四版项目开发业务管理办法

建筑工程测量JIANZHUGONGCHENGCELIANG单元4距离测量及直线定向24.1距离测量的工具及钢尺量距的方法单元4距离测量及直线定向目录4.2视距测量4.3光电测距4.4直线定向3单元4距离测量及直线定向1.了解距离测量的光电测距法、直线定向的方法；2.理解水平距离、方位角、象限角的概念；3.掌握水平距离测量的精密钢尺量距法；4.掌握坐标方位角与象限角的换算。距离测量的目的是测定地面两点之间的水平距离。水平距离是指地面上两点垂直投影到水平面上的直线距离。根据所用仪器和方法的不同，距离测量的方法有钢尺量距、视距测量和光电测距仪测距等。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法64.1.1.1钢尺钢尺是用薄钢片制成的带状尺，可卷入金属圆盒内，故又称钢卷尺(图4.1)。钢尺尺宽约10～15mm，长度有20m、30m和50m等几种。4.1.1量距的工具4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法7图4.1钢尺4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法8根据尺的零点位置不同，有端点尺和刻线尺之分（图4.2）。钢尺的优点：钢尺抗拉强度高，不易拉伸，所以量距精度较高，在工程测量中常用钢尺量距。钢尺的缺点：钢尺性脆，易折断，易生锈，使用时要避免扭折、防止受潮。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法9图4.2端点尺和刻线尺4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法104.1.1.2标杆标杆多用木料或铝合金制成，直径约3cm，全长有2m、2.5m及3m等几种规格。杆上油漆成红、白相间的20cm色段，标杆下端装有尖头铁脚，便于插入地面［图4.3(a)］。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法11图4.3辅助工具（a)标杆；（b)测钎；（c)锤球4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法124.1.1.3测钎测钎一般用钢筋制成，上部弯成小圆环，下部磨尖，直径3～6mm，长度30～40cm。通常6~11根系成一组［图4.3（b)］。量距时，将测钎插入地面，用以标定尺端点的位置，亦可作为近处目标的瞄准标志。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法134.1.1.4锤球、弹簧秤和温度计锤球用金属制成，上大下尖呈圆锥形，上端中心系一细绳，悬吊后，锤球尖与细绳在同一垂线上［图4.3（c)］。它常用于在斜坡上丈量水平距离。弹簧秤和温度计(图4.4）等一般用于精密量距中。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法14图4.4弹簧秤和温度计(a)弹簧秤；(b)温度计4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法15当所丈量的距离超过一整尺段长时，或地势起伏较大，一尺段无法完成丈量工作时，需要在两点的连线上标定出若干个中间点，这项工作称为直线定线。按精度要求的不同，直线定线有目估定线和经纬仪定线两种方法。1.目估定线方法：如图4.5所示，A、B两点为地面上互相通视的两点，欲在A、B两点间的直线上定出C、D等分段点。定线工作可由甲、乙两人进行。4.1.2直线定线4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法16图4.5目估定线4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法17（1）定线时，先在A、B两点上竖立标杆，甲站在A点标杆后面1～2m处用眼睛自A点标杆后面瞄准B点标杆。（2）乙持另一标杆沿BA方向走到离B点大约一尺段长的C点附近，按照甲指挥手势左右移动标杆，直到标杆位于AB直线上为止，插下标杆（或测钎），定出C点。（3）乙又带着标杆走到D点处，同（2）中方法在AB直线上竖立标杆（或测钎），定出D点，依次类推。这种从直线远端B走向近端A的定线方法称为走近定线。直线定线一般应采用走近定线。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法182、经纬仪定线经纬仪定线适用于钢尺量距的精密方法。