wǎng)應(yīng)投影到樞紐平均高程面上；隧道（洞）控制網(wǎng)應(yīng)投影到隧道（洞）貫通平面上施工控制網(wǎng)常采用施工坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸平行或垂直建筑物的主軸線，或由工程的特定軸線所決定，但是施工

9、坐標(biāo)系應(yīng)與國家坐標(biāo)系相聯(lián)系為了保證施工過程中引入高程和標(biāo)定高程，在施工區(qū)要建立以直接水準(zhǔn)測量為主的高程控制網(wǎng)。高程控制網(wǎng)通常也分兩級布設(shè)，即基本高程控制網(wǎng)與加密網(wǎng)。在施工期間，還要在建筑物近旁的不同高程面上都布設(shè)臨時水準(zhǔn)點，以保證放樣時通過一站即可將高程傳遞至建筑物上4 施工放樣的基本方法方向（角度）、距離、高程的放樣方向（角度）的放樣先用正倒鏡按設(shè)計給出的角標(biāo)定出P1點，多測回觀測AOP1取其均值得1，計算 PP1（1）S/，將P1點移至P點距離的放樣按給出的設(shè)計距離，放樣出臨時終點，然后對該距離反復(fù)測量取其均值，與設(shè)計值比較得出差值S，根據(jù)S的符號和大小，最后標(biāo)定出待放樣距離的終點高程的放

10、樣高程放樣的基本公式為 HiHOaHi高建筑物或深基坑引測高程時，一般用鋼帶尺代替水準(zhǔn)標(biāo)尺。此時，應(yīng)對鋼尺進行尺長改正和溫度改正，精度要求高時，還要加上拉力改正P11AOP點位放樣的基本方法極坐標(biāo)法基本公式為當(dāng)用全站儀放樣并顧及對中、照準(zhǔn)和標(biāo)定誤差時，則放樣點位中誤差為oASPPP202000)()(tanyyxxSxxyypppp2222222)(cos標(biāo)定目標(biāo)對中mmmSmmmsp直角坐標(biāo)法當(dāng)施工坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸與建筑物主軸線平行或垂直時，采用直角坐標(biāo)法放樣較為方便當(dāng)用全站儀放樣并顧及對中、照準(zhǔn)和標(biāo)定誤差時，則放樣點位中誤差為ABXYPMXY）標(biāo)定目標(biāo)對中222222(2)(mmmmxmmm

11、yxp距離交會法距離放樣時，先根據(jù)P點設(shè)計坐標(biāo)及控制點坐標(biāo)計算出邊長S1、S2和交會角，利用S1、S2放樣出過渡點P，然后安置全站儀于P點，測得P至A、B的距離S、S，計算S1=S1-S和S2=S2-S。當(dāng)S較小時，可用歸化圖紙法在實地標(biāo)定出P點。此時，交會點的誤差為2222sin21標(biāo)定mmmmSSpABPPPPS1S2SSS1S2前方交會法與距離交會法類似，先根據(jù)P點設(shè)計坐標(biāo)及控制點坐標(biāo)計算出角度1、2，利用S1、S2放樣出過渡點P，然后觀測PAB=和PBA=，計算1=1-和2=2-，進而計算出1=S11和2= S12。當(dāng)PP間距小于0.5m時，可按歸化法在實地標(biāo)定出P點ABPPPPS1S

12、2121212自由設(shè)站法在已有3個及3個以上已知點的情況下，安置全站儀于任一合適測站點，觀測至已知點的距離和方向，按最小二乘法求得測站點的坐標(biāo)，再根據(jù)測站點、已知點和放樣點的坐標(biāo)，采用極坐標(biāo)法即可放樣出各放樣點，稱為自由設(shè)站放樣法。目前，這是實現(xiàn)施工放樣一體化的主要方法CABP3214DE直線的放樣內(nèi)插直線端點測站法端點測站法 安置儀器于A點放樣出過渡點P（設(shè)AP=S1），測出，計算出PP= S1 ，在實地移動PP得P點中間測站法中間測站法 安置儀器于A點放樣出過渡點P（設(shè)AP=S1），再安置儀器于P點測出角，=180 ，計算出PP= S1S2（ S1 S1 ），在實地移動PP得P點可以證明，

13、中間測站法 放樣的點位中誤差僅是的端點測站法 的1/2PPABS1S2外延直線鉛垂線的放樣經(jīng)緯儀交會垂線法激光鉛垂儀法平面的放樣水平面的放樣激光水準(zhǔn)儀法自動激光掃平儀法豎直面的放樣經(jīng)緯儀法（低精度時）自動激光掃平儀法5 曲線的測設(shè)曲線的類別 平面曲線圓曲線 單曲線、復(fù)曲線緩和曲線豎曲線圓曲線的放樣圓曲線的元素與主點圓曲線的元素轉(zhuǎn)向角切線長T曲線長L外矢距E切曲差q圓曲線的主點交點JD直圓點ZY曲中點QZ圓直點QZLTqRERLT21sec180tan22）（JDRRTTZYYZQZLEO圓曲線的主點和細(xì)部的放樣圓曲線主點坐標(biāo)的計算設(shè)圓曲線處折線的折線邊為邊i、邊i+1，其方位角為i、i+1，交點坐標(biāo)為xJD、yJD，則直圓點的坐標(biāo)為 xZY xJDTcosi yZY yJDTsini