土木工程测量-教学课件-张凤兰-编著-第九章-施工测量的基本工作.ppt

1、在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：http:/第第9 9章章 施工测量的基本工作施工测量的基本工作9.1 9.1 水平角、水平距离和高程的测设水平角、水平距离和高程的测设9.2 9.2 点的平面位置测设点的平面位置测设9.3 9.3 已知坡度直线的测设已知坡度直线的测设9.49.4 圆曲线的测设圆曲线的测设9.5 9.5 全站仪和全站仪和RTK在测设中的应用在测设中的应用本章内容如下：本章内容如下：l定义：各种工程在施工阶段所进行的

2、测量工作l内容：施工控制网的建立、工程细部放样、竣工测量、变形监测l放样：根据施工的需要，将图纸上设计好的建筑物的平面位置和高程，按设计要求以一定的精度测设到实地上，以便进行施工。l放样与测图的比较：测量程序相反放样精度高 位置尺寸形状l顺序：施工控制网控制范围一般较小，使用频繁，点位布设要恰当，密度要大。分级布设，第二级施工平面控制网的精度比第一级精度要求更高 标定主轴线 细部测设l不同性质建筑物的测设精度不同 根据建筑物、构筑物的重要性、所用材料、施工方法 不同，对施工测量的精度要求也有所不同。高层建筑物的测设精度应高于低层建筑物 钢结构建筑物的测设精度应高于其它结构建筑物 装配式建筑物的

3、测设精度应高于非装配式建筑物 自检互检制度9.1 水平角、水平距离和高程的测设一、测设水平角 水平角测设的任务是，根据地面已有的一个已知方向，将设计角度的另一个方向测设到地面上。水平角测设的仪器是经纬仪或全站仪。1.正倒镜分中法(一般方法);2.多测回修正法(精确方法)-520626 DCC水平距离测设的任务是，将设计距离沿已测设方向测设在在地面上。所使用工具和仪器是钢尺、测距仪和全站仪。1.一般方法 2.精确方法 3.全站仪测设法二、已知水平距离的测设二、已知水平距离的测设三、设计高程的测设 高程测设的任务是，将设计高程测设在指定桩位上。方法有水准测量法和全站仪三角高程测量法。1.水准尺测设

4、法 Hi=HA+a b=Hi-HB 例：已知水准点A的高程为H=12.345m，欲在B点测设某建筑 物的室内地坪高程(建筑物的0.000)为H=13.016m，水 准仪在A点水准尺上的中丝读数为1.358，试计算B点水准尺的应读数并叙述测设步骤。解：Hi=HA+a12.345+1.35813.703 b=Hi-HB 13.703-13.0160.6871.将水准仪安置在点A、B的大致中间位置，在A点竖立水准尺，读 取A尺上的读数为1.358，则水准仪的视线高程为 Hi=HA+a13.7032.在B点竖立水准尺，水准仪瞄准B尺的读数应为 b=Hi-HB 0.6873.紧贴B点的木桩上下移动水准尺

5、，使水准仪的中丝读数为0.687，水准尺零刻划线位置即为欲测设的高程位置，然后在B点的木桩侧面紧靠尺底画一横线作为标志。Hi=HA+a1 Hi=Hi-b1+a2 b2=Hi-HBHiHi2.水准尺与钢尺联合测设法水准尺与钢尺联合测设法(高程的传递高程的传递)9.2 点的平面位置的测设方法一、直角坐标法（支距法）1.计算放样数据；2.用直角坐标法放样建筑物轴线交点；3.现场桩位检核。yxMAMAyyyxxx二、极坐标法1.计算放样元素 2.点位测设 适用于测设距离较短，且便于量距的情况。22MAMAMAyyxxD180arctanMNMNMNxxyyMAMAMAxxyy arctanMAMNMN

