道路工程测量课件

道 路 工 程 测 量 测量学概述 第一章 学习要点 测量学的概念 测量学的基本任务 测量学的特点 测量的基准面 地面点位的确定 测量的程序与原则 内容提要： 测量学的概念 测量学的作用 测量学的学科分类 一、测量学的基本概念 测量学是研究地面上点与点之间相对位置关 系的科学（包括地面、地下、空间）。 测量学利用测量仪器和工具，用测量的方法 和手段，来确定点与点之间的相对关系，主要 是指地面点之间的角度与距离关系。而在多个 点之间，它们又构成线和面的关系。 通过计算，地面点的位置可用坐标和高程数 据来表示，根据工程需要，也用图来表示，如 地形图、断面图，等。 1.测量学的概念 测量工作主要为国民经济建设服务为国民 经济建设提供各类地形图，以及所需的地面 现状度量数据，供工、农业生产、城市建设、 国防建设及各类工程建设的规划、设计、管 理等使用；同时也为各类工程建设的实施提 供现场的精确定位。 此外，在国防、公安、地震与灾情监测等 领域，测量工作的配合起着越来越重要的作 用。 2.测量学的作用 大地测量学 研究全球或广大地区的大范围的定位测量，考虑地球曲 率、重力。分常规大地测量和卫星大地测量。 地形测量学 研究各种比例尺的地形图、地籍图测。主要 研究小地区 大比例尺地形图的测绘。 摄影测量学 对地面进行航空摄影或遥感，利用地面的影像和光谱资 料绘制地形图。 工程测量学 研究为各类工程的设计、施工、运行等各阶段所需进行的 测量工作与方法。 制图学 研究地图、地形图编绘。 3.测量学的学科分类 两个任务：测定、测设。 二、测量学的基本任务 测定地面现状的位置。测定的成果： (1).数据 坐标(球面坐标、平面坐标) 、高程、 角度、距离、地面直线的方位角、坡度、 面积、 等。 (2).图 地形图、平面图、 地籍图、断面图、 沉降图，工程图， 等。 1.测定（地面 图纸） 将图纸上设计的建筑物、 构筑物的平面位置和高程，放 样于实地，作为施工的依据。 也叫施工放样。 测设的成果： 体现设计的平面位置和高程 的现场标志。 2.测设（图纸 地面） 三.测量工作的基本原则 布局上：由整体到局部 精度上：由高级到低级 次序上：先控制后细部 所有测量工作都必须遵循以上原则，也 是测量的工作程序。 第 二 章 水 准 测 量 2 2 水准测量的路线布置形式 及内业计算 1 1 水准测量原理 水准仪使用 步骤 学习要点 HA a b HB 大地水准面 水准仪 水平视线 水准尺水准尺 A B A点高程已知，欲测B点高程，a为后视读数，b为前视读数， 则高差hAB=HBHA=ab, HB=HA+(ab) 第一节 水准测量原理 当两点相距较远或高差太大时，则可分段连续进 行 H4=HA+h1+h2+h3+h4=HA+h i (A) (B) 出发点 后视前视 前进方向 水准仪的使用步骤 粗平：用连接螺旋把仪器固定在三脚架上，通过调节脚螺旋使 圆水准器的气泡居中 。 瞄准：转动仪器，利用望远镜外壳上的准星瞄准目标，转动调 焦镜使目标象清晰，直至无“视差”。 精平：用微倾螺旋使水准管气泡居中。 读数： 用十字丝的横丝在水准尺上取“读数”（读取米，分米， 厘米数，毫米数估读。每次取四位数，“0”也是必须记录的数字 。） 操作流程： 粗 平瞄 准精 平读 数 3、支水准路线(c) 1、闭合水准路线(a) 2、附合水准路线(b) 第二节 水准路线 第三节 水准测量内业计算 （一）附合水准路线： 闭合差fh=h测-(H终-H始) （二）闭合水准路线：闭合差fh=h测 （三）支水准路线：闭合差fh=h往+ h返 （四）闭合差容许差： 平地fh容=40L1/2(mm)； 山地fh容=12n1/2(mm) L水准路线长度；n测站数。 （五）闭合差调整： 按距离改正后高差vi=-(fh/L)li 按测站数改正后高差vi=-(fh/n)ni BM A 1 2 3 4 BM B 16.310m 1.8km 13.133m 2.0km 9.871m 1.4km 3.112m 2.6km 13.387m 1.2km 测测 段 测测 点路线长线长 度实测实测 高差高差改正数改正后高差高 程 1 BM A 1.8km16.310m0.007m16.303m36.444 1 52.747 2 1 2.0km13.133m0.008m13.125m 265.872 3 2 1.4km9.871m0.006m9.865m 375.737 4 3 2.6km3.112m0.010m3.122m 472.615 5 4 1.2km13.387m0.005m13.382m BM B 9.0 49.589m0.036m 49.533 85.997 附合水准路线的内业计算 8站 BM A 1 2 3 4 10站 1.224m 