水准测量基础课件

杭州湾大桥北接线（二期）TJ06标每月一课水准测量水准仪水准仪：水平仪，俗称水平镜，是一种量测观测点高程差的测量仪器，主要用于工程现场之水平测量。根据水准测量原理测量地面点间高差的仪器。水准仪是在17～18世纪发明了望远镜和水准器后出现的。水准仪按照用途分为：倾斜水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪等。自动安平水准仪：借助自动补偿器获的水平视线，当望远镜视线有稍微倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜相对移动，从而迅速获取视线水平时标尺的读数，优点精度稳定。瞄准器物镜目镜圆水准器调焦手轮脚螺旋水平微动螺旋DSZ2自动安平水准仪(苏一光）补偿器基座轴座：承托仪器上部脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架组成脚螺旋连接板轴座安置水准仪打开三脚架并使高度适中，目估使架头大致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸缩螺旋是否拧紧，然后打开仪器箱取出水准仪，置于三脚架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架头上。伸缩螺旋粗平：调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。方法：对向转动脚螺旋1、2——使气泡移至1、2方向中间——转动脚螺旋3，使气泡居中。规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致；整平卡簧塔尺（3米、5米、7米）双面板尺：A尺和B尺黑面0～3m;A尺红面4.687～7.687m；B尺红面4.787～7.787m；读数在尺面上由小到大的方向读，故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。ABBA双面尺（3米）精度比较：板尺精度高于塔尺；用途：板尺一般常用于三、四等水准测量，而塔尺则用于等外水准测量。（水准测量的等级是根据国家水准网来定的。国家水准网布设成一等、二等、三等、四等4个等级）使用注意事项：使用前应认清尺子刻划线与数字之间的位置关系，是否为正、倒数字，尺底的数值；对于塔尺，当使用两节以上时应注意两节接口位置是否对准、卡簧是否卡住。双面尺跟塔尺尺垫由三角形的铸铁块制成，上部中央有突起的半球，下面有三个尖角以便踩入土中，使其稳定。使用时，将尺垫踏实，水准尺立于突起的半球顶部。当水准尺转动方向时，尺底的高程不会改变。尺垫上丝1.421中丝1394下丝1.366距离测量：D=（上丝度数-下丝度数）*100D=(1.421-1.366)*100=5.5M仪器精确整平后，即可用十字丝横丝（即中丝）在水准尺上读数。读数按由小到大的方向，读出米、分米、厘米、并仔细估读毫米数；读数记录一般均不加小数点，读记四位数，以毫米为单位记录、四位数读数中丝读数微倾螺旋调解目镜、物镜脚轮脚螺旋与左手大拇指方向一致圆水准器泡三角架脚螺旋瞄准粗平、精平安置仪器脚架张开角度勿太大或太小水准仪的使用：方法：①初步瞄准（用对准星对准塔尺）注意：瞄准时应消除视差。视差：当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差。产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。由于视差的存在会影响到读数的正确性，必须加以消除。操作步骤②目镜调焦（使十字丝清晰）③物镜调焦（使目标成像清晰）④精确瞄准（使纵丝对准目标）消除方法：重新仔细地进行物镜对光，直到眼睛上下移动，读数不变为止有关概念1、测站：测量仪器所安置的地点。2、水准路线：进行水准测量时所行走的路线3、后视：水准路线的后视方向。4、前视：水准路线的前视方向。5、视线高程（仪高）：后视高程+后视读数。6、视距：水准仪至标尺的水平距离。7、水准点：水准测量的固定标志。8、水准点高程：指标志点顶面的高程。