工程测量学

ZHEJIANGWATERCONSERVANCYANDHYDROPOWERCOLLEGE《工程测量学》实习指导书(适用专业工程测量)课题名称：工程测量实习专业年级（班）：测量06-1，06-2指导教师（签字）：唐继权，黄伟朵教研室主任（签字）：设计时间：2008年10月20日至10月31日编写日期：2007年10月20日水利工系一、实习目的和组织目的：根据专业教学计划和课程教学大纲的要求,在修完工程测量课程之后,学生应参加测量教学实习.学生在参与实习的全过程中,不仅要加强对课堂所学知识的理解和掌握,而且要综合运用测量学的基本理论和基本技术,熟悉测量工作进行的方法和程序,获得分析和解决实际工程测量问题的初步能力.通过教学实习,学生还应培养自己做为一名科学技术工作者所应具备的优秀品质:诚实笃信,确保各项测绘成果,成图的真实可靠;认真负责,严格遵守各种技术规范和操作规程;爱护公物,确保各类仪器设备和工具的安全;以及严谨细致的作风,吃苦耐劳的精神,团结合作的风尚等.组织：1.任课教师担任教学实习的指导教师.2.班级由班长和测量课代表负责.3.全班分为七实习小组,每组6～8人,设组长1名,负责本小组的工作.仪器借领及归还规定1.仪器及工具借领.仪器领出后.应对照仪器借用单认真清点,确认正确无误后由组长签字。2.仪器领出后,应及时检校.检校中发现有问题的仪器,应及时送回实验室处理.3.仪器领出至实习结束期间,仪器由学生保管.学生应对仪器妥善保管,谨防损坏或丢失.4.实习结束后,各组要将所借仪器及工具归整并清理,在规定的时间内一次交清.对于违犯规定者,按学校有关规定处理.二测设的基本工作及方法施工测量的基本任务是正确地将各种建筑物的位胃(平面及高程)在实地标定出来，而距离、角度和高程是构成位置的基本要素因此，在施工测量中，经常需要进行距离、角度和高程测设工作，距离、角度和高程是测设的基本工作，1.测设已知水平距离在地面上测设已知水平距离是从地面一个已知点开始，沿已知方向，量出给定的实地水平距离，定出这段距离的另一端点：根据测量仪器工具不同，主要有以下两种方法。1．钢尺测设法(1)一般测设方法：当测设精度要求不高时，可从起始点开始，沿给定的方向和长度，用钢尺量距，定出水平距离的终点。为了校核，可将钢尺移动l0cm-20cm．，再测设一次。若两次测设之差在允许范围内，取它们的平均位置作为终点最后位置：(2)精确测设方法、在实地测设巳知距离与在地面上丈量两点间距离的过程正好相反。测设精度要求较高时，应先根据给定的水平距离D，结合尺长改正数、温度变化和地面高低改正计算出地面上应测没的距离L其计算公式为：L=D-(Ld+Lt+L)(1－1)式中：Ld—尺长改正数Lt—温度改正数L——高差改正数然后根据计算结果，使用检定过的钢尺，用经纬仪定线．沿已知方向用钢尺进行测设。现举例说明测设过程：如图10－1所示，从A点沿AC方向在倾斜地面上测设B点，使水平距离D=60m，所用钢尺的尺长方程式为：L=30m十0.003m+12.5X10－6℃－1X30X(t－20℃)m测设之前，通过概量定出终点，用水准仪测得两点之间的高差为h＝+1．200mo测设时温度为t＝4℃，测设时拉力与检定钢尺时拉力相同，均为100N。先求应测设距离L的长度。根据已知条件，按第4章的公式求出三项改正数：、计算如下：Ld＝Dl／l0=60m×0003m／30m=十0。006mLt＝Da(t－t0)＝60m×12.5×10-6℃×(4-20)℃＝－0.012mLh＝－h2/(2D)＝－（1.2）2/(2×60m)＝－0。012m根据式(1－1)，宜测没的距离L为：L=60m—(0.006—0.012—0.012)m60.018m、实地测设时，用经纬仪定线，沿AC方向，并使用检定的拉力，用钢尺实量60．018m，标定出B点。这样，AB的水平距离正好为60m。图1-1图1-22．