工程测量重点.doc

第一章 绪论1工程测量学定义: 工程测量学是研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。（工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、水下、空中）中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用性学科。）2工程测量学研究应用领域 : 研究地球空间中几何实体测量和抽象几何实体测设的理论、方法和技术，主要研究在工程与工业建设、城市建设与国土资源开发、水陆交通环境工程和减灾救灾等事业中，进行地形和有关信息的采集与处理、施工放样、设备安装、变形监测与分析预报等方面的理论和技术，以及与之有关的信息管理与使用。工程测量学的研究、应用领域很广，涉及到大型工程项目，既有测量及其数据获取、处理的理论、技术与方法；又有专用测量仪器的研制和信息系统的建立。3工程测量按工程建设的规划设计、施工建设和运营管理三个阶段分为 ：工程勘测 施工测量 安全监测4工程测量学的内容： 1) 模拟或数字的地形资料的获取与表达； 2) 工程控制测量及数据处理； 3) 建筑物的施工放样； 4) 大型精密设备的安装和调试测量； 5) 工业生产过程的质量检测和控制； 6) 工程变形及与工程有关的各种灾害的监测分析与预报； 7) 工程测量专用仪器的研制与应用； 8) 工程信息系统的建立与应用等。第二章 工程控制网理论与方法1工程控制网按用途分：测图控制网、 施工（测量）控制网、 变形监测网、 安装（测量）控制网2测图控制网作用：控制测量误差的累积； 保证图上内容的精度均匀； 相邻图幅正确拼接。 3施工控制网 中平面控制网根据地形条件布设 ：三角、边角网： 起伏较大或跨越江河的地区； 导线网： 平坦但通视困难的地区； 建筑方格网： 建筑物或工业场区多为规则矩形的地区； GPS网： 主流布网形式； GPS网与地面网相结合的混合网 ： 高精度的施工控制网。4施工平面控制网特点：1）控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高； 2) 使用频繁；3) 受施工干扰大；4) 控制网的坐标系与施工坐标系一致； 5) 投影面与工程的平均高程面一致； 6) 有时分两级布网，次级网可能比首级网的精度高。 5工程控制网的基准 类型：附合网（约束网） 、 独立网 、 经典自由网 、 自由网 6测图控制网一般为约束网； 施工控制网为最小约束网； 变形监测网为无约束网或最小约束网； 安装控制网为最小约束网或约束网。 7工程控制网的质量准则有：精度准则，描述误差分布离散程度；可靠性准则，发现和抵抗模型误差的能力；灵敏度准则，监测网发现某一变形的能力；经济准则，建网费用8控制网优化设计一般分为四类：（1）零类设计（基准问题）（2）一类设计（图形问题）（3）二类设计（权比问题）（4）三类设计（加密问题）9控制网的优化设计方法有两种：解析法、模拟法10工程平面控制网的施测方法 ：GPS定位、三角网测量、导线测量和交会测量11工程高程控制网的施测方法：采用水准测量、三角高程测量和GPS水准方法 ，按精度分为二、三、四、五等以及用于地形测量的图根水准测量。 地形起伏较大的地区，通常用三角高程测量的方法12 如何控制投影变形（确定抵偿高程面与中央子午线）第三章 工程地形图测绘与应用1.工程规划对地形图的要求水利工程设计1:1万至1:10万 选择水利枢纽的位置和分布 1:1万至1:5万 进行水库的设计 1:1万或者1:2.5万 选择坝轴线的位置 1:2万或1:5万 研究各类建筑物的布置方案1:1千或1:2千 陆上与水下地形图 ，布置一些附属建筑物 （铁路枢纽、仓库、码头、船坞、防洪堤）1:500或1:1千 设计工程各部分位置与尺寸，施工设计阶段进一步精确地确定建筑物的位置和尺寸 大型桥梁 1:2.5万或1:5万比例尺地形图上研究后，踏勘，研究1:1000或1:10000的桥渡总平面图，选择桥位和桥头引线，确定导流建筑物的位置以及施工场地的布置 1:5001:5000的桥址地形图以设计主体工程及其附属工程并估算工程数量与费用 2在工业与民用建筑设计中，测绘资料要满足工程规划设计的需要，其主要质量标准是：地形图的精度，比例尺的合理选择、测绘内容的取舍等。