测量讲座修改版PPT课件

1 浅谈工程测量在监理工作中的实际应用 2 目录 1 工程测量的任务和作用2 测量方法在工程建设中的应用 1 水准测量 2 控制测量 3 施工放样测量 4 原地貌数据采集 5 竣工测量 6 变形监测3 测量监理工作内容 3 工程测量学的定义 工程测量学 是研究各类工程在勘测 规划设计 施工 竣工验收和营运管理等各阶段的测量理论 技术和方法的科学 其主要内容包括 控制测量 施工测量 地形测量 安装测量 竣工测量 变形监测等 4 工程测量学的任务 工程测量学按其对象分为 工业建设工程 城市建设工程 公路铁路工程 隧道与地下工程 水利水电工程 管线工程等工程测量 在工程项目建设过程中一般将其分为规划与勘察设计 施工 运营管理三个阶段 测量工作始终贯穿整个工程项目建设的全过程 根据不同的施测对象和阶段 工程测量又有着测图 用图 放图 变形监测等不同的工作任务 5 工程测量学的作用 测绘技术及成果应用十分广泛 对于国民经济建设 科学研究和国防建设的方方面面都起着重要的作用 对于国民经济建设发展的整体规划 城镇和工矿企业的改扩建 交通 水利水电 各种管线的修建 农业 林业 矿产资源的规划 开发 保护和管理以及灾情监测等都需要工程测量 在国防建设和空间技术研究 地壳形变 海岸变迁 地级运动 地震预报 卫星发射与回收等科学研究方面 测绘信息资料也是不可或缺的 同时 测绘资料是重要的信息基础 成果是信息产业的重要组成部分 6 测绘科学的各项高新技术在土木工程的各项专业中也得到了广泛的应用 在工程建设的规划设计阶段 各种比列的地形图和GIS 地理信息系统 用于城镇规划设计 管理 道路选线以及总平面和竖向设计 以保障建设选址得当 规划布局科学合理 7 在施工阶段 特别是大型 特大型工程的施工 GPS和测量机器人技术已经用于高精度建 构 筑物的测设 并对施工安装工作进行校正 以保证施工符合设计要求 在工程管理方面 竣工测量资料是改建 扩建和管理维护的必须资料 对于大型或者重要的建 构 筑物还要进行长期的变形监测 8 在土地资源管理方面 地籍图 房产图对土地资源开发 综合利用 管理和权属确认具有法律效力 因此 测绘资料是工程项目建设的重要依据 是工程质量检验和监测的重要措施 9 水准测量 测量原理 如下图 若已知A点高程为HA 欲测定B点的高程HB 应先测定AB两点间高差hab 测定高差hab可在测站点C处架设一台水准仪 通过水准仪的视线在A点后视水准尺上的读数a 在B点前视水准尺上的读数b 则 Hab a b 10 水准测量是获得高程点的常用测量方法 也是高程测量精度最高的一种测量方法 读数a 读数b B点 后视 C点 前视 A点 11 若a b 则hab为正值 表示B高于A 若a b 则hab为负值 表示B低于A 根据可得HB HA hab HA a b 依据上式求待定点高程的方法称为高差法 令HA a HC 称为视线高程或仪器高程 简称视线高 12 水准测量路线水准测量前进的路径称为水准路线 根据测区的情况和要求 工程建设中可以布设成为以下形式 1 闭合水准路线 从一已知高程点BMA出发 沿线测定待定点1 2 3 4 高程后 最终线路闭合在已知高程点BMA上 此种形式多用于面积较小的块状测区 13 2 附合水准路线 从一已知高程点BMA出发 然后沿线测定待定点1 2 3 4 高程后 最终线路闭合在另一已知高程点BMB上 此种形式多用于带状测区 3 支水准路线 从已知高程点BMA出发 沿线测定待定点1 2 3 4 高程后 即不闭合也不附合在已知高程点上 多用于测图水准点加密 14 水准仪介绍 水准测量中所使用的仪器是水准仪 工具是水准尺和尺垫 水准仪按其精度可分为DS05 DS1 DS3和DS10四个等级 DS表示的是大地水准测量 D 是我国大地测量仪器的规定代号 即汉语拼音中 大 的第一个字母 S 为水准仪的代号 字母后的数字05 1 3 10代表意思是该型水准仪每公里往返水准测量高差中数的偶然中误差小于该数值 工程测量中通常使用DS3级水准仪 15 16 水准仪进行水准测量的原理是提供一条水平视线 并照准水准尺进行读数 水准仪的构成主要分为 望远镜 水准器和基座三部分 17 1 望远镜主要由目镜 物镜 十字丝分划板组成 十字丝分划板上刻有两条相互垂直的长线 竖直的一条叫竖丝 横着的中间的一条叫中丝 上面横着的一条叫上丝 最下面横着的一条叫下丝 中丝是为了瞄准目标和读取读数用的 上下对称的两条横线是与中丝平行的 用来测定距离 所以又称为视距丝 18 十字丝交点和物镜光心的连线 称为视准轴或是视线 水准测量是在视准轴水平时 用十字丝的中丝截取水准尺上的读数 19 2 水准器水准器是用来指示视准轴是否水平和仪器竖轴是否竖直的装置 