9、转折点：水准测量中起传递高程作用的中间点。水准测量的外业一、水准测量的外业:1、水准点和水准路线:（1）水准点：定义：用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点，用“BM”表示,符号“”分类:水准点分为永久性和临时性水准点。水准点按其精度和作用的不同，分别为国家等级水准点和普通水准点。国家等级水准点作为全国范围内的高程控制点，以满足地形测量和各种工程测量的需要，需埋设规定形式的永久性的标志；普通水准点则是从国家等级水准点引测的、直接用于某一测区或施工场地的高程控制点，埋设永久性或临时性的水准点标志。永久性水准点用钢筋混凝土或石料制成，埋深应在冻土线以下，顶部嵌入金属或磁质半球标志。临时性水准点可选用地面上坚硬的地物点或用大木桩打入土中，在桩顶钉一铁钉。水准测量观测方法：（1）高差法：在M、N两点间安置水准仪，在M、N两点分别竖立水准尺，利用水准移的水平视线分别读取M点、N点上的读数a、b，则两点的高差为：bahMN永远是后视减前视则N点的高程HN为a：后视读数(后视观测读数)；b：前视读数(前视观测读数)。M：后视点N：前视点（2）视线高法（单站多测法）：安置一次仪器可以测算多个点高程的方法；首先算出水准仪的视线高程Hi，然后分别计算出各个点的高程：aHHMijijbHH(j=1,2,3,……)aHHMijijbHH(j=1,2,3,……)bj为第j个前视点的读数；Hj为第j个前视点的高程；这种方法常用于路线纵断面测量。大地水准面MjbjHMHjHi大地水准面MjbjHMHjHi高差法：利用高差计算高程。（安置一次仪器测定一个前视点高程时采用）水准测量的方法：视线高法：利用视线高计算高程。（安置一次仪器测定多个前视点高程时采用）一个测站的水准测量工作（高差法）1、安置仪器于AB之间，立尺于A、B点上；2、粗略整平；3、瞄准A尺，精平、读数a，记录1.568m；4、瞄准B尺，精平、读数b，记录1.461m；bBaA5、计算：hAB=a–b=1.568-1.461=0.107m即B点比A点高0.107m。hBA=–hAB=–0.107m，即A点比B点低0.107m。一、定义：1、利用水准仪测定地面点高程的方法称为水准测量。2、利用水准仪提供的水平视线对竖立在两点之间的水准尺进行观测，并通过其中一个点（A点）的高程推算另一个点(B点)的高程，称为水准测量的原理；hAB=a-b=后视读数--前视读数B点高程为：HB=HA+hAB=HA+(a-b)视线高程：Hi=HA+aB点高程：HB=Hi-bAB大地水准面水准尺水平视线abhABHBHAHi前进方向AB大地水准面水准尺水平视线abhABHBHAHi前进方向水准测量原理（一）闭合水准路线从一个已知水准点BM开始，沿各待测高程点A、B、C等点进行水准测量，最后又回到原水准点BM，这种水准路线称为闭合水准路线。C已知BMAB（二）附合水准路线EDCh4h3BM1(已知)BM2(已知)从一个已知水准点BM1开始，沿各待测高程C、D、E等点进行水准测量，最后又回到原水准点BM2，这种水准路线称为附合水准路线h1h4h2K23+400K27+000（三）支水准路线从已知高程的水准点BM1出发，进行待定高程水准点A的水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。h返ABM1h往由于支水准路线不具检校功能，因此要进行往返测量，以资检核。G1G2321CBBM86.666BM186.363BM289.655Ab、附合水准路线：BM1—1—2—3—BM2定义：即水准测量所经过的地面。水准路线检核的形式：a、闭合水准路线：BM—A—B—C—BMC、支水准路线：BM2—G1——G2水准路线水准测量的方法实例讲解：已知水准点BMA的高程HA＝48.145m，现欲测定B点的高程HB，由于A、B两点相距较远（或地势起伏较大），需分段设转点进行测量，具体施测步骤如下。AHABHBhAB大地水准面注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。