8站 1.424m 1.781m 11站 1.714m 12站 0.108m 测测 段 测测 点测测 站 数实测实测 高差高差改正数改正后高差高 程 1 BM A 101.224m 0.005m1.229m44.330 1 45.559 2 1 81.424m 0.004m1.420m 2 44.139 3 2 81.781m 0.004m1.785m 3 45.924 4 3 111.714m 0.006m1.708m 4 44.216 5 4 120.108m 0.006m0.114m BM A44.330 闭合水准路线的内业计算 第三章 导线测量 学习要点 1 导线的布设形式 2 导线测量外业工作 3导线内业计算 导 线 的 布 设 形 式 导线测量的外业工 作 1 1、选点、选点 2 2、导线水平角观测、导线水平角观测 3 3、导线边测量、导线边测量 4 4、与已知控制点联测、与已知控制点联测 导线坐标计算中的基本公式 左角应取+ -180 右角取- +180 导线内业计算 闭合导线内业计算 已知A点的坐标XA450.000米，YA450.000米，导线各边长，各内角 和起始边AB的方位角AB如图所示，试计算B、C、D、E各点的坐标。 1、角度闭合差的计和调整 闭合导线的内角和在理论上应满足下列条件： 角度闭合差： 角度的改正数为： 角度的改正数为： 2、导线边方位角的推算 BC边的方位角 CD边的方位角 AB边的方位角 （校核） 右角推算方位角的公式： 右角推算方位角的公式： 3、坐标增量计算 : 设D12、12为已知，则12边的坐标增量为： 闭合导线算例草图 4、坐标增量闭合差的计算与调整 因为闭合导线是一闭合多边形，其坐标增量的代数和在理论上应等于零，即： 但由于测定导线边长和观测内角过程中存在误差，所以实际上坐标增量之和往往不 等于零而产生一个差值，这个差值称为坐标增量闭合差。分别用 表示： 缺口AA的长度称为导线全长闭合差，以f 表示。由图可知： 闭合导线全长闭合差 导线相对闭合差 对于量距导线和测距导线，其导线全长相对闭合差一般不应大于1/2000。 调整的方法是：将坐标增量闭合差以相反符号，按与边长成正比分配到各条边的坐标增 量中，公式为： 的改正数 的改正数= 的改正数 的改正数 米 米 5、导线点的坐标计算 根据导线起算点A的已知坐标及改正后的纵、横坐标增量，可按下式计算B点的坐标： 起始点A的坐标已知，则B点的坐标为： 以上是闭合导线的内业计算 附和导线支导线大家以此类推 内容提要: 全站仪功能介绍 u全站仪的发展 u全站仪的构造介绍 u全站仪功能介绍 u拓普康全站仪的使用 第四章 全站仪(total station) 功能介绍 第一节 全站仪功能介绍 一、全站仪(total station)的发展 optical theodoliteelectronic theodolite Steel tape EDM (图片 ) 二、全站仪（total station）构造简介 徕卡TPS700系 列卓越中文全 站仪 拓普康GTS 332W 全站仪 索佳10系列全站仪 尼康DTM801 系列全站仪 宾得全站仪 PTS V2 南方NTS 202 205全站仪 三、全站仪的功能介绍 1角度测量(angle observation) （1）功能： 测水平角（horizontal angle） 竖直角(vertical angle) （2）方法：与经纬仪相同。 若要测出水平角AOB，则： a o b A O B u当精度要求不高时只需半测回： 瞄准A点置零（0SET） 瞄准B点，记下水平度盘 HR的大小。 a o b A O B u当精度要求高时：可用测回法 步骤同用经纬仪操作，配置度盘 时，可以用“置盘”（H SET） A a o b B O 2距离测量(distance measuring) uPSM、PPM设置测距、坐标、放样前。 1）棱镜常数（PSM）的设置。一般： PRISM=0（原配棱镜），-30mm（国产棱镜） 2）大气改正数（PPM）（乘常数）设置 。 输入测量时的气温（TEMP）、气压（ PRESS），或经计算后，输入PPM的值。 （1）功能：可测量平距、高差和斜距（全站仪 镜点至棱镜镜点间高差及斜距） （2）方法： 照准棱镜点，按MEAS。 全站仪(total station) 反光棱镜(reflector) S=ct/2 3坐标测量(coordinate measuring) （1）功能： 测出目标点的(X,Y,H) （2）原理 1)平面坐标（X，Y）测量 原理 2）高程（Z）测量原理 （3）方法 后视点 测站点 待测量点 1) 输入测站X，Y，H，仪器高i，棱镜高t。 2) 瞄准后视点，将水平度盘读数设置为测站 至后视点的坐标方位角。 