有管水准器和圆水准器两种 管水准器是用来指示视准轴是否水平 圆水准器是用来指示竖轴是否竖直 20 基座基座的作用是连接螺旋使仪器的上部与三脚架固定连接 主要构成 轴座 脚螺旋 底板和三角压板 21 水准尺水准尺是水准测量中使用的标尺 常用的水准尺有塔尺和双面尺 塔尺多用于等外水准测量 长度有2米和5米两种 双面尺多用于二 三 四等水准测量 长度有2米和3米两种 两根尺称为一对 尺的两面均有刻划 红白相间的面称为红面 黑白相间的面称为黑面 两面的刻划均为1CM 并在分米处注字 两根尺的黑面均由零开始 而红面一根是由4687MM开始到6687MM或者7687MM 一根是由4787MM开始到6687MM或者7687MM 22 23 尺垫是在转点处放置水准尺用的 水准测量中使用尺垫的目的是将其放在地上踩实 然后将水准尺放在尺垫上 以防止水准尺在水准观测时出现沉降 使得读数不准确 造成测量误差 24 水准仪的使用步骤 安置 粗平 瞄准 精平 读数 1 安置安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间 首先打开三脚架并使高度适中 用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固 然后打开仪器箱 用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上 25 2 粗平粗平是使仪器的视线粗略水平 利用脚螺旋置圆水准气泡居于圆指标圈之中 具体方法用仪器练习 在整平过程中 气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致 26 27 3 瞄准瞄准是用望远镜准确地瞄准目标 首先是把望远镜对向远处明亮的背景 转动目镜调焦螺旋 使十字丝最清晰 再松开固定螺旋 旋转望远镜 使照门和准星的连接对准水准尺 拧紧固定螺旋 最后转动物镜对光螺旋 使水准尺的清晰地落在十字丝平面上 再转动微动螺旋 使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧 28 4 精平精平是使望远镜的视线精确水平 微倾水准仪 在水准管上部装有一组棱镜 可将水准管气泡两端 折射到镜管旁的符合水准观察窗内 若气泡居中时 气泡两端的象将符合成一抛物线型 说明视线水平 若气泡两端的象不相符合 说明视线不水平 这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合 仪器便可提供一条水平视线 以满足水准测量基本原理的要求 注意 气泡左半部份的移动方向 总与右手大拇指的方向不一致 29 5 读数用十字丝 截读水准尺上的读数 现在的水准仪多是倒象望远镜 读数时应由上而下进行 先估读毫米级读数 后报出全部读数 注意 水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行 不能颠倒 特别是读数前的符合水泡调整 一定要在读数前进行 30 31 水准测量的误差分析 1 误差来源测量工作的误差来源分为 仪器自身精度 人为原因 外界条件影响 水准测量中视准轴和水准轴不平行 则测量结果中就会含有i角误差 同时受到温度 大气压 风力和大气折光等外界因素的影响也会造成测量上的误差 32 i角误差望远镜视准轴和水准管轴都是空间直线 如果他们相互平行 那么无论是在包含视准轴的竖直面上的投影还是在水平面上的投影 都应该是相会平行的 如果二者在竖直面上的投影不平行 其夹角称为i角 33 消除i角误差的方法i角误差与仪器至前后视标尺的视距差及视距累积差有关 在实际的测量作业中 尽可能的做到前后视距的距离相等或相近就可忽略不计i角误差的影响 34 水准尺的零点差误差水准标尺的底面与标尺第一个分格的起始线 黑面为零 红面为4687或4787 应当是一致的 但是由于使用磨损等原因 导致不完全一致 这个差数就叫做标尺的零点差 这个误差会对两点间的高差产生影响 但水准测量测站数为偶数的路线可以自行抵消 所以测站数设为偶数站就可以消除零点差对高差的影响 35 水准测量精度评定的规范要求 36 控制测量 控制测量的基本工作是确定地貌地物特征点的位置 即确定空间点的三维坐标 但是为了减少点位坐标的位置精度和误差累积 测量工作必须遵循 从整体到局部 先控制后碎步 从高级到低级 的组织原则 37 所谓控制测量 顾名思义就是使整个测区的测量误差不超出一定范围而进行的测量工作 即在测区内以较高精度测定相应数量的控制点 建立统一的平面和高程系统 将这些控制点相互联系 构成一定几何形状形成的网络 称为控制网 38 控制网又分为平面控制网和高程控制网 