光电测距仪测设法如图1-2所示，安置光电测距仪于A点，指挥立镜员使反光棱镜在巳知方向上移动，使仪器显示值略大于测设的距离，定出C′点。在(C′点安置反光棱镜，测出竖直角。及斜距L(必要时加测气象改正)，计算水平距离D=Lcos，求出D′与应测设的水平距离D的差值，将差值通知立镜员，由立镜员根据差值的符号在实地用钢尺沿测设方向将C′改正至C点，并用木桩标定其点位，为了检核，应将反光镜安置于C点，实测AC距离，其不符值应在限差之内，舌则应再次进行改正，直至规定限差为止。由于光电测距仪的普及，目前水平距离的测设，尤其是长距离的测没多采用光电测距仪。值得指出，有些光电测距仪(或全站仪)本身具有距离放样功能，给距离测设带来方便：2测设已知水平角测设水平角是根据一个已知方向和角顶位置，按给定的水平角值，把该角的另一方向在实地上标定出来。根据精度要求不同，测设方法有如下两种：(1)一般测设方法。当测设精度要求不高时，可用盘左盘右取中的方法，得到欲测设的角度。如图1－3所示，安置仪器于A点，先以盘左位置照准B点，使水平度盘读数为零，松开制动螺旋，旋转照准部，使水平度盘读数为在此视线方向上定出C′。再用盘右位置重复上述步骤，测设角定出C″点。取C′和C″的中点为C，则∠BAC就是要测设的角。(2)精确测设方法。当测设水平角精度要求较高时，需采用精确方法。其基本原理是在一般测设的基础上进行垂线改正，从而提高测设精度。如图10－4所示，安置仪器于A点，先用一般方法测设角，在地面上定出C点。再用测回法观测∠BAC，测回数可视精度要求而定，取各测回角值的平均值作为观测结果，设—′＝即可根据AC长度和计算其垂直距离CC1CC1=AC·Tan=(1－2)图1-3图1-4过C点作AC的垂直方向，向外量出江CC1即得C1点，则∠BAC1，就是精确测定的角。注意CC1的方向，要根据A卢的正负号定出向里或向外的方向。3.测设己知高程1．地向上点的高程测设高程测设就是根据附近的水准点，将已知的设计高程测设到现场作业面上。在建筑设计和施工中，为了施工方便，一般把建筑建筑物的室内地坪用±0表示，基础、门窗等的标高都是以±0为依据确定的。图1-5假没在没计图纸上查得建筑物的室内地坪高程为H设。，而附近有一水准点A，其高程为HA、现要求把H设测没到木桩B上：如图1-5所示，在木桩B和水准点A之间安置水准仪，在A点上立尺，读数为a则水准仪视线高程为Hi＝HA+a根据视线高程和地坪设汁高程可算出B点尺上应有的读数为b应=Hi－H设（1－3）然后将水准尺紧靠B点木桩侧面上下移动，直到水准尺读数为b应时，沿尺底在木桩侧面B此线就是测没的高程位置。2．高程传递建筑施工中的开挖基槽或修建较高建筑，需要向低处或高处传递高程，此时可用悬挂钢尺代替水准尺。图1－6图1－7如图1－6所示，欲根据地面水准点A，在坑内测设点B，使其高程为H设。为此，在坑边架设一吊杆，杆顶吊一根零点向下的钢尺，尺的下端挂一重量相当于钢尺检定时拉力的重物，在地面上和坑内各安置一台水准仪，分别在尺上和钢尺上读得a、b、c，则B点水准尺读数d应为：d=HA+a-(b-c)—H设(1－4)若向建筑物上部传递高程时，可采用如图1－7所示方法：若欲在B处设置高程HB，则可在该处悬挂钢尺，使零端在上．上下移动钢尺．使水准仪的前视读数为b=Hb一(HA十a)(1－5)则钢尺零刻线所在的位置即为欲测没的高程；3．测设水平面工程施工中，欲使某施工平面满足规定的设计高程H设，如图10-8所所示，可先在地面图1－8上按一定的间隔长度测没方格网，用木桩标定各方格网点，然后，根据上述高程测设的基本原理，由已知水准点A的高程HA测设出高程为H设的木桩点。测设时，在场地与已知点A之间安置水准仪，读取A尺上的后视读数a，则仪器视线高程为：Hi＝HA十a依次在各木桩上立尺，使各木桩顶的尺上读数均为：b应=Hi－H设此时各桩顶就构成了测设的水平面。三.