3竣工图的精度取决因素：细部坐标点和细部高程点的精度4用地紧张或所设计的建筑物与已有建筑物的间距接近规定的最小距离或进行较为复杂的工程设计时，要求数字图的精度较高。需要用地物点的解析坐标来设计建筑物 5水下地形图的用途 ：（1）建设现代化的深水港，开发国家深水岸段和沿海、河口及内河航段，已建港口回淤研究与防治等都需要高精度的水下地形图。 （2）在桥梁、港口码头以及沿江河的铁路、公路等工程的建设中也需要进行一定范围的水下地形测量。（3） 海洋渔业资源的开发和海上养殖业等都需要了解相关区域的水下地形。 （4）海洋石油工业及海底输油管道、海底电缆工程和海底隧道以及海底矿藏资源的勘探和开发等，更是离不开水下地形图。 （5）江河湖泊及水库区域的防洪、灌溉、发电和污染治理等离不开水下地形图这一基础资料。 （6）在军事上，水下潜艇的活动、近海反水雷作战兵力的使用、战时登陆与抗登陆地段的选择等，其相关区域的水下地形图是指挥作战人员关心的资料。 （7）从科学研究的角度上看，为了确定地幔表层及其物质结构、研究板块运动、探讨海底火山爆发与地震等，也需要水下特殊区域的地形图。 （8） 为了进行国与国之间的海域划界工作， 高精度的海底地形图是必备的。6水下地形测量的定位方法 ：（1）全站仪定位 按方位距离的极坐标法进行定位。（2）GPS差分定位 7深度基准面：水深计算的起算面8设计水位又称为江河航道设计水位，其方法主要有 ：多年最低水位平均值法。多年平均保证率法，即取多年日平均水位历时曲线上与通航保证率相应的水位。频率法9纵断面图：设计中用于研究线路空间线形的起伏布置 ，横向为线路里程，比例尺1:10001:5000； 纵向为高程，比例尺1:1001:50010横断面图：垂直于线路中线方向的地面起伏情况，设计人员结合当地的自然因素，用于确定横断面的形式、各部分位置和尺寸，并为路基土石方量的计算提供依据。纵横比例尺相同，一般采用1:200的比例尺11工程竣工图测量的特点 ：1）它不但与勘察和施工阶段的测量工作有关，而且与设计、施工和生产管理也有着密切的关系。2）竣工图的施测精度则是以解析数据为依据进行计算的，故精度应以细部坐标点的测量中误差来确定。3）测图内容繁杂，根据不同用途而采取不同的技术措施。 12竣工图的内容：地面、地下和架空的各建（构）筑物的位置和一般地形、地物情况，而且还要在图上表示出所测细部点的坐标、高程及各种元素。 13大比例尺地形图在工程建设中的应用（1）按一定方向绘制剖面图 （2）按规定坡度选最短路线（3）平整土地 （设计面为倾斜面时的场地平整1）绘制方格网 2）计算设计高程 3）确定倾斜面最高点格网线和最低点格网线的设计高程4）确定填、挖边界线。5）确定方格点的填、挖高度。 6）计算填、挖土石方工程量。7）放样填、挖边界线及填、挖高度。）第四章 工程测量常用仪器与方法1全站仪的测距原理：相位法测距2全站仪的测角原理：1）编码度盘绝对法测角2）光栅度盘增量法电子测角3）格区式度盘动态式测角。3目前电子测角有三种度盘形式：编码度盘、光栅度盘、格区式度盘4陀螺经纬仪有悬挂式、液体漂浮式和混合式三种， 5陀螺经纬仪能够测量真北方向因为具有进动性和定轴性6目前电子水准测量有三种测量原理：相关法、几何法、相位法第五章 工程建筑物的施工放样 1施工放样的特点（1）测设精度的要求取决于建筑物或构筑物的大小、材料，用途和施工方法等因素。 （2）施工测量工作与工程质量及施工进度有着密切的联系。（3）施工现场工种多，交叉作业频繁，并有大量土、石方填挖，地面变动很大，又有动力机械的震动。 2放样的基本要素 ：放样的依据、放样数据、放样方法3直接放样是根据放样依据与放样结果的几何位置关系，直接放样出实地位置； 4归化放样是直接放样后，对其进行精确测量，改化其与待定点之间的差值.5 高程放样、角度放样（举例说明水平角测设）、距离放样 ？