土木工程测量测设的基本工作

会计学1土木 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 测量测设的基本工作第九章测设的基本工作课程主要内容：本章主要讲述测设的基本工作。重点讲述已知水平距离、水平角和高程的测设，点的平面位置的放样方法和已知坡度线的测设。基本要求：1.了解水平距离、水平角和高程的测设的精度要求。2.掌握测设水平距离、水平角和高程的参数计算和测设方法。3.掌握直角坐标法、极坐标法、角度交会法、距离交会法测设点的平面位置的参数计算和测设方法。4.熟悉利用全站仪放样点的平面位置第1页/共38页预备知识：1.概念：测设工作是根据工程设计图纸上待建的建筑物、构筑物的轴线位置、尺寸及其高程，计算出待建的建筑物、构筑物的轴线交点与控制点(或原有建筑物的特征点)之间的距离、角度、高差等测设数据，然后以控制点为根据，将待建的建筑物、构筑物的特征点(或轴线交点)在实地标定出来，用以指导施工。2.测设工作的实质：是点位的测设。3.测设点位的基本工作：已知水平距离测设、已知水平角测设和已知高程测设。第2页/共38页第一节已知水平距离、水平角度和高程的测设一、已知水平距离的测设1.已知水平距离的测设：是从地面上一个已知点出发，沿给定的方向，量出已知(设计)的水平距离，在地面上定出另一端点的地面位置。2.测设的工具：钢尺、光电测距仪和全站仪3.测设方法第3页/共38页Ⅰ、钢尺测距(1)一般方法①对于地势平坦地区如图，设A为地面上已知点，D为已知(设计)的水平距离，要在地面上沿给定AB方向上测设出水平距离D，以定出线段的另一端点B。具体作法是从A点开始，沿AB方向用钢尺拉平丈量，按已知设计长度D在地面上定出B′点的位置。然后再量取AB′之间水平距离D′作为校核，若差值δ=D-D′在容许范围(5㎜)外，则将端点B′加以改正，求得B的最后位置，使AB两点间水平距离等于已知设计长度D。当δ为正时，向外改正；反之，则向内改正。第4页/共38页第5页/共38页②对于地形坡度较大地区如图所示，在A点安置经纬仪，瞄准给定方向，在距离为D的大致距离处，竖立标志，用钢尺量得其斜距为L，并测得经纬仪的竖盘读数为αL，则倾角为α=90°-αL，此时量取的水平距离为D′=L×COSα，若差值δ=D-D′=D-L×COSα′在容许范围(5㎜)外，则将端点B′向内或向外（当δ为正时，向外改正；反之，则向内改正。）沿标定方向准确量取水平距离δ，并定上木桩和标志，求得B的正确位置，这时AB两点间水平距离正好等于已知设计长度D。第6页/共38页第7页/共38页（2）精密方法当测设精度要求较高时，可按设计水平距离D，用前述方法在地面上概略定出B′点，然后按D放=D-ΔDL-△Dt-△Dh，求出AB的精确水平距离D′。若D′与D不相等，则按其差值δ=D-D′，沿AB方向以B′点为准进行改正。当δ为正时，向外改正；反之，向内改正。第8页/共38页例已知设计水平距离DAB为25．000m，试在地面上由A点测设B点。钢尺名义长度为30m，钢尺的检定实长为29．996m，检定温度t0=20℃，测量时温度t=8℃，A、B两点间高差为0.655m。求放样（测设）时在地面应量出的长度为多少?解：求三项改正数：尺长改正ΔDl=（29.996-30）÷30×25=-0.003m温度改正△Dt=1.25×10-5×(8—20)×25=-0.004m倾斜改正△Dh=-0.652÷（2×25）=-0.008m则AB的放样长度：D放=D-ΔDl-△Dt-△Dh=25＋0.003＋0.004+0.008=25.015m。第9页/共38页若按一般方法量得DAB为25.008m，如何移动B′，才使AB=25.000m①δ=Dh-D′=25.015-25.008=0.007m②δ=D-D′=25-（25.008-0.003-0.004-0.008）=25-4.993=0.007m上题中若测得倾角为1°25′30″,则△Dh=25.00/cos1°25′30″-D=25.008–25=0.008mD放=D-ΔDl-△Dt-△Dh=25＋0.003＋0.004+0.008=25.015m第10页/共38页Ⅱ、用光电测距仪测设已知水平距离如图，安置光电测距仪于A点，瞄准已知方向。沿此方向移动棱镜位置，使仪器显示值略大于测设的距离D，定出B′点。在B′点安置棱镜，测出棱镜的竖直角及斜距L。计算水平距离D′=L×cosα，求出D′与应测设的已知水平距离D之差δ=D-D′。根据δ的符号在实地用小钢尺沿已知方向改正B′至B点，并在木桩上标定其点位。为了检核，应将棱镜安置于B点，再实测AB的水平距离，与已知水平距离D比较，若不符合要求，应再次进行改正，直到测设的距离符合限差要求为止。