设A、B两点互相通视，将经纬仪安置在A点，用望远镜纵丝瞄准B点，固定照准部，望远镜上下转动，将十字丝交点投测到桩上，并钉小钉以确定出1点的位置。用相同的方法标定出2、3点的位置。为减小照准误差，精密定线时，可以用直径更细的测钎或垂球线代替标杆。194.1.3.1平坦地面上的量距方法此方法为量距的基本方法。丈量前，先将待测距离的两个端点用木桩（桩顶钉一小钉）标志出来，清除直线上的障碍物后，一般由两人在两点间边定线边丈量，具体做法如下：4.1.3钢尺量距的一般方法4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法20（1）如图4.6所示，量距时，先在A、B两点上竖立标杆（或测钎），标定直线方向，然后，后尺手持钢尺的零端位于A点，前尺手持尺的末端并携带一束测钎，沿AB方向前进，至一尺段长处停下，两人都蹲下。图4.6平坦地面上的量距方法4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法21（2）后尺手以手势指挥前尺手将钢尺拉在AB直线方向上；后尺手以尺的零点对准A点，两人同时将钢尺拉紧、拉平、拉稳后，前尺手喊“预备”，后尺手将钢尺零点准确对准A点，并喊“好”，前尺手随即将测钎对准钢尺末端刻划竖直插入地面（在坚硬地面处，可用铅笔在地面划线作标记），得1点。这样便完成了第一尺段A1的丈量工作。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法22（3）接着后尺手与前尺手共同举尺前进，后尺手走到1点时，即喊“停”。同法丈量第二尺段，然后后尺手拔起1点上的测钎。如此继续丈量下去，直至最后量出不足一整尺的余长q。则A、B两点间的水平距离为DAB=nl+q（4.1）式中n——整尺段数（即在A、B两点之间所拔测钎数）；l——钢尺长度（m）；q——不足一整尺的余长（m）。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法23平坦地面的量距为了校核、提高精度，丈量需进行往、返测，用往、返测长度之差与全长平均数之比，并化成分子为1的分数来衡量距离丈量的精度。这个比值称为相对误差K：D平均D返往平均DDDK1平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/3000，如在限差内取往返测的平均值作为最终结果。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法24例4.1用30m长的钢尺往返丈量A、B两点间的水平距离，丈量结果分别为：往测4个整尺段，余长为9.98m；返测4个整尺段，余长为10.02m。计算A、B两点间的水平距离DAB及其相对误差K。m98.129m98.9m304qnlDABm02.130m02.10m304qnlDBAm00.130m)02.130m98.129(21)(21avBAABDDD32501m00.130m04.0m00.130m02.130m98.129avDDDKBAAB解：254.1.3.2倾斜地面上的量距方法（1）平量法在倾斜地面上量距时，如果地面起伏不大，可将钢尺拉平进行丈量。如图4.7所示，欲丈量时，后尺手以尺的零点对准地面A点，并指挥前尺手将钢尺拉在AB直线方向上，同时前尺手抬高尺子的一端，并目估使尺水平，将锤球绳紧靠钢尺上某一分划，用锤球尖投影于地面上，再插以插钎，得1点。此时钢尺上分划读数即为A、1两点间的水平距离。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法26同法继续丈量其余各尺段。当丈量至B点时，应注意锤球尖必须对准B点。各测段丈量结果的总和就是A、B两点间的往测水平距离。为了方便起见，返测也应由高向低丈量。若精度符合要求，则取往返测的平均值作为最后结果。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法27图4.7平量法4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法28（2）斜量法当倾斜地面的坡度比较均匀时，如图4.8所示，可以沿倾斜地面丈量出A、B两点间的斜距LAB，用经纬仪测出直线AB的倾斜角α，或测量出A、B两点的高差hAB，然后计算AB的水平距离DAB，即或αLDABABcos=22=ABABABhLD（4.4）（4.5）4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法29图4.8斜量法4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法304.1.3.3钢尺量距的精密方法前面介绍的钢尺量距的一般方法精度不高，相对误差一般只能达到1/5000～1/2000。