6、MAMAD 适用于场地平坦，量距方便，且控制点与待定点的距离又不超过钢尺一整尺的长度。放样数据计算公式 三、距离交会法三、距离交会法 21211AAAyyxxD 此法又称方向线交会法。当待测设点远离控制点且不便量距时，采用此法较为适宜。放样数据计算公式 四、角度交会法四、角度交会法APAPAPxxyy arctanCPCPBCBPBPBAAPAB2211360 在修筑道路、敷设上、下水管道和开挖排水沟等工程的施工中，需要在地面上测设设计的坡度线。坡度测设(grade location)所用仪器有水准仪和经纬仪。如图，地面上A点的高程为HA，先要从A点沿AB方向测设出一条坡度为i的直线，AB间的

7、水平距离为D。使用水准仪的测设方法如下：9.3 已知坡度直线的测设已知坡度直线的测设 先计算出B点的设计高程为HB=HA iD，应用水平距离和高程测设方法测设出B点；在A点安置水准仪，使一个脚螺旋在AB方向线上，另两个脚螺旋的连线垂直于AB方向线，量取水准仪高度iA 用望远镜瞄准B点上的水准尺，旋转AB方向上的脚螺旋，使视线倾斜至水准尺读数为仪器高iA为止，视线坡度即为i。在中间点1、2处打木桩，然后在桩顶上立水准尺使其读数均等于仪器高iA，这样各桩顶的连线就是测设在地面上的设计坡度线。当设计坡度i较大，超出了水准仪脚螺旋的最大调节范围时，应使用经纬仪进行测设，方法同上。当使用电子经纬仪或全站

8、仪测设时，可以将其竖直度盘显示单位切换为坡度单位，直接将望远镜的视线的坡度值调整到设计坡度值i即可，不需要先测设出B点的平面位置和高程。9.4 圆曲线(circular curve)的测设一、圆曲线主点(major point)的测设1.圆曲线的三主点：ZY：曲线的起点 (直圆点)QZ：曲线的中点 (曲中点)YZ：曲线的终点 (圆直点)2.圆曲线的元素：包括曲线转向角、曲线半径R、切线长T、曲线长L、曲线外矢距E及切曲差q。各元素的计算公式为：LTqRERLRT212sec1802tan3.圆曲线主点桩号计算 线路工程测量中，需计算各点桩号，其计算公式为：ZY桩号JD桩号T QZ桩号 ZY桩号

9、+L/2 YZ桩号 QZ桩号+L/2 YZ桩号JD桩号+Tq （检核）4.圆曲线主点测设方法：在交点JD上安置经纬仪，沿两切线方向各 丈量切线长T，分别得到曲线的起点ZY点和终点YZ点，并打入木桩写上桩号。由JD测设水平角度，得JD与圆心O的方向线，沿此方向量出外矢距E，得曲线中点QZ点，打入木桩，写上桩号。例9-1 已知，R150m，JD桩号为K8+245.21，求圆曲线主点的桩号。解：由公式（9-7）可以求得 mLTqREmRLmRT96.580.11438.63222001543sec15012sec80.11418085.4315018038.602001543tan1502tan 由

10、公式（9-8）可以求得各主点的桩号：ZY桩号JD桩号T K8+245.21-60.38K8+184.83m QZ桩号ZY桩号+L/2 K8+184.83+114.80/2=K8+242.23m YZ桩号QZ桩号+L/2 K8+242.23+114.80/2=K8+299.63m 检核计算：YZ桩号JD桩号+T-q =K8+245.21+60.38-5.96K8+299.63m二、测设圆曲线细部点1.偏角法(极坐标法)测设数据计算采用整桩号法计算偏角值 18018018000RlRlRl2sin22sin22sin22001 RcRcRc222210230121 nn；ZYYZ 偏角法(meth

