工程測量（本科）教案

教案本2015-2016學年上學期學院工程學院年級2015專業(yè)工程管理課程工程測量班級15本科工管3、5班任課教師

教案編號:01課題:施工測量的基本工作課時:4授課類型:講授新課教學目標:①能了解施工測量的內(nèi)容，能掌握施工測量的特點和要求。②能完成已知水平距離、水平角、已知高程的測設。③能用直角坐標法、極坐標法、角度交會法、距離交會法完成點的平面位置的測設=4\*GB3④能完成已知坡度直線的測設教學重點:工測量的特點和要求水平距離、水平角、已知高程的測設直角坐標法、極坐標法、角度交會法、距離交會法的原理教學難點:角度交會法的坐標反算；極坐標法進行方位角和距離的計算；坡度直線的測設。教學過程：講授+提問+討論的模式進行；對于教學難點重點講授，尤其是算例的計算步驟、過程的講解。重點講解極坐標法、角度交會法的計算。1.1施工測量概述1.施工測量的內(nèi)容：距離測設、角度測設、高程測設是施工測量的基本內(nèi)容2.施工測量的特點和要求（1）測量的精度要求較測圖高（2）施工到量與施工密不可分（3）測量標志從形式、選點到埋設均應考慮便于使用、保管和檢查，如有破壞立即恢復1.2測設的基本工作1.2.1測設已知水平距離已知水平距離的測設就是跟據(jù)一個設計的起點和一條直線的已知長度和方向，在地面上標定終點使起點與終點的水平距離為設計的長度。目前，工程建筑物放樣時的距離測設，一般使用鋼卷或測距儀。1)一般方法當放樣要求精度不高對放樣可以從已知點開始，沿給定的方向量出設計的水平距離，在終點處打一木樁，并在樁頂標出測設的方向線，然后仔細量出給定的水平距離，對準讀數(shù)在樁頂畫一垂直測設方向的短線兩線相交即為要放的點位。2)精確方法當放樣距離要求精度較高時，就必須考慮尺長、溫度、傾斜等因素對距離放樣的影響。放樣時，可先用一般方法初步定出設計長度的終點，測出該點與起點的高差、測出丈量時的現(xiàn)場溫度，再根據(jù)鋼尺的尺長方程式計算尺長改正數(shù)、溫度改正數(shù)和高差改正數(shù)。1.2.1測設己知水平角已知水平角的測設，就是根據(jù)地面上一點及一個給定的方向，定出另外一個方向使得兩方向間的水平角為設計的角值。1)一般方法2)精密方法：采用多測回和垂距改正法來提高放樣精度1.2.3測設已知高程已知高程的測設，就是根據(jù)已給定的點的平面位置，利用附近已知水準點，在點位上標定出設計高程的高程位置1）一般方法設R為已知水準點.高程為HR，.A為設計點，設計高程為HA,，安置水準儀于水準點R與待測設高程點A之間，后視讀數(shù)為a，則視線高程H視=HR+a;前視應讀數(shù)b應=H視-HA。此時，在A點木樁側(cè)面，上下移動標尺，直至水準儀在尺上截取的讀數(shù)恰好等于b應時，緊靠尺底在木樁側(cè)面畫一橫線，此橫線即為設計高程位置。若A點為室內(nèi)地坪，則在橫線上注明士0.0002)高程傳遞法若待測設高程點的設計高程與附近已知水準點的高程相差很大，如測設較深的基坑標高或測設高層建筑物的標高，只用標尺已無法放樣，此時可借助鋼尺將地面水準點的高程傳遞到在坑底或高樓上。將地面水準點A的高程傳遞到基坑臨時水準點B上。在坑邊上倒掛經(jīng)過檢定的鋼尺，零點在下端并掛10kg重錘，在地面上和坑內(nèi)分別安置水準儀，瞄準水準尺和鋼尺讀數(shù)，根據(jù)水準測量原理有:HB=HA+a一(c一d)一bb=HA+a一(c一d)一HB1.3點的平面位置的測設測設點的平面位置是根據(jù)控制點在地面上標定出一些點的平面位置，使這些點的坐標為給定設計坐標1.3.1直角坐標法直角坐標法是根據(jù)兩個彼此垂直的水平距離測設點的平面位置的方法。