(1)在已知高程的水准点BMA，转点TP1上立尺，然后测站安置水准仪；AHABHBhAB大地水准面前视点后视点前进方向2.0361.547测站测点水准尺读数/m高差/m高程/m备注后视读数前视读数+-ⅠBMA2.03648.145TP11.547TP1(2)第Ⅰ测站测完后,将水准仪搬至Ⅱ站点,A点水准尺移至TP2上立尺，TP1上水准尺原地不动,只需翻转即可;前视点后视点前视点后视点1.5472.036前进方向TP2Ⅱh1ⅠTP1hABHCBHAA121(3)在Ⅱ站上重复Ⅰ站操作步骤,读取前、后视尺上读数,并记录手册,计算高差；测站测点水准尺读数/m高差/m高程/m备注后视读数前视读数+-ⅠBMA2.0360.48948.145TP11.547ⅡTP11.7430.307TP21.436AHABHBhAB大地水准面TP1Ⅰh1ⅡTP2前进方向h21.7431.436后视点前视点后视读数前视读数AHABHBhAB大地水准面TP1ⅠTP4TP3h1ⅡTP2前进方向h21.7431.436A2.0361.5471.6761.034h31.2441.765h41.4181.889h5ⅢⅣⅤ(4)重复上述过程,连续观测、记录，直终点B结束。水准测量记录手册测站测点水准尺读数/m高差/m高程/m备注后视读数前视读数+-ⅠBMA2.0360.48948.145(已知)TP11.547ⅡTP11.7430.307TP21.436ⅢTP21.6760.642TP31.034ⅣTP31.2440.521TP41.765ⅤTP41.1480.74148.321BMB1.889(待定)∑辅助计算对于记录表中的高差和高程必须进行计算校核。校核内容如下：测站测点水准尺读数/m高差/m高程/m备注后视读数前视读数+-ⅠBMA2.0360.48948.145(已知)TP11.547ⅡTP11.7430.307TP21.436ⅢTP21.6760.642TP31.034ⅣTP31.2440.521TP41.765ⅤTP41.1480.74148.321BMB1.889(待定)∑7.8477.6711.4381.262辅助计算∑a-∑b=7.847-7.761=+0.176m∑h=+1.438+(-1.262)=+0.176m故∑a-∑b=∑hHB-HA=+0.176m水准测量记录手册课后答题部分1目镜2绞动手抡（一）图中1、2的作用？调解十字丝清晰度。调解目标清晰度。前视：水准路线的前进方向。后视：水准路线的后视方向。测站点：测量仪器所安置的地点。（一）什么叫测站点？什么叫前视？什么叫后视？EDCh4h3BM1(已知)BM2(已知)h1h4h2（二）问题：已知K23+400处有一已知点BM1，测量中经过沿线C、D、E点到达汾湖大桥已知点BM2，问测量路线属于哪一种水准路线？答案：属于附合水准路线（三）问题1：图中上丝、中丝、下丝读数分别为多少？问题2：问仪器到塔尺的水平距离约为？答案1：上丝度数：1364中丝读数：1337下丝度数：1314答案2：D=（1364-1314）*100=5米已知水准点BMA的高程HA＝50.00m，后视点读数为2.888，图为前视B点读数，计算B点的高程HB，计算：后视点读数为1.161，故∑h=(Ha-Hb)=2.888-1.161=1.727,Hb=Ha+∑h=50.00+1.727=51.727横坡：是以道路横断面为视角，道路中心或一端到另一端的坡度。纵坡：是道路前进方向上下起伏的坡度双向横坡一般用于没有中心隔离带的道路，如一般的城市道路，是中间高两遍低的一个形态，横坡一般以*%表示横坡横坡纵坡已知K25+000中桩设计高程为6.00m,求左偏居中17.25m的设计高程解：6.00-（17.25*0.02）=5.655问：图中1板块名称及作用？硬路肩应急车道一般主线段柔性路面段K23+355-K24+970主线收费站K25+984-K26+827水泥稳定碎石底基层水泥稳定碎石基层问：图中厚度为34cm、20cm结构层名称及横坡为4%板块名称，土路肩平石侧石路缘带问：图中1、2、3的名称分别为？①②③BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.543已知水准点BMA的