11、od of deflection angle)测设步骤：将仪器安置在起点ZY(或YZ)上，瞄准交点JD。测设水平角度1，沿视线方向测设水平距离c1，定出第一个曲线桩；再测设水平角度2，由第一个曲线桩测设水平距离c0与望远镜视线相交，定出第二个曲线桩；同法测设其它曲线桩。在测设最后一个曲线桩时，拨角n，从前一个曲线桩测设水平距离c2，定出最后一个曲线桩。偏角法测设曲线细部计算例题偏角法测设曲线细部计算例题 测设数据计算采用整桩距法2.切线支距法切线支距法(tangent off-set method)(直角坐标法直角坐标法)5634245237202421206RlRlRlyRlRllxiiii

12、iiiiiiiiRyRxcos1sin180Rlii其中切线支距法测设步骤：将仪器安置在起点ZY上，瞄准交点JD，此时视线方向即为切线方向(X轴)；自ZY点在切线方向上量取xi分别得1，2，点；在1，2，点上沿垂直切线方向(Y轴)量取yi值，即为圆曲线上1，2，点的位置；由ZY点放样至QZ点后，再将仪器移至YZ点继续放样。如此继续下去，即得到一系列圆曲线上需要的放样点。切线支距法测设圆曲线细部点，适用于地势平坦，使用的仪器工具简单。当支距yi不长时，切线支距法具有精度高、操作简单等优点，但计算测设数据比较复杂。切线支距法测设曲线细部计算例题切线支距法测设曲线细部计算例题曲线测设的限差曲线测设的

13、限差 纵向即切线方向纵向即切线方向横向即法线方向横向即法线方向三、困难地段的圆曲线测设 1.虚交点法测设圆曲线主点sinsin180sinsinsinsin180sinsinbABbABaABaABbaDDbDDabTtaTt214tan1RT 如图，仪器在ZY点与3点不通视。可将经纬仪安置在已测设的2点上，后视ZY点，倒转望远镜后测设水平角度b3，则视线方向就是点23方向。从2点沿此方向测设出分段弦长，即可测设出3点平面位置，以后仍可用测站在ZY时计算的偏角测设其余各点，偏角不需另行计算。若不在2点设站，利用同一圆弧段的弦切角和圆周角相等原理及ZY点所计算的偏角值，可在YZ点设站，以ZY为方

14、向，转动照准部，测设水平角度为3点原来计算的偏角值3，得YZ到3点的方向，再由2点量出其弦长与YZ到3点的方向线相交得3点，同法可测设其它各点。2.偏角法测设视线受阻偏角法测设视线受阻一、缓和曲线及特性 在直线与圆曲线间插入一段半径由无穷大逐渐变化到R的曲线，这种曲线称为缓和曲线。缓和曲线的线型有多种形式，通常采用回旋曲线(亦称辐射螺旋线)，见图。如果没有设置缓和曲线，则半径为R的圆曲线主点为直圆点(ZY)、曲中点(QZ)、圆直点(YZ)。9.5 缓和曲线的测设缓和曲线的测设该道路若设置了缓和曲线，此时道路中线共有五个主点，依次为直缓点(ZY)、缓圆点(HY)、曲中点(QZ)、圆缓点(YH)、

15、缓直点(HZ），为JD的转折角，圆曲线的半径为R。原有圆曲线需向圆心方向移动一段距离 p，才能使圆曲线与回旋曲线衔接，曲线切线长增加了m，一般把 p 称为内移距，m 称为切垂距。缓和曲线上任一点的曲率半径 ri与至起点的弧长 li 成反比，即式中c为常数，表示缓和曲线半径的变化率，与车速有关。cl rii 加入回旋线后的曲线元素计算公式为：LTqRpRELlRLmpRTy22sec2180221802tan000切曲差外矢距圆曲线长曲线全长切线长Rl200Rlp242023002402Rllm二、缓和曲线和圆曲线元素和主点桩号计算二、缓和曲线和圆曲线元素和主点桩号计算 根据交点JD桩号和曲线元