A、B、C、D為方格網(wǎng)的4個控制點，P為欲放樣點ΔxAP=xp-xaΔyAP=yp-ya1.3.2極坐標法極坐標法是根據(jù)水平角和水平距離測設地面點平面位置的方法。A,B為地面上已有的控制點，其坐標分別為A(xA，yA)和B(xB，yB),P為一待放樣點，其設計坐標為P(xp,yp)。用極坐標法放樣的工作步驟如下:(1)計算放樣數(shù)據(jù)先根據(jù)A,B、和P點坐標，計算出AB,AP邊的方位角和AP的距離。再計算出角度BAP的水平角ββ=αAP-αAB1.3.3角度交會法當欲測設的點位遠離控制點，地形起伏較大，距離丈量困難且沒有全站儀時，可采用經(jīng)緯儀角度交會法來放樣點位A,B,C為已知控制點，P為欲測設點，用坐標反算AB,AP.BP,CP和CB邊的方位角αab、αapαbpαcpαcb根據(jù)各邊的方位角計算α1，β1，β21.3.4距離交會法距離交會法是根據(jù)測設的兩個水平距離，交會出點的平面位置的方法。A、B為控制點，P為要測設的點位，根據(jù)A,B的坐標和P點坐標，用坐標反算方法計算出DAP、DPB分別以控制點A、B為圓心，以距離DAP;和DBP為半徑在地面上畫圓弧，兩圓弧的交點，即為欲測設的P點的平面位置。1.4已知坡度直線的測設已知坡度的測設，就是根據(jù)一點的高程位置，在給定的方向上定出其他一些點的高程位置，使這些點的高程位置在給定的設計坡度線上。A點的高程為HA，A,B兩點間的水平距離為DAB。直線A,B的設計坡度為i，可算出B點的設計高程為:HB=HA+iDAB1、計算出B點的設計高程，先用高程放樣的方法，將坡度線兩端點A,B的設計高程標志標定在地面木樁上。2、將水準儀安置在A點上，并量取儀器高i。安置時，使一對腳螺旋位于AB方向上，另一個腳螺旋連線大致與AB方向垂直。3、旋轉(zhuǎn)AB方向上的一個腳螺旋，使視線在B尺上的讀數(shù)為儀器高i。此時，視線與設計坡度線平行。4、(4)測設中間1,2,3...，各樁的高程標志線。當中間各樁水準尺讀數(shù)均為i時，各樁頂連線就是設計坡度線。二、練習、作業(yè)P179第四題P179第七題三、小結(jié)：施工測量的目的是將圖紙上設計的建筑物的平面位置和高程標定在施工現(xiàn)場的地面上，作為施工的依據(jù)，使工程嚴格按著設計的要求進行建設。建(構(gòu))筑物的測設工作實際上是根據(jù)已知控制點或已有的建筑物，按照設計的角度、距離和高程把圖紙上建筑一些特征點(如軸線的交點)標定在實地上。測設的基本工作就是測設已知水平距離、已知水平角和已知高程。教案編號:02課題:民用建筑施工測量課時:4授課類型:講授新課教學目標:能掌握建筑基線的布設形式、建筑基線的測設和檢核、建筑方格網(wǎng)的測設和檢核能正確識讀設計圖紙，根據(jù)建筑總平面圖完成建筑物的定位以及完成建筑物的細部放線和建筑物的軸線投測能根據(jù)基礎平面圖和基礎詳圖完成基礎施工測量能根據(jù)立面圖和剖面圖完成墻體施工測量并利用鋼尺完成高程的傳遞能用測量儀器完成建筑物軸線的向上投測能掌握建筑基線的布設形式、建筑基線的測設和檢核、建筑方格網(wǎng)的測設和檢核能正確識讀設計圖紙，根據(jù)建筑總平面圖完成建筑物的定位以及完成建筑物的細部放線和建筑物的軸線投測能根據(jù)基礎平面圖和基礎詳圖完成基礎施工測量能根據(jù)立面圖和剖面圖完成墻體施工測量并利用鋼尺完成高程的傳遞能用測量儀器完成建筑物軸線的向上投測教學重點:鋼尺完成高程的傳遞建筑方格網(wǎng)的測設和檢核；建筑物軸線的向上投測。教學難點:鋼尺完成高程的傳遞；建筑物軸線的向上投測。教學過程：講授+操作演示+現(xiàn)場指導的模式進行；對于教學難點重點講授，尤其是儀器的操作步驟、記錄計算和測量成果的分析。