第12章-施工測量原理與方法

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《測量技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)課件主編張坤宜第十二章施工測量原理與方法第十三章施工測量原理與方法學(xué)習(xí)目標(biāo)：明確施工測量的目的及相應(yīng)的基本要求，掌握施工測量的三種基本技術(shù)工作原理，掌握地面點的測設(shè)技術(shù)，明確激光在施工測量的定向原理和應(yīng)用方法。第一節(jié)概述一、施工測量的概念1.施工測量目的。以控制點為基礎(chǔ)，把設(shè)計圖紙上的點位測定到實地并表示出來。測量技術(shù)過程稱為工程放樣，簡稱“放樣”，或稱“測設(shè)”。經(jīng)過施工測量表示在實地的點位稱為施工點，或稱放樣點。2.放樣的基本思想。1)在放樣之前，檢驗設(shè)計圖上有關(guān)的定位元素；2)必要時對定位元素進(jìn)行必要的處理；3)在實地把擬定的地面點測設(shè)出來并在地面上設(shè)立點標(biāo)志。4)檢查放樣點位的準(zhǔn)確性、可靠性。二、施工測量的精度主要取決于建筑物、構(gòu)造物的設(shè)計與施工的要求。設(shè)計與施工要求不同，施工測量的精度必有差異。鋼結(jié)構(gòu)工程高于混凝土結(jié)構(gòu)工程；裝配式工程高于現(xiàn)場澆灌式工程。高速公路高于普通公路；橋梁工程高于公路工程；隧道工程高于公路工程；特大橋梁高于普通橋梁；長隧道工程高于短隧道工程。施工測量的精度最終體現(xiàn)在施工點的精度。施工測量應(yīng)從工程的設(shè)計與施工的精度需要出發(fā)，確定與之相匹配的測量技術(shù)相應(yīng)精度等級，規(guī)定滿足精度要求的施工測量方案，使實地放樣點的精度滿足施工的需要。三、施工控制測量施工測量遵循“等級、整體、控制、檢驗”四項原則。整體原則兼顧有工程的全局性和技術(shù)要求的完整性。施工控制測量是施工測量的工作基礎(chǔ)，必須從整體原則出發(fā)，盡量實現(xiàn)多用性和有效性。多用性，在全局意義上，施工控制測量的建立應(yīng)滿足工程設(shè)計及其施工過程測量所確定的要求，盡量避免重復(fù)控制測量。有效性，施工控制測量所建立的控制點點位無損可靠，便于應(yīng)用，點位參數(shù)準(zhǔn)確符合應(yīng)用需要。施工控制測量是工程建設(shè)的重要前期工作，是高速度、高精度、高質(zhì)量的重要保證。四、施工測量的工作要求1.緊密結(jié)合施工的連續(xù)進(jìn)程。1)熟悉設(shè)計圖紙，懂得設(shè)計思路。2)檢查圖紙數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。3)了解施工計劃安排，協(xié)調(diào)測量施工關(guān)系，落實施工測量工藝。

2.熟悉現(xiàn)場實際。1)核查或檢測有關(guān)的控制點，確認(rèn)點位準(zhǔn)確可靠。2)查清工地范圍的地形地物狀態(tài)。3)熟悉施工的進(jìn)展?fàn)顩r。4)熟悉施工環(huán)境，避免施工影響，及時完成施工測量。3.加強測量標(biāo)志管理，注意恢復(fù)受損測量標(biāo)志。第二節(jié)放樣的基本工作一、角度放樣設(shè)計圖中A、B為已知點，AB是已知方向，AP方向是設(shè)計的方向線，∠BAP已知值為β。1.一般方法：1)實地已知點A安置經(jīng)緯儀，盤左瞄準(zhǔn)已知方向B點目標(biāo)，從經(jīng)緯儀讀數(shù)窗讀數(shù)βo。一般配置為0°。2)撥角，轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，使角度讀數(shù)為βo+β。此時望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸指向AP的既定方向。撥角(1)啟動水平制動,轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部;(2)角度讀數(shù)接近βo+β時制動水平制動;(3)啟動水平微動,使角度讀數(shù)為βo+β精確值.一、角度放樣3)按望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸指定的方向的地面上設(shè)立標(biāo)志。

(1)從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)可見定點人員的落點動作，(2)及時應(yīng)指揮落點位置應(yīng)在望遠(yuǎn)鏡十字絲縱絲上。

