任务3-2几何水准测量教学教案.

1、高速铁路施工测量课程名称高速铁路施工测量项目3高程测量任务：3-2几何水准测量授课班级任课教师系别学校名称授课教师:项目项目3：高程测S任务3-2几何水准测量授课班级授课时间8h授课类型理实一体课周次学时6h授课课程：高速铁路施工测量第I贞共13贞会开展三四等和等外水准测*教学目的会三角高程测会水准仪的检验与应教学重点和难点二、三四等水准测量的步骤和计算。二、三四等水准测量的步骤和计算DS3水准仪12台；电子水准仪4台工程测量概论西安地图出版社 李孟山主编；教具及教材（参考书）工程测量规范；测量基础中国铁道出版社张晓雅李笑娜主编 铁路工程测星规范TB 10101-2009 J961-2009中

2、国铁道岀版社出版。教学方法项目教学法教学手段教学做一休教学主要内容1.二Z四、等外水准测量的实施方法；2.二三四、等外水准测量的数据处理方法及精度评定；3 影响水准测量的因素及淌减办法。教学过程设计工作过程时间工作任务教学组织媒介教师学生1.结合班级学生学习状1.组长召集小组成员,布置小况划分任务学习小组（建组分工；议6人一组）设组长 V ；2.课前以小组为单位.通过网2.首先结合教学录像.让络、讲义、规范、案例、思学生认识二、三、四等及考、讨论、督促' 预习如下内等外水准测的实施过程及容：规范要求（课外2h）；等外水准测呈实施过程及要3.结合本节任务给学生下求；课内熟悉水准发知识关键

3、点，使学生通-四等水准测呈实施过程及案例、仪的操作规范、构思4h.课外4h及使用方过网络、讲义、案例、讨要求；讲义、法论对关键知识点初步了解二等水准测呈实施过程及要PPT（课外2h）;求。4.每个小组简要汇报对知3.小组组长汇报对知识关犍点识点了解情况（课内：学习情况；20m）;4.结合二、四等及等夕卜水准实5 .结合小组;Dg情况以及习任务，通过教师讲解、答疑、施工企业测设圆曲线加缓讨论达到如下要求：和曲线作业方法，主要讲会开展二、三、四等及等外解如下知识点:水准测工作任务几何水准测量第5贞共13贞会以小组设计实施评价课内4h课外：l6h课外6h为单位开展二、三四等及等外水准测量。等外水准测

4、臺；（课内熟悉二、三、四等及等外水30m)准测的实施技术规定三四等水准测呈;（课内熟悉水准仪使用的注意事80m);项；二等水准测fi;（课内60m)学生思考、讨论提岀问题并讲解（课内20m）&通过提问、测验评价学生学习效果（课内30m）,1.在校内实训场开展二、1.以小组为单位，在老师的指三、四等及等外水准测导下，开展_、四等及等外水2.解决学生实习中遇到的准实习问题；2.结合学习视频等材料一一实施就以下彳£完成闭合等外水准测畳珍完成闭合四等水准测量任务完成符合二等水准测i任案例、规范评价以学生为主体.以测量成果是否符合测量规范要求为依据,兼顾学生在项目实施过程中的表现.知识

5、事握的程度及在小组中所起的作用综合评定。具体分值如下:成果评定 根据学生测量过程的熟练程庚 < 测量过程精康评走成绩,占50%。学生自评学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现逬行自评,占10%,根据工作表现,发挥的作用，协作精神等小组成员互评,占15%,教师评价根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神,职业道德等进行评走；根据项目实施过程每个环节及结果经逬行评定；根据实习报告质呈逬行评走；综合以上评价,占25%。教案正文水准测量的方法备注第5贞共13页2.4水准测量的方法24.1水准路线的形式ft血(C)he(a)图222水准测量的任务，是从已知高程的水准点开始测量尖他水准点或地面点的高