1.1建筑基線的放樣布設一條或幾條基準線，作為施工測量的平面控制，稱為建筑基線。建筑基線根據(jù)建筑設計總平面圖上建筑物的分布、現(xiàn)場地形條件及原有測圖控制點的分布情況.布設成三點“一”字形、三點“L”字形、四點“T'，字形及五點“十”字形等形式。布設時應注意:建筑基線應平行或垂直于主要建筑物的軸線，以便用直角坐標法進行測設;建筑基線相鄰點間應互相通視，點位不受施工影響，且能長期保存;基線點應少于3個.以便檢測建筑基線點有無變動。1.1.1根據(jù)地面控制點放樣(1)計算測設數(shù)據(jù)根據(jù)建筑基線主點A,O,B及測量控制點7.8.9的坐標，反算測設數(shù)據(jù)d,,d2,d3及β1β2β3(2)測設主點分別在控制點7.8,9上安置經(jīng)緯儀，按極坐標法測設出3個主點的定位點A',O',B',并用大木樁標定(3)檢查三個定位點的直線性安置經(jīng)緯儀于O`，檢測角A'O`B`，如果觀測角值與180。之差大于24"，則進行調(diào)整。(4)調(diào)整三個定位點的位置先根據(jù)3個主點之間的距離a、b按下式計算出改正數(shù)δ，即:式中,ρ=206265"。然后將定位點A',O',B’三點〔注意:O'的移動方向與A',B‘兩點的相反)按δ值移動3個定位點之后，再重復檢查和調(diào)整A,Q,B，直至誤差在允許范圍為止。(5)調(diào)整3個定位點之間的距離先檢查A,O及O,B間的距離，若檢查結(jié)果與設計長度之差的相對誤差大于1/10000，則以O點為準，按設計長度調(diào)整A,B兩點，最后確定A,O,B三點的位置。1.2建筑方格網(wǎng)的放樣在大中型的建筑場地上，由正方形或矩形格網(wǎng)組成的施工控制網(wǎng)，稱為建筑方格網(wǎng)。1.2.1.主軸線放樣MON、COD為建筑方格網(wǎng)的主軸線，先測設主軸線MON，其方法與建筑基線測設方法相同，M、O、N三個主點測設好后將經(jīng)緯儀安置在O點，瞄準M點，分別向左、向右轉(zhuǎn)90度測設另一主軸線COD,同樣定出其概略位置C‘然后精確測出角MOC和角MOD`，分別算出它們與90度之差ε1，ε2并計算出調(diào)整l1，l2式中L為Oc‘或OD‘的長度C‘沿垂直于OC'方向移動l1距離得C點;將D'沿垂直于OD’方向移動l2距離得D點。點位改正后，應檢查兩主軸線的交角及主點間距離，均應在規(guī)定限差之內(nèi)。2.1建筑物定位和放線民用建筑的類型、結(jié)構(gòu)和層數(shù)各不相同，因而施工測量的方法和精度要求也有所不同，但施工測量的過程基本一樣，主要包括建筑物定位、細部軸線放樣、基礎施工測量和墻體施工測量等。2.1.1熟悉圖紙1）建筑總平面圖2）建筑平面圖3）基礎平面圖及基礎詳圖4）立面圖和刨面圖3.1基礎施工測量建筑物軸線放樣完畢后，按照基礎平面圖上的設計尺寸，在地面放出灰線的位置上進行開挖。為了控制基槽的挖深，在基槽快要挖到基底設計標高時，應在槽壁上每隔3---4m及拐角處測設水平控制樁，使木樁的上頂面距槽底的設計標高為一常數(shù)(一般為0.5m)。沿著樁頂面拉線繩，即可作為清底和墊層標高控制的依據(jù)。4.1墻體施工測量基礎施工結(jié)束，檢查軸線控制樁無誤后，可利用軸線控制樁將軸線投測到基礎或防潮層部位的側(cè)面，以此確定上部砌體的軸線位置，進行墻體施工。1.墻體軸線投測每層樓面建好后.為了保證繼續(xù)往上砌筑墻體時，墻體軸線均與基礎軸線在同一鉛垂面上，應將基礎或首層墻面上的軸線投測到樓面上，并在樓面上重新彈出墻體的軸線，檢查無誤后.以此為依據(jù)彈出墻體邊線，再往上砌筑。