16、素，可以计算曲线各主点桩号公式为：ZH桩号JD桩号-T HY桩号ZH桩号+l0 QZ桩号ZH桩号+L/2 YH桩号HY桩号+Ly HZ桩号YH桩号+l0检核计算：HZ桩号JD桩号+T-q1.全站仪测设1)用水平角和水平距离放样9.6 全站仪和全站仪和RTK在测设中的应用在测设中的应用如图，在控制点M安置全站仪，以控制点N为后视方向，放样A、B、C、D四个房屋轴线交点坐标的操作步骤。将控制点和待放样点的数据文件由计算机上传到全站仪中，文件名自定义。在全站仪的“放样”选项，调用放样文件，然后进入放样界面。设置M点为测站点，N点为后视方向，此时全站仪要求分别确认测站点和后视方向点坐标的正确性，然后仪

17、器显示MN的坐标方位角。转动全站仪的照准部，精确照准N点后，按下回车键，该方向的方向值为MN的坐标方位角。选择“输入放样点”选项，设置C点为放样点，此时全站仪提示确认放样点C的坐标，然后仪器自动计算出MC的坐标方位角和水平距离。旋转全站仪的照准部照准另外一个棱镜后，菜单显示中的HR的数值为望远镜当前视线方向的坐标方位角，dHR为当前视线方向的坐标方位角与MC坐标方位角的设计值之差，若dHR为负值，表示还要增大视线方向的坐标方位角值；若dHR为正值，则表示要减小视线方向的坐标方位角值。转动照准部，直至dHR0为止，此时视线方向的坐标方位角为MC坐标方位角的设计值。照准棱镜，进行距离测量，HZ为全

18、站仪至棱镜的水平距离，dZ为当前水平距离与设计水平距离之差，若dZ为负值，表示棱镜还需要在望远镜视线方向向远处移动，否则向近处移动，直到dZ0为止，此时棱镜所在的位置即为放样的C点。打一木桩，上面钉一小钉，通过棱镜基座上的光学对中器，使打入的小钉与光学对中器的分划圈重合，同理可以放样A、B、D点。2)用坐标放样全站仪坐标放样法的实质就是极坐标法，其操作步骤为：在测站点M安置全站仪，输入测站点坐标，也可以在计算机上编写控制点和放样点的坐标文件，然后上传到全站仪中。瞄准后视点N并输入后视点坐标或方位角，按下回车键，该方向的方向值为MN的坐标方位角。输入或调用放样点C的坐标。在待定点C的概略位置处立

19、棱镜，用望远镜瞄准棱镜，按坐标放样功能键，则可立即显示当前棱镜位置与放样点的坐标差dx和dy。根据坐标差移动棱镜位置。若dx为正，需要向南移动，否则向北移动；若dy为正，需要向西移动，否则向东移动(也可能是左右前后移动棱镜的位置，与具体使用的全站仪有关，参见第四章全站仪的放样功能部分)。当dx0且dy0时，这时棱镜的中心平面位置与待定点C的平面位置一致，然后在地面上做出标志。为了能够发现错误，每个测设点位置确定后，可以再测定其坐标作为检核。2.用RTK测设 目前碎部测量和放样中使用GPS较多的是RTK(实时动态定位：Real-Time Kinematic)。RTK技术的关键在于使用了GPS的载

20、波相位观测量，并利用了参考站和移动站之间观测误差的空间相关性，通过差分的方式除去移动站观测数据中的大部分误差，从而实现高精度(分米甚至厘米级)的定位。RTK技术不但可以快速确定点的位置，而且已经应用于各种工程的放样工作中。参考站和移动站之间的无线控制技术确保了RTK流动站高效可靠的野外测量工作，具有碎部点测量、点放样、线放样、曲线放样、线路放样和电力线放样等功能，下面仅介绍点放样。在RTK的数据采集手薄中选择测量中的“点放样”，进入放样屏幕，打开坐标管理库。此时可以打开事先编辑好的放样文件，选择放样点，也可以边输入放样点坐标边放样。选择了放样点，就可以开始放样，屏幕显示当前点与放样点之间的dx和dy。若dx为正，需要向南移动，否则向北移动；若dy为正，需要向西移动，否则向东移动。当dx0且dy0时，此时的移动站即为放样点的实际平面位置。