(3)通常在地面落點位置上釘上木樁(木樁移到望遠(yuǎn)鏡十字絲縱絲方向上)，在木樁的頂面標(biāo)出AP的精確方向。

2.方向法角度放樣：1)按一般方法完成待定方向AP的設(shè)置，此時P用P’表示。2)經(jīng)緯儀以盤右位置瞄準(zhǔn)B點目標(biāo)，獲得盤右觀測值+180。3)按一般角度放樣基本步驟2)使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸以+180+指向AP方向，同時按指定的方向在實地標(biāo)出AP方向的標(biāo)志P"。4)取P'、P"的平均位置，即P作為AP方向的準(zhǔn)確標(biāo)志。

3.改化法角度放樣：1)上述二法角度放樣指定AP方向之后，再利用經(jīng)緯儀對∠BAP進(jìn)行多測回觀測，獲得多測回平均值。2)計算，即

3)概量AP的長度d，求指定方向P的改正距e(如圖13.4)，即

4)按改正距e移動P到PO點，確定AP的精確方向為APO。

4.按已知方向精確定向：1)目估法定線C'點。概量AC'=S1，BC'=S2。2)測量∠AC'B=β。3)計算ΔC，根據(jù)圖13.5可推證得４)按ΔC把C'移至C點，則C點就在AB方向上。二、距離放樣1.一般水平距離放樣A是已知點，P是AB方向上的待定點，設(shè)計擬定平距AP=D。實地P點未知。1)實地以鋼尺長度D沿AB方向定P點。以鋼尺的零點對準(zhǔn)A點，拉緊鋼尺(100N左右)，在長度D處的地面上定P點位置。2)檢驗丈量，即用鋼尺丈量AP的長度，檢驗AP=D？。2.傾斜地面的距離放樣1)按式(13-5)求，2)按沿AB方向丈量P點。此時得到的P點就是B點，其AB的平距長度等于S。3.鋼尺精密距離放樣鋼尺精密距離放樣原理：根據(jù)鋼尺精密量距原理而來。設(shè)計上的平距S，按鋼尺精密量距原理，S滿足下式精密丈量的實際長度D為鋼尺精密距離放樣的方法：1)計算參數(shù)D，2)以100N的拉力在實地精密放樣D的長度。

4.光電測距一般跟蹤放樣法1)準(zhǔn)備：安置測距儀(或全站儀)，丈量測距儀儀器高i，反射器安置與測距儀同高。2)跟蹤測距。測距儀瞄準(zhǔn)反射器，啟動測距儀的跟蹤測距按鈕，觀察測距儀的距離顯示值d‘，比較d’與設(shè)計擬定值d的差別，指揮反射器沿AB方向前后移動。3)精確測距。當(dāng)d'比較接近d值時停止反射器的移動，測距儀終止跟蹤測距功能，同時啟動正常測距功能，進(jìn)行精密的光電測距，記下測距的精確值d"。4)調(diào)整反射器所在的點位。

5.光電測距精密跟蹤放樣原理：光電測距成果處理公式，設(shè)計擬定的光電測距平距可表示為測距儀放樣長度D為方法：1)安置測距儀器、反射器。2)根據(jù)測距儀器的功能輸入加常數(shù)K、加常數(shù)R。3)選擇儀器平距顯示方式。4)啟動跟蹤測距功能，觀察平距顯示值，檢核與設(shè)計值S的差值。5)指揮前后移動反射器，直至平距顯示值等于設(shè)計值S為止。三、高差放樣1.水準(zhǔn)測量法高差放樣1)安置水準(zhǔn)儀，觀測A點的標(biāo)尺獲得后視讀數(shù)；2)計算前視讀數(shù)b；3)水準(zhǔn)儀觀測前視尺，指揮調(diào)整標(biāo)尺的高度，使標(biāo)尺上的前視讀數(shù)等于上述計算值b；4)沿前視尺底面標(biāo)劃橫線,稱為標(biāo)高線。

2.水準(zhǔn)測量法大高差放樣1)水準(zhǔn)儀在1處觀測后視讀數(shù)及前視讀數(shù)b1。2)水準(zhǔn)儀在2處觀測后視讀數(shù)。3)計算前視讀數(shù)b2。4)水準(zhǔn)儀在2處觀測前視尺，指揮調(diào)整標(biāo)尺的高度，使標(biāo)尺上的前視讀數(shù)等于計算值b2。5)沿前視尺的底面標(biāo)出B的位置。