在這個測量工作中，從下往上進行軸線投測是關鍵。一般多層建筑常用吊錘線。2.墻體標高傳遞多層建筑物施工中，要由下往上將標高傳遞到新的施工樓層，以便控制新樓層的墻體施工，使其標高符合設計要求。標高傳遞一般可有以下兩種方法:(1)利用皮數(shù)桿傳遞標高。(2)利用鋼尺傳遞標高。5.1高層建筑物施工測量高層建筑物的施工測量，須將建筑物首層軸線準確地逐層向上投測，供各層細部控制放線;將首層標高逐層向上傳遞，以便使樓板、窗戶、梁等的標高符合設計要求。1.經(jīng)緯儀投測法經(jīng)緯儀投測法，通常首先將原軸線控制樁引測到離建筑物較遠的安全地點，如.A1,B1,A’1,B‘1點，以防止控制樁被破壞，同時避免軸線投測時仰角過大.以便減小誤差，提高投測精度;然后把經(jīng)緯儀安置在軸線控制樁A1,B1,A1`B1'，上，嚴格對中、整平，用望遠鏡照準已在墻腳彈出的軸線點a1、b1、a1’、b1’，用盤左和盤右兩個豎盤位置向上投測到上一層樓面上，取得a2、b2、a’2、b‘2，再精確測出a2a2’和b2’兩條直線的交點o2，根據(jù)已測設的a2o2a’2和b2o2b’2。兩軸線在樓面上詳細測設其他軸線。按照此步驟逐層向上投測，即可獲得其他樓層的軸線。2.激光鉛垂儀投測法這種方法是通過對建筑物內(nèi)若干特征點(一般為軸線或軸線平行線的交點)進行自下而上鉛垂投測，從而獲得各樓層軸線，其投測精度高、速度快、不受建筑物周圍環(huán)境和地形等影響，適用范圍廣泛.3.錘球投測法此法是用傳統(tǒng)的鋼絲吊大錘球進行軸線投測。二、練習、作業(yè)課后P195第3-6題三、小結(jié)：1、建筑基線的放樣布設基準線形式2、地面控制點放樣步驟(1)計算測設數(shù)據(jù)(2)測設主點(3)檢查三個定位點的直線性(4)調(diào)整三個定位點的位置(5)調(diào)整3個定位點之間的距離3、主軸線放樣方法4、高層建筑物施工測量方法（1）經(jīng)緯儀投測法（2）激光鉛垂儀投測法（3）錘球投測法4、水準測量成果處理教案編號:03課題:道路施工測量課時:6授課類型:講授新課教學目標:(1)能完成道路中線交點和轉(zhuǎn)點的測設(2)能完成道路中線轉(zhuǎn)折角的測定(3)能完成道路里程樁的測設(4)能正確計算圓曲線的主點測設元素(5)能完成圓曲線主點的測設(6)能用偏角法完成圓曲線的詳細測設(7)能用切線支距法完成圓曲線的詳細測設教學重點:道路中線交點測設方法（3種）道路中線轉(zhuǎn)折角的測定3.道路里程樁的測設教學難點:1．計算圓曲線的主點測設元素2.圓曲線主點的測設3.偏角法、切線支距法完成圓曲線的測設教學過程：講授+操作演示+現(xiàn)場指導的模式進行；對于教學難點重點講授，尤其是儀器的操作步驟、記錄計算和測量成果的分析。1.1中線測量道路的平面線型一般由直線和曲線組成。中線測量就是根據(jù)道路選線中確定的定線條件，將線路中心線位置測設到實地上并做好相應標志，便于指導道路施工。其主要內(nèi)容有測設中線上的交點和轉(zhuǎn)點、測定線路轉(zhuǎn)折角、釘里程樁和加樁、測設曲線主點和曲線里程樁等。1.1.1測設線路交點和轉(zhuǎn)點(1)測設線路交點測設線路交點時，由于定位條件和實地情況不同，交點測設方法有以下幾種:1)根據(jù)地物測設交點JD的位置已在圖上選定，可在圖上量出JD2到兩房角和電桿的距離。在現(xiàn)場根據(jù)相應的地物，用距離交會法測設出JD22)直接測設法當線路定位條件是提供的交點坐標，且這些交點可直接由控制點測設，可事先算出有關測設數(shù)據(jù)，按極坐標法、角度交會法或距離交會法測設交點。