6、程。测量前应根据要求布苣并选定水准点的位置，埋设好水准点标石，拟企水准测量进行的路线。水准路线有以下几种形式:1附合水准路线是水准测量从一个高级水准点开始，结束于另一高级水准点的水准路线。这种形式的水准路线，可使测量成果得到可靠的检核图222(a)。2闭合水准路线 是水准测量从一已知高程的水准点开始，最后又闭合到起始点上的水准路线。这种形式的水准路线也可以使测量成果得到检核图 2-22(b)ohl3水准支线是由一已知髙程的水准点开始，最后既不附合也不闭合到已知高程的水准点上的一种水准路线。这种形式的水准路线由于不能对测量成果自行检核.因此必须进行往测和返测，或用两组仪器进行并测图2-22(0O

7、BIA4水准网 当几条附合水准路线或闭合水准路线连接在一起时，就形成了水准网(图2-23)0水准网可使检核成果的条件增多，因而可提高成果的精度。水准网中单一水准路线相互连接的点称为结点。如图2-23(a)中的点4和图2-23(b)中的点1、点2、点3和图2-23(c)图 2-232-4.2水准测的施测方法BM3第14贞共13贞1-将水准尺立于已知高程水准点A上，作为后视。图 2-24测点后视读数前视读数商差备注+A122948,703巧=48.703TPiL59613880.159TP：L564L4450.151表21水难测#手簿水准测量施测方法如图224所示，图中A为已知高程的点，B为待求髙

8、程的点。2将水准仪安置于水准路线适当的位置，在施测路线的前进方向上适肖的位置处立尺垫（如TP1）,并将尺垫踩实放好，在尺垫上竖立水准尺作为前视。水准仪到两根水准尺 的距离应基本柑等，仪器到水准尺的距离不得大于100m。将仪器粗平后，瞄准后尺，消除视差，精平，读取中线读数，记入观测手簿（见表2-1 )o4调转水准仪，瞄准前尺，消除视差，精平，读取中线读数，记人观测手簿。并根据记录的读数讣算高差，h, = a, -h, =-OJ59zHo5将仪器搬至第二站，第一站的前尺不动，变成第二站的后尺，第一站的后尺移到前而适当的位置作为第二站的前尺，按第一站相同的观测程序进行笫二站测量。6.依次沿水准路线前

9、进方向观测，宜到待求高程点B完毕。观测所得每一读数应立即记入手簿（表2-1 ）o根据公式后视读数减前视读数il算两点间高差，记入高差栏内。各测站所得的高差代数和就是从起点A到终点B总的高差。终点B的高程等于起点A的高程加上A、B间的高差。因为测量的目的是求B点的奇程， 所以各转点的高程不需il 算。TPjL450L2640.300TP4L591L6220.172BL5570,03448.85727.4307,2760.4850331计算检核D 2? = 0154D = 0154Hr-Ha =0.1542,4.3水准测的检核为了保证水准测量成果的正确可靠，对水准测量的成果必须进行检核。检核方法有

10、计算 检核、测站检核和水准路线检核:1 计算检核在毎一测段结束后或手簿上毎一页之末，必须进行计算检核0式（2-5）说明了两点的 高差等于连续各段高差的代数和，也等于后视读数之和减去前视读数之和。此式可作为计算 检核之用。如表2J中:D=刃=H终-H始(2-8)如不相等，则汁算中必有错误，应进行检査。但这种检核只能检査il算工作有无错误, 并不能检査出测量过程中如观测和记录等环节所发生的错误。2测站检核为防止在一个测站上发生错误而导致整个水准路线结果的错误，可在每个测站上对观测 结果进行检核，方法如下:（1）两次仪器高法：在每一测站上用两次不同仪器高度的水平视线（改变仪器高度应在 10cm以上）

11、来测崔相邻两点间的奇差：如果两次奇差观测值不相等，对图根水准测量，其差的绝对值应小于5mm,则认为符合要求，并取其平均值作为最后结果，否则应重测。（2）双而尺法：是指不改变仪器的高度，而立在前视点和后视点上的水准尺分別用黑而和红而各进行一次读数，测得两次高差，柑互比较进行检核.若同一水准尺红而与黑而读数（加常数后）之差，以及两红