第11页/共38页二、已知水平角度的测设方法已知水平角的测设，就是在已知角顶点并根据一已知边方向标定出另一边方向，使两方向的水平夹角等于已知角值。测设方法如下：1、一般方法当测设水平角的精度要求不高时，可用盘左、盘右分中的方法测设，如图所示。设地面已知方向AB，A为角顶，β为已知角值，AC为欲定的方向线。为此，在A点安置经纬仪，对中、整平，用盘左位置照准B点，调节水平度盘位置变换轮，使水平度盘读数为0°00′00″，转动照准部使水平度盘读数为β值，按视线方向定出C′点。然后用盘右位置重复上述步骤，定出C″点。取C′C″，连线的中点C，则AC即为测设角值为β的另一方向线，∠BAC即为测设的β角。第12页/共38页第13页/共38页2、精确方法当测设水平角的精度要求较高时，可先按一般方法测设出AC0线，然后对∠BAC0进行多测回水平角观测，其观测值为β，则△β=β-β′则CC0=DOB×tg△β或CC0=DAC×sin△β在高等数学里有:于是CC0=DAC×△β″/ρ″=DAC×△β″/206265″从C0点沿AC垂直方向量出垂距C0C，定出C点，如△β＞0，则从C0点向外量垂距，反之则向内量垂距。例如△β=+48″，DAC=120.000m，则C0C=120×48/206265=0.0279m（向外）。第14页/共38页若将距离以㎜为单位，且假定距离为100m，上式变形得：CC0=100×1000×△β″/206265″=0.5×△β″第15页/共38页三、已知高程的测设方法　　已知高程的测设是利用水准测量的方法，根据附近已知水准点，将设计高程测设到地面上；（或要把设计的室内地坪高程(±0)和房屋其他各部位的设计高程(在工地上亦称高程为标高)在地面上标定出来，作为施工的依据。这项工作称为测设已知高程第16页/共38页测设方法：1、一般情况：①安置水准仪于水准点R与待测设高程点A之间，得后视读数a，则视线高程：H视=H后+a；②前视应读数b应=H视-H设，H设为待测设点高程。③测设时，将水准尺沿桩的侧面上下移动，当水准尺的读数刚好为时b，紧靠尺底在桩上划一条红线，该红线的高程即为所测设的高程线。第17页/共38页例:已知A的高程HA为32.481m，测设B点的设计高程HB=33.500m。具体做法：将水准仪置于A点和B点之间，在A点上的读数为a=1.842m，则B点的前视的读数B应为：b=（HA＋a）-HB=32.481+1.842-33.500=0.823m测设时，将水准尺沿B桩的侧面上下移动，当水准尺的读数刚好为0.823m时，紧靠尺底在B桩上划一条红线，该红线的高程HB即为所测设的33.500m高程线。第18页/共38页(2)高程上下传递法借助钢尺将地面水准点的高程传递到在坑底或高楼上所设置的临时水准点上，然后再根据临时水准点测设其他各点的设计高程。将地面水准点A的高程传递到基坑临时水准点B上。在坑边木杆上悬挂经过检定的钢尺，零点在下端并挂10kg重锤。为减少摆动，重锤放入盛废机油或水的桶内。在地面上和坑内分别安置水准仪，瞄准水准尺和钢尺读数a1、b2和b1、a2，HB=HA+a1-(b1-a2)-b2。HB求出后，即可以临时水准点B为后视点，测设坑底其他各待测设高程点的设计高程。第19页/共38页第20页/共38页将地面水准点A的高程传递到高层建筑物上，其方法与上述方法相仿，任一层上临时水准点Bi的高程为：b=HBi-(HA+a)第21页/共38页　　　第二节点的平面位置的测设方法一、测设点的平面位置的方法：直角坐标法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等。　　根据施工控制网的形式、控制点的分布情况、地形情况、现场条件及待建建筑物的测设精度要求等因素确定测设方法。第22页/共38页　　1、直角坐标法　　根据已知点与待定点的纵横坐标之差，测设地面点的平面位置。　　如图设I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为建筑场地的建筑方格网点，a、b、c、d为需测设的某厂房的四个角点，根据设计图上各点坐标，可求出建筑物的长度、宽度及测设数据。　　△x=xa-x1=620.00-600.00=20.00　　　△y=ya-y1=530.00-500.00=30.00　安置经纬仪于I点上，瞄准Ⅳ点，沿ⅠⅣ方向测设长度△y（30.00）定出m点；搬仪器于m点，瞄准Ⅳ点，向左测设90°，得ma方向线，在该方向上测设长度△x(20.00mm)，即得a点在地面上的位置。用同样方法可测设建筑物其余各点的位置。最后，应检查建筑物四角是否等于90°，各边是否等于设计长度，其误差均应在（５ｍｍ）限差以内。适用条件：它适用于施工控制网为建筑方格网或建筑基线的形式，且量距方便的地方第23页/共38页。