3) 瞄准目标棱镜点，按MEAS（测量）键。 4、点位放样 (Layout) （1）功能： 根据设计的待放样点P及已知点的坐 标，在实地标出P点的平面位置及填挖高 度。 X Y 后视点 测站点 待放样点P （2）原理 1）先在待放样点的大致位置立棱镜 对其进行观测，测出当前棱镜位置的坐标 。 X Y 后视点 测站点 待放样 点P位置 当前棱 镜位置 2）将当前坐标与放样点的坐标相比较，计算出 其差值。距离差值dD和角度差dHR或纵向差值X 和横向差值Y。 X Y 后视点 测站点 当前棱 镜位置 待放样点P dD dHR 3）根据显示的dD、dHR或X、Y， 逐渐找到放样点的位置。 X Y 后视点 测站点 当前棱 镜位置 待放样点P dD dHR dHR=000000 ” dHD=0 m 测量人的春天之歌测量人的春天之歌 5程序测量 （1）数据采集 （2）坐标放样 （3）对边测量、悬高测量、面积测量、 导线测量、后方交会等。 （4）数据存储管理。包括数据的传输、 数据文件的操作（改名、删除、查阅） 。 四、拓普康全站仪的使用 徕卡TPS700系 列卓越中文全 站仪 拓普康GTS 332W 全站仪 索佳10系列全站仪 附：TOPCON全站仪放样点位的方法 以下介绍的是少量零星点的坐标放样方法： 1、按MENU进入主菜单测量模式。 2、按LAYOUT进入放样程序，再按SKP 略过选择文件。 3、按OOC.PT（F1），再按NEZ，输入测站O 点的坐标（x0,y0,H0）；并在INS.HT一栏， 输入仪器高。 4、按BACKSIGHT（F2），再按NE/AZ，输入 后视点A的坐标（xA, yA）；若不知A点坐标 而已知坐标方位角，则可再按AZ，在HR项输 入的值。瞄准A点，按YES。 5、按LAYOUT（F3）：输入待放样点B的坐标（ xB,yB,HB）及测杆单棱镜的镜高后，按ANGLE （F1）。使用水平制动和水平微动螺旋，使 显示的dHR=0，即找到了OB方向，指挥持测杆 单棱镜者移动位置，使棱镜位于OB方向上。 6、按DIST，进行测量，根据显示的dHD来指 挥持棱镜者沿OB方向移动，若dHD为正， 则向O点方向移动；反之若dHD为负，则 向远处移动，直至dHD=0时，立棱镜点即 为B点的平面位置。其所显示的dZ值即为立 棱镜点处的填挖高度，正为挖，负为填。 7、按NEXT放样下一个点C。 桥涵施工测量的主要内容: 1、对设计单位交付的所有桩位和水准基点及其测量资料进行检 查、核对； 2、建立满足精度要求的施工控制网，并进行平差计算； 3、补充施工需要的桥涵中线桩和水准点； 4、测定墩台纵横向中线及基础桩的位置； 5、进行构造物的高程测量和施工放样，将设计标高及必须的几何 尺寸移设于实地； 6、对有关的构造物进行必要的施工变形观测和精度控制； 7、测定并检查施工部分的位置和标高，为工程质量的评定提供依 据； 8、对已完工程进行竣工测量。 第五章 桥梁施工测量 B A 一、预估桥轴线长度的精度 预估桥轴线长度的精度应考虑 ： 桥长、跨越构件制造及架设精 度 二、桥轴线长度的测量方法 1、光电测距法 2、直接丈量法 3、三角网法 第一节 桥位中线测量 目的：为了求出桥轴线长度及交会出墩台的位置 布设三角网应注意： 1.三角点之间视野应开阔，通视要良好； 2.三角点不应位于可能被淹没及土壤松软地区； 3.三角点图形要简单，三角点基础要有足够的强度； 4.桥轴线应为三角网的一条边，并与基线的一端相连，以确保桥轴线的 精度； 5.桥梁三角网的边长与河宽有关，一般在0.51.5倍河宽范围内变动； 6.应至少布设两条基线，基线长为桥轴线长的0.70.8倍。 7.三角网所有角度宜布设在3001200之间，困难情况下不应小于250。 第二节 桥梁三角网的布设 D A A B 适用一般桥梁 适用大桥（大地四边形 ） B C 桥轴线 建立高程控制网 在桥梁两端（岸上）布设水准基点（永久性） 设立若干施工水准点 测量精度满足桥梁施工规范要求 第三节 桥梁施工的高程测量 1）偏角法 第四节 墩台中心定位及其轴线测设 ZD A B JD 2）坐标法（切线支距法） ZH 第六章 隧道测量 隧道施工测量 隧道洞外总体控制 作为指导隧道施工的测量工作，在隧道开 挖前一般要建立具有必要精度的、独立的隧道洞外施 工控制网，作为引测进洞的依据；对于较短的隧道， 可不必单独建立洞外施工控制网，而以经隧道施工复 测、调整后并确认的洞外线路中线控制桩为引测进洞 的依据。 洞内分级控制 洞内控制点控制正式中线点（正式中线点是洞内衬 砌和洞内建筑物施工放样的依据） ，正式中线点控制 临时中线点；临时中线点控制掘进方向。 洞内高程控制与平面相仿，临时水准点控制开挖面 的高低，正式水准点控制洞内衬砌和洞内