专门测设平面控制网的工作称为平面控制测量 专门测设高程控制网的工作称为高程控制测量 因此控制测量分为平面和高程控制测量两种 控制网的布设原则 1 要有足够的密度 2 要有足够的精度 3 分级布网 逐级控制 39 国家基本控制网按照精度不同分为一 二 三 四等 由高级到低级逐步建立 国家一等控制测量主要采用三角锁 国家二等控制测量主要采用三角网 国家三 四等控制测量是在二等三角网的基础上布设 三等网的平均边长是8KM 四等网边长一般为2 6KM 三 四等控制测量主要是为地区测图提供首级控制 40 控制测量的主要工作内容 外业和内业 1 依据控制点的用途和作用在测区内踏勘 选点 埋设观测标志 布设控制网 2 进行外业测量工作 3 内业检查观测数据 计算出待定点的平面坐标和高程 并对测量成果进行精度评定 资料整理等 控制测量的常规方法是导线测量 41 导线测量 在地面上选定一系列控制点后 以折线的形式将它们连接起来 测定边长和转折角 然后根据起始数据算出各导线点的坐标 导线测量的常用布设形式 1 附合导线 2 闭合导线 3 支导线 42 附合导线 就是导线起于一个已知控制点 而结束于另一个已知控制点 闭合导线 由一个已知控制点出发 最后仍旧回到这一点 整个路线构成一条环线 支导线 从一个已知点出发 既不附合到另一个已知点 也不回到原来的起始点 43 导线测量的内业计算步骤 附合导线 1 坐标方位角的计算a 角度闭合差 b 角度闭合差的调整和赋值 c 导线各边方位角的推算 2 坐标增量及闭合差的计算和调整分配a 坐标增量的计算 b 闭合差的计算 c 闭合差的分配赋值 3 导线各点的坐标计算 44 控制测量精度要求 45 施工放样测量施工放样也称测设 是根据工程设计图纸上待建的建筑物 构筑物的轴线位置 尺寸及其高程 计算出待建的建 构筑物各特征点 或轴线交点 与控制点 或已建成建筑物的特征点 之间的距离 角度 高差等测设数据 然后以地面控制点为依据将待建的建 构筑物的特征点在实地打桩标识出来以便施工 46 放样的基本内容平面位置放样和高程位置放样 平面位置的放样可归结为角度和长度的放样 放样方法 直接放样法 归化放样法 直角坐标法 极坐标法放样的精度取决于 设计中确定建筑物位置的方法 建筑材料 建筑物之间的相互关系 建筑物用途 施工方法和程序 47 全站仪放样坐标数据步骤1 首先要将全站仪架设在已知的控制点上 然后整平仪器 点击菜单键进入测量模式 在测站设置里面输入测站点坐标 然后输入仪器高 2 输入后视点坐标或者是 后视点角度 然后将棱镜杆放到后视点位上 输入棱角高 仪器照准棱镜中心 然后点击测量 待数据显示则后视完成 48 3 后视完成后在进入放样模式点击放样 进入界面后将放样点的坐标输入 然后就可以进行距离和角度的放样测量 依次将需要放样的点位坐标进行放样并标记记录即可 49 原地貌数据采集 采集开发范围内原地貌数据控制红线范围 应按规划设计用地红线定点定线 采用动态GPS RTK 或全站仪用放样方法确定红线所有拐点 打桩插旗标识明确施工区范围 并观测记录数据 50 碎部点位置选择与密度碎部点即立镜点 也叫地形特征点 起着控制地形地貌的作用 碎部点选择不当所采集数据形成的地形模型就不准确 甚至变形 所以要准确逼真的体现地形地貌形态 正确选择立镜点位置是非常重要 采集碎部点前 观测员和立镜员应观察本测站上能够观测的范围 商定观测路线 应在何处立镜 应注意哪些问题 51 立镜点除正常按确定的距离立镜外 遇到地形特征点 必须立镜观测 也就是凡遇到山丘的顶点 鞍部 谷底的中心点 斜坡的方向和倾斜变换点 山脊 山谷 山脚的转折点和交叉点均应立镜观测 原则上是少而精 我们希望测最少的特征点 而能形成真实的地形模型 52 立镜点的数量则应取决于地貌的复杂程度 通常在地面坡度较整齐平缓 变化不大的地区 立镜点可以少些 而在地面坡度变化大 转折多和地形破碎的情况下 立镜点适当加大密度 土石方量的计算的常用方法 断面法 方格网法 DTM法 等高线法 区域土方量平衡法和平均高程法等 53 方格网法计算对于大面积的土石方估算以及一些地形起伏较小 坡度变化平缓的场地适宜用方格网法 这种方法是将场地划分成若干个正方形格网 然后计算每个四棱柱的体积 从而将所有四棱柱的体积汇总得到总的土方量 采用的方格网间距一般为5米 10米 15米和20米四种 计算软件 南方CASS 54 竣工测量定义 工程竣工后 为编制工程竣工图 决算 对实际完成的各项工程进行的一次全面的测量工作 任务 绘制建筑区竣工后的主体工程及其附属设施的总平面图 1 主体建 构 筑物轮廓点坐标测量 2 室外地坪广场完成面高程测量 3 道路中线 断面测量 55 变形监测变形监测就是利用专用的仪器和方法