第24页/共38页２、极坐标法极坐标法：根据已知水平角和水平距离测设地面点的平面位置。如图1、2是建筑物轴线交点，A、B为附近的控制点。1、2、A、B点的坐标均为已知，欲测设1点，需按坐标反算公式求出测设数据β1和D1：第25页/共38页（1）放样参数计算：①计算注意　　的象限，当　　　当②计算　　　：第26页/共38页③计算D：④计算　　：（2）现场测设：测设时，在A点安置经纬仪，瞄准B点，向左测设β1角，由A点起沿视线方向测设距离D1，即定出1点。同样，在B点安置仪器，可定出2点。最后丈量1、2两点间的水平距离与设计长度进行比较，其误差应在限差以内。同理可计算出2点的测设数据β2和D2。第27页/共38页本法是根据已知水平角度和水平距离测设点位。测设前需根据施工控制点(例如导线点)和测设点的坐标，按坐标反算公式求出坐标方位角α和水平距离D，再根据坐标方位角求出水平角β。适用条件：量距方便，且测设点距控制点较近的地方。第28页/共38页例：已知x1=370.000m，y1=458.000m，xA=348.758m，YA=433.570，αAB=103°48′48″，求测设数据β1和D1测设时，在A点安置经纬仪，瞄准B点，向左测设β1角，由A点起沿视线方向测设距离D1，即定出1点。同样，在B点安置仪器，可定出2点。最后丈量1、2两点间的水平距离与设计长度进行比较，其误差应在限差以内第29页/共38页3、角度交会法角度交会法：通过计算两已知点与测设点之间的夹角来测设测设点的方法。如图，测设点P和控制点A、B的坐标均为已知。根据坐标反算求出测设数据β1和β2。第30页/共38页　测设时，在A、B两点同时安置经纬仪，分别测设出β1和β2角。两视线方向的交点即为测设点P。为了保证交会点的精度，实际工作中还应从第三个控制点C，测设β3，定出CP方向线作为校核。若三方向线不交于一点，会出现一个示误三角形，当示误三角形边长在限差以内，可取示误三角形重心作为测设P。适用条件：测设点离控制点较远或量距较困难的场合。第31页/共38页4、距离交会法距离交会法：通过量取测设两已知点与测设点之间的距离来确定测设点的方法如图：根据测设点P1、P2和控制点A、B的坐标，可求出测设数据D1、D2、D3、D4。测设时，使用两把钢尺，使各尺的零刻划线分别对准A、B点，将钢尺拉平，分别测设水平距离D1、D2，其交点即为测设点Pl。同法测设P2点。为了校核，实地量测Pl、P2水平距离与其设计长度比较，其误差应在限差以内。第32页/共38页适用条件：测设点离两个控制点较近(一般不超过一整尺长)，且地面平坦，便于量距的场合。第33页/共38页　　第三节已知坡度线的测设在平整场地、铺设管道及修筑道路等工程中，经常需要在地面上测设设计坡度线。坡度线的测设是根据附近水准点的高程、设计坡度和坡度端点的设计高程，应用水准测量的方法将坡度线上各点的设计高程标定在地面上。测设方法有水平视线法和倾斜视线法两种。1)水平视线法如图A、B为设计坡度线的两端点，其设计高程分别为HA、HB，AB设计坡度为i，为使施工方便，要在AB方向上，每隔距离d定一木桩．要在木桩上标定出坡度线。施测方法如下：第34页/共38页(1)沿AＢ方向，用钢尺定出间距为d的中间点1、2、3的位置，并打下木桩。(2)计算各桩点的设计高程：第1点的设计高程Hl=HA+i×d第2点的设计高程H2=H1+i×d第3点的设计高程H3=H2+i×dB点的设计高程HB=H3+i×d或HB=HA+i×D(检核)坡度i有正有负，计算设计高程时，坡度应连同其符号并运算。(3)安置水准仪于水准点附近，后视读数a，得仪器视线高程H视=HBM.5+a，然后根据各点设计高程计算测设各点的应读前视尺读数bj=H视-Hj(j=l，2，3)第35页/共38页(4)将水准尺分别贴靠在各木桩的侧面，上、下移动水准尺，直至尺读数为bj时，便可沿水准尺底面画一横线，各横线连线即为AB设计坡度线。2)倾斜视线法如图，A、B为坡度线的两端点，其水平距离为D，A点的高程为HA，要沿AB方向测设一条坡度为i的坡度线，则先根据A点的高程、坡度i及A、B两点间的水平距离计算出各点的设计高程，再按测设已知高程的方法，将A、B两点的高程测设在地面的木桩上。然后将水准仪安置在A点上，使基座上一个脚螺旋在B方向上，其余两个脚蜂旋的连线与AB方向垂直，量取仪器高，再转动AB方向上的脚螺旋和微倾螺旋，使十字丝中横丝对准B点水准尺上的读数等于仪器高，此时，仪器的视线与设计坡度线平行。在AB方向的中间各点l、1、3的木桩侧面立尺上、下移动水准尺，直至尺上读数等于仪器高时，沿尺子底面在木桩上画一红线，则各桩红线的连线就是设计坡度线。第36页/共38页第37页/共38页