6平面点位放样 的方法一、直角坐标法 二、极坐标法 三、角度交会法 四、距离交会法五、全站仪坐标法放样点位 六、后方交会法 七、直接坐标法（GPS-RTK法）7 单圆曲线要素，主点里程计算，偏角法及切线支距法详细测设8带有缓和曲线要素，主点里程计算，偏角法及切线支距法详细测设9竖曲线要素的计算第六章 线路工程测量1. 勘测设计阶段的内容及对应方法: 一般先进行初步设计，再进行施工图设计。在此阶段测量可分为线路初测和线路定测，其目的是为各阶段设计提供详细的资料。 初测：平面和高程控制测量、测绘路线大比例尺带状地形图； 定测：中线测量、纵断面测量和横断面测量。2.定测：3.在线路初测阶段所进行的水准测量任务有两类： 一是沿线建立高程控制点，为地形测量和以后定测、施工测量、竣工测量等服务； 二是测定导线点的高程。4水准点高程测量（通称基平，即水准基点的抄平） 5中桩高程测量（通称中平，即中线桩的抄平） 6中线测量：将图纸上线路测设到实地上的工作，称为中线测量。依据初测导线点把线路的中心线(中线)标定在地上，并测出其里程。 7交点JD的测设 等级较低公路：现场标定中桩； 高等级公路：测地形图图上定线实地放线 ；测量方法 (1)根据地物测设交点 (2)根据导线点和交点的设计坐标测设交点 (3)穿线交点法测设交点8纵断面测量工作步骤“先基平后中平” 基平测量（高程控制测量）：沿路线方向设置水准点，测其高程，建立路线高程控制。中平测量：在基平测量后提供的水准点高程的基础上，测定各个中桩的高程。9横断面测量的方法： 先确定横断面方向，再测定变坡点间的平距及高差。10.线路复测：包括线路平面控制点的复测和线路水准基点复测。（1）用与初测和定测相同的方法测定导线点、水准点；（2）用与定测相同的方法检测或恢复被破坏的中线点（JD、ZD、曲线主点、百米桩、公里桩、曲线桩等）。11.复测与设计单位资料成果不符值的限差如下：a水平角：30；b距离：钢尺12000，光电测距1/4000；c转点的横向差:每l00m不应大于5mm,当距离超过400m时，不应大于20mm；d曲线横向闭合差:10cm e中桩高程:10cm。12路基放样的内容：是钉设路基纵断面上的施工零点和测设路基横断面的边坡桩。13路基边桩的测设：边桩：沿线路中桩两侧用桩标志出路堤路基边坡脚或路堑边坡坡顶的位置，即填土或挖土的边界桩。边桩放样常用图解法（适用条件：当地形变化不大，横断面测量和绘图准确时使用。测设方法：在横断面图上量取边坡线与地面线交点至中桩的水平距离D，再实地边桩放样。）和逐点接近法两种方法（测设时， 可自中心桩沿横断面方向两侧各量 B/2 长度钉桩， 即得坡脚 A、 P。同时分别在中心桩和距中心桩两侧各 b/2 的 C、D处立杆，用水准仪在杆上标出路面设计高程线，即可得坡顶 C、D 及路面中心点 O，用线绳将其联结是路堤断断面形状。 在斜坡上放样路堤，应两坡脚不对称，它们至中心桩的距离 B1、B2 可在横断面上用图解法量取。也可自中心桩向两侧各量取 b/2 定出 C、D点，然后将坡度尺顶点对在 C（D）上。坡度尺预先按设计边坡 1：m1制作，放样时使坡度尺的直立边与垂球线平行， 用线绳顺着坡度尺斜边延长至地面，即得坡脚 A（或 P）。）14. 桥梁施工平面控制网网形布设 ：15曲线桥的墩、台中心即位于折线的交点上，曲线桥的墩、台中心测设，就是测设工作线的交点。16曲线桥的墩、台中心测设： （1）偏角法 （2）导线法 ：一、由桥轴线一端的控制桩A（或者B）用偏角法测设出台尾的中心a及台前的中心b；二、将仪器置于台前中心b上, 依据a方向以盘左盘右测设出台前的工作线偏角a，并在该方向 上测设墩中心 距L1，定出1点。（3）坐标法 17曲线桥的墩、台纵轴线位于桥梁偏角的分角线上。自纵轴线方向测设90角，即为横轴线方向第七章 高速铁路工程测量1.三网合一的概念：勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网均采用 CPI 为基础平面控制网， 二等水准基点网为基础高程控制网，简称“三网合一” 。