3.用全站儀進(jìn)行高差放樣：1)儀器安置于測站，反射器安置于B處附近；量取儀器高及反射器高。2)計算放樣高差。

3)放樣準(zhǔn)備。(1)儀器高及反射器高存入儀器存儲器;(2)選擇儀器的顯示方式。顯示高差和鏡站高程。4)高差放樣。(1)轉(zhuǎn)動全站儀瞄準(zhǔn)反射器；(2)啟動測距按鈕，觀察顯示高差和鏡站高程；(3)跟蹤測量，觀察顯示高差和鏡站高程;(4)升降反射器，使顯示滿足高差放樣結(jié)束。第三節(jié)地面點平面位置的放樣方法一、直角坐標(biāo)法利用點位之間的坐標(biāo)增量及其直角關(guān)系進(jìn)行點位放樣1.實地直角坐標(biāo)系的建立。2.確定點在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。待定點P與A點的坐標(biāo)增量Δx、Δy在坐標(biāo)系中便是。3.放樣P點。1)沿AB丈量Δy得Py；2)在Py安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)A點并撥角90°；3)沿視準(zhǔn)軸方向丈量Δx得P點的位置；4)實地定點P。應(yīng)用：連點多測

二、極坐標(biāo)法利用點位之間的邊長和角度關(guān)系進(jìn)行放樣的方法。A、B是已知點，P是設(shè)計的待定點。設(shè)計上已知AP的水平距離S和角度∠BAP=β。1.在A點安置經(jīng)緯儀，按角度放樣在實地標(biāo)定AP方向線的騎馬樁P1、P2，其中AP1<S<AP2。2.沿AP1、AP2方向丈量AP=S，實地定P點的位置。極坐標(biāo)法的放樣參數(shù)可利用設(shè)計上的點位坐標(biāo)換算得到。極坐標(biāo)法是以放樣角度提供量距方向的定點方法，習(xí)慣上又稱為偏角法。應(yīng)用：一站多測

三、角度交會法利用點位之間的角度關(guān)系進(jìn)行點位放樣的方法。1.在A點安置經(jīng)緯儀，以AB為起始方向，以360°-α撥角放樣AP方向，定騎馬樁A1、A2。2.在B點安置經(jīng)緯儀，以BA為起始方向，以β?lián)芙欠艠覤P方向，定騎馬樁B1、B2。3.利用A1A2、B1B2相交于P點，實地設(shè)P點標(biāo)志。四、距離交會法利用點位之間的距離關(guān)系進(jìn)行點位放樣的方法。1.以A點為圓心，以S1為半徑畫弧線A1A2;2.以B點為圓心，以S2為半徑畫弧線B1B2;3.利用弧線A1A2、B1B2相交于P點，實地設(shè)P點標(biāo)志。五、角邊交會法六、全站坐標(biāo)法利用點位設(shè)計坐標(biāo)以全站測量技術(shù)進(jìn)行點位放樣的方法。全站坐標(biāo)法的放樣技術(shù)要點:利用全站測量技術(shù)，測量初估點位，把直接得到點位的坐標(biāo)與設(shè)計點位坐標(biāo)比較，二者相等則定初估點位為測設(shè)的點位。第四節(jié)激光定向定位原理與方法從放樣技術(shù)中可知，經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸是定向定位的指示方向線。可以設(shè)想，如果視準(zhǔn)軸是一條可見的精細(xì)光線，那么人們可以方便地根據(jù)可見光線確定放樣的位置。

一、激光定向定位原理原理實質(zhì)：把紅色激光束引入望遠(yuǎn)鏡，使之在十字絲交點處沿著視準(zhǔn)軸的方向射出，精細(xì)紅色的可見激光線成為視準(zhǔn)軸的標(biāo)志，實現(xiàn)視準(zhǔn)軸定向定位的直接可見性。激光器與測量儀器的結(jié)合形式便有激光經(jīng)緯儀、激光水準(zhǔn)儀、激光鉛直儀(應(yīng)用于垂直指向)、激光對中器(應(yīng)用于經(jīng)緯儀、全站儀等)器具的名稱。二、激光經(jīng)緯儀應(yīng)用的一般方法1．以激光定向定位的一般方法1)準(zhǔn)備。激光關(guān)。2)瞄準(zhǔn)。瞄準(zhǔn)目標(biāo)；開電源，激光發(fā)射；開位置，激光射出。3)落點。望遠(yuǎn)調(diào)焦，激光點聚焦；定點。4)收測。2.激光經(jīng)緯儀激光垂直定向方法:1)準(zhǔn)備。安置儀器，儀器裝上彎讀數(shù)管、彎管目鏡；安置靶板。2)瞄準(zhǔn)。盤左縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，豎盤水準(zhǔn)氣泡居中，在讀數(shù)窗得讀數(shù)90°；開激光電源，激光開位置，激光射出。3)落點。4)轉(zhuǎn)向(4次)落點。5)四點平均位置為最后垂直定向的位置。激光天頂儀激光天頂儀的應(yīng)用方法：1．安置激光天頂儀。在工程控制點上，安置三角架，對中整平。安裝激光目鏡，連接蓄電池、控制器。2．安置靶板。靶板是一個透明板，水平固定在建筑物的適當(dāng)位置，板面對著激光天頂