3)穿線交點法穿線交點法是利用圖上就近的導線點或地物點把中線的直線段獨立地測設到地面上，然后將相鄰直線延長相交，定出地面交點樁的位置。（2）線路轉(zhuǎn)點的測設1)在兩點間設置轉(zhuǎn)點如果兩點間互相通視，通常采用盤左、盤右分中法測定轉(zhuǎn)點，定點橫向偏差每100m不超過10mm，在限差內(nèi)取中點作為所求轉(zhuǎn)點。如果JD5,JD6兩點不通視，應先置儀器于任意點ZD‘點，在JD6附近定出JD5,-ZD'的延長點JD'6，并量偏差值e，用視距法測定a,b，則:e=a/(a+b)*f將ZD'按e值移動至ZD，在ZD上安置經(jīng)緯儀同上法，如果f不超限，則認為ZD為正確位置;若超限，重復上述步驟，直至符合為止。2)在兩交點延長線上設置轉(zhuǎn)點JD8-JD9互不通視，在其延長線方向附近選一點ZD'，并在該點上安置經(jīng)緯儀，瞄準JD8，用盤左、盤右分中法在JD9。附近投點得JD'9量出f值，用視距法測定a,b，則:e=a/(a-b)*f將ZD'按e值移動至ZD，在ZD上安置經(jīng)緯儀，重復上述工作，直至f符合要求后樁釘ZD點位，即為所求轉(zhuǎn)點。1.1.2線路轉(zhuǎn)折角的測定線路由一個方向偏轉(zhuǎn)為另一方向時，偏轉(zhuǎn)后的方向與原方向延長線的夾角稱為轉(zhuǎn)折角，又稱轉(zhuǎn)角或偏角，用a表示。轉(zhuǎn)折角有左角、右角之分當偏轉(zhuǎn)后的方向位于原方向右側(cè)時,稱右轉(zhuǎn)角;當偏轉(zhuǎn)后的方向位于原方向左側(cè)時，稱左轉(zhuǎn)角.在線路測量中，習慣上是通過觀測線路的右角口計算轉(zhuǎn)角.右角觀測常用DJ6按測回法觀測一測回。當β<180度時為右轉(zhuǎn)角;當β>180時為左轉(zhuǎn)角。1.1.3測設里程樁里程樁亦稱中樁，分為整樁和加樁兩種。1)整樁:整樁是由路線起點開始，每隔20m或50rr}設置一樁，百米樁和公里樁均屬于整樁。2)加樁:加樁分為地形加樁、地物加樁、曲線加樁和關系加樁。2.1圓曲線測設當?shù)缆酚梢粋€方向轉(zhuǎn)到另一個方向時，必須用曲線來連接。2.1.1、曲線主點的測設切線長T、曲線長L、外距E和切曲差D是測設曲線的主要元素。幾何關系可知，若圓曲線的曲線半徑R、線路轉(zhuǎn)折角a己知，則曲線元素的計算公式為:2.1.2圓曲線的詳細測設(1)偏角法是一種極坐標定點的方法，它是用偏角和弦長來測設圓曲線的。圓曲線的偏角就是弦線和切線之間的夾角，以δ表示。為了計算和施工方便，把各細部點里程湊整，曲線可分為首尾兩段零頭弧長l1,l2和中間幾段相等的整弧長l之和，即:L=l1+nl+l2,弧長l1,l2及l(fā)所對的相應圓心角為φ1φ2φ可按公式計算:(2)切線支距法又稱直角坐標法。它是以曲線起點或終點為坐標原點，以該點切線為x軸，過原點的半徑為y軸建立的坐標系，根據(jù)曲線上各細部點的坐標(x，y)，按直角坐標法測設點的位置。4.1縱、橫斷面測量線路的平面位置在實地測設之后應測出各里程樁的高程，以便繪制表示沿線起伏情況的斷面圖和進行線路縱向坡度、橋涵位置、隧道洞口位置的設計及土石方量計算?？v斷面圖的測量是用水準測量的方法測出道路中線各里程樁的地面高程，然后根據(jù)里程樁號和測得相應的地面高程，按一定比例繪制成縱斷面圖。(1)基平測量(2)中平測量(3)縱斷面圖的繪制4.1.1縱斷面圖的繪制方法如下:1)按照選定的里程比例尺和高程比例尺畫格制表，填寫里程樁號、地面高程、直線與曲線等資料。2)繪出地面線。首先選定縱坐標的起始高程，使繪出的地面線位于圖中適當位置。然后根據(jù)中樁的里程和高程，在圖上按縱、橫比例尺依次點出各中樁的