内容：1）勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网坐标高程系统的统一；2）勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网起算基准的统一；3）线下工程施工控制网与轨道施工控制网、运营维护控制网的坐标高程系统和起算基准的统一；4）勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网测量精度的协调统一；2高速铁路平面控制网分级：第一级:基础平面控制网（CP），为全线（段）各级平面控制测量的基准。第二级:线路控制网（CP），为勘测、施工阶段的控制网起闭的基准。第三级:基桩控制网/施工加密网（CP），为高速铁路铺设和运营维护的基准。3.高程控制网的布设需要满足：一个是沉降观测要求（主要是路基） ；一个是轨道平顺性要求。4. CPI、CPII和CPIII控制网：基础平面控制网（CP）主要为勘测设计、施工、运运营维护提供坐标基准，按B级GPS网精度要求测量，全线（段）一次布网，统一测量，整体平差。线路控制网(CP) 主要为勘测和施工提供控制基准，在CP网的基础上采用四等导线或C级GPS测量方法施测。轨道控制网(CP)起闭于基础平面控制网（CPI）或线路控制网（CPII），一般在线下工程施工完成后进行施测，为高速铁路铺设和运营维护的基准。5.CP网的实际观测精度，保证轨道施工铺轨的平顺性。平差主要有以下三种计算模型： (1)自由网平差与校正；(2)传统的约束网平差计算；(3)CP网置平算法6.我国高速客运专线选用的无砟轨道，按结构型式和施工特点，大体上可分为板式轨道和轨枕埋入式轨道。7.GRP（轨道基准点）的平面坐标测量 ：应采用标称测距精度（1+210-6 ）mm/km和标称方向测量精度1的智能型全站仪进行。全站仪任意设站，通过对线路两侧4对CP控制点的联测，最终达到确定GRP坐标的目的。8.轨道板精调步骤总结9.垂直位移监测网可根据需要独立建网，按照沉降变形等级三等的要求、依照国家二等水准测量精度施测，高程应采用施工高程控制网系统。10路基变形监测主要包括：路基面的沉降观测 、路基基底沉降观测 、路基坡脚位移观测 、过渡段沉降观测。第八章 城市轨道交通测量1. 城市轨道交通施工的主要方法：(1)明挖法，包括敞口明挖法、基坑设置支护结构的明挖法和盖挖法 （2）盾构法（3）新奥法及浅埋暗挖法（4）其他特殊施工方法2. 城市轨道交通工程测量的主要任务和内容：城市轨道交通工程测量应满足其工程建设中的设计、 施工和运营阶段对测量工作的需要。其内容主要包括地面测量、地面和地下联系测量、地下测量等三方面的工作。在设计阶段， 为设计工作的各个阶段提供所需的地形图等基础或专项测绘资料；在施工阶段，为实现设计意图进行施工放样和设备安装、为施工安全进行监控量测、为完工的工程进行竣工测量等；在运营阶段线路维护和改造、结构变形监测等需要进行的测量工作。3. 直线隧道中线标定：（1）隧道开切口中线标定，施工竖井在地铁线路正线上方直线投测中线 ，搭建2个平台，搭建3个平台（2）隧道掘进中线标定（3）多组隧道掘进中线标定 第九章 水利施工测量1.大坝是水利枢纽的重要组成部分，按坝型可分为：土坝 、堆石坝 、重力坝 、拱坝 、支墩坝 2水利施工测量建立坝体施工控制网作为坝体放样的定线网， 3土坝的控制测量：（1）坝轴线的确定 。 坝轴线即坝顶中心线，一般先由设计图纸量得轴线两端点的坐标值，反算出它们与附近施工控制网中的已知点的方位角，用角度（方向）交会法，测设其地面位置。 （2）坝身控制线的测设。坝身控制线是与坝轴线平行和垂直的一些控制线（3）高程控制网的建立。由基本网和临时作业水准点两级布设。 4土坝清基开挖与坝体填筑的施工测量：（1）清基开挖线的放样 （2）坡脚线的放样（3）边坡放样（4）坡面修整第十一章 建筑工程测量1建筑施工测量的内容：（1）施工准备阶段的测量工作 a.建立与工程相适应的施工控制网 b.场地平整测量 c.建（构）筑物的定位、放线测量 （2）施工阶段的测量工作 a.基础施工测量 b.建筑物轴线的投测和高程传递 c.工业厂房构件安装测量 d.工业厂房设备安装测量 e.某些重要工程的基础沉降观测，随着施工的进展，测定建（构）筑物的位移和沉