点的平面位置测设方法点的平面位置测没方法直角坐标法、极坐标法、角度交会法和距离交会法等。测设时，可根据控制点的分布情况、地形条件、精度要求等合理选用：1.直角坐标法当施工场地布设有相互垂直的矩形方格网或主轴线，以及量距比较方便时可采用此法：测设时，先根据图纸上的坐标数据和几何关系计算测设数据，然后利用图1-9仪器工具实地设置点位。现以图109所示为例说明具体方法。图中OA，OB为相互垂直的主轴线，它们的方向与建筑物相应两轴线平行：下面根据设计图上给定的1，2，3，4点的位置及l，3两点的坐标，用直角坐标法测设1，2，3，4各点的位置。1)．计算测设数据图1－9中，建筑物的墙轴线与坐标线平行，根据l，3两点的坐标可以算得建筑物的长度为y3—y1＝80．000m、，宽度为x1－x3=35．000m、过4，3分别作OA的垂线得a、b，由图可得OA＝40000m、，OB＝120．000m，AB=80.000m2）．实地测设点位(1)安置经纬仪于O点，瞄准A，按距离测设方法由O点沿视线方向测设OA距离40m，定出a点，继续向前测设80m，定出b点；若主轴线上已没置了距离指标桩，则可根据OA边上的100m指标桩向前测设20m定出b点：(2)安置经纬仪于a点，瞄准A水平度盘置零，盘左盘右取中法逆时针方向测设自角90°中。点起沿视线方向测设距离25m，定出4点．再向前测没35m，即可定出1点的平面位置。(3)安置经纬仪于b点，瞄准A，方法同(2)定出3和2两点的平面位置。(4)测量l一2和3—4之间的距离，检查它们是否等于设计长度80m，较差在规定的范围内，测没合格。一般规定相对误差不应超过1／2ooo～1／5000，在高层建筑或工业厂房放样中，精度要求更高、2极坐标法极坐标法足根据一个角度和一段距离测设点的平面位置、具备电子全站仪时，利用该方法测设点位具有很大的优越性：如采用经纬仪、钢尺测设，一般要求测设距离应较短，且便于量距、现以图1－10为例说明极坐标法测没点位的基本原理图1－10图1－10中，A，B为已知控制点．P点为待没点，其设计坐标为xP,yP。测设前，先根据已知点的坐标和待设点的坐标反算水平距离d和方位角，然后再根据方位角求出水平角和距离d是极坐标法的测设数据。具计算公式为：22arctanarctan()()BAPAABAPBAPAABABPAPAyyyyyxxxyyxx实地测设时，可将经纬仪安置在几点，瞄准B点，水平度盘置零，逆时针方向测设角，并在此方向上量取dAB长度，标定P点的位置，为确保精度，然后用其他点进行校核；若采用电子全站仪测设．不受地形条件的限制，测没距离可较长：尤其是电子全站仪既能测角又能测距，且内部固化有计算程序，可直接进行坐标放样：所以，应用极坐标法能极大地发挥全站仪的功能；3.角度交会法角度交会法适用于待测设点位离控制点较远或不便于量距的情况下。它是通过测设两个或多个已知角度，交会出待定点的平面位置。这种方法又称为方向交会法。如图1-1l所示，A，B，C,为坐标已知的平面控制点，P为待测设点，其设计坐标为P(xP，yP)，现根据A，B，C三点测设P点。测没时，应先根据坐标反算公式分别计算AB,AP,BP,CP,CB然后汁算测设数据211,,然后实地测设点位。方法是在A，B两个控制点上安置经纬仪，分别测设出相应的角，但应注意实地测设时的后视已知点应与计算时所选用的后视方向相同。当测设精度要求较低时，可用标杆作为照准目标，通过两图1-11个观测者指挥把标杆移到待定点的位置。当精度要求较高时，先在户点处打下一个大木桩；并由观测员指挥，在木桩上依Ap，BP绘出方向线及其交点P。然后在控制点C上安置经纬仪，同样可测设出CP方向。若交会没有误差，此方向应通图1－12过前两方向线的交点，否则将形成一个“示误三角形”，如图1-11所示：“示误三角形”的最大边长的限差视测设精度要求而定。例如，精密放样精度要求“示误三角形”的最大边长不超过1cm，若符合限差要求，取