但在实际测量工作中，有时量距精度要求很高，如有时量距精度要求在1/10000以上。这时应采用钢尺量距的精密方法。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法31（1）定线精密量距要用经纬仪定线。如图4.9所示，安置经纬仪于A点，照准B点，固定照准部，沿AB方向用钢尺进行概量，每稍短于一尺段长的位置打一桩。需由经纬仪指挥打下木桩。桩顶高出地面10～20cm，并在桩顶钉一小钉，使小钉在AB直线上；或在木桩顶上划十字线，使十字线其中的一条在AB直线上，小钉或十字线交点即为丈量时的标志。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法32图4.9经纬仪定线4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法33（2）量距量距是用经过检定的钢尺，两人拉尺，两人读数，一人记录及观测温度。量距时由后尺手用弹簧秤控制施加于钢尺的拉力(30m钢尺标准拉力为100N；50m钢尺标准拉力为150N)。前、后读数员应同时在钢尺上读数，估读到0.5mm。每尺段要取钢尺的三个不同区段测量，三次丈量结果的互差不应超过2mm，取三次丈量结果的平均值作为尺段的最后结果。依次丈量完各尺段为一次往测，随即进行返测。为了进行温度和倾斜改正，还要观测现场温度和各桩顶间的高差。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法34（3）测定尺段高差为了将斜距转化为水平距离，需用水准测量方法测出相邻桩顶的高差。一般在量距前、后单独进行，往返观测一次，作为检核。相邻桩顶的往、返测高差之差，一般不得超过10mm，如在限差内，取平均值作为最后结果。（4）钢尺量距成果整理钢尺检定钢尺由于材料原因、刻划误差、长期使用的变形以及丈量时温度和拉力不同的影响，其实际长度往往不等于尺上所标注的长度即名义长度，因此，量距前应对钢尺进行检定。4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法35尺长方程经过检定的钢尺长度可用尺长方程式：—温度为t时的钢尺实际长度；—钢尺的名义长度；—尺长改正值，即温度在时钢尺全长改正数—钢尺膨胀系数，一般取α=1.25×—钢尺检定时的温度；—量距时的温度。000)(lttlllt0ttl0ll0tt105)(10C4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法36精密量距结果应进行以下三项改正:尺长改正、温度改正和倾斜改正。1）尺长改正钢尺在标准拉力、标准温度下的检定长度为，与钢尺的名义长度往往不一致，其差数，称为整尺段的尺长改正数。非整尺段的尺长改正数则为：l0l0lllldllllld04.1距离测量的工具及钢尺量距的方法372）温度改正设钢尺在检定时的温度为℃，丈量时的温度为℃，钢尺的线膨胀系数为（一般为～/℃），则因温度变化引起的尺长改正简称为温度改正。尺段的温度改正数为：0tt5102.151025.1ltllttlt)(04.1距离测量的工具及钢尺量距的方法383）倾斜改正当Ｌ为斜距时应换算成平距d，则倾斜改正值为：lhlh22每一尺段改正后的水平距离为：htdlllld4.1距离测量的工具及钢尺量距的方法39例题：用尺长方程式为的钢尺实测A—B尺段，长度l=29.896m,A、B两点间高差h=0.272m,测量时的温度t=25.8°C,试求A—B尺段的水平距离。mCtCmmlt30)20(1025.10025.030015解：1）尺长改正mmlllld0025.0)896.29300025.0(0403）倾斜改正4）A-B尺段水平距离mmmlhlh0012.0896.292)272.0(222mlllldhtd900.292）温度改正mmCCClttlt0022.0896.29)208.25(1025.1)(001050414.1.3.4钢尺量距的误差及注意事项（1）钢尺量距的误差①尺长误差。钢尺的名义长度和实际长度不符，产生尺长误差。尺长误差是积累性的，它与所量距离成正比。②定线误差。丈量时钢尺偏离定线方向，将使测线成为一折线，导致丈量结果偏大，这种误差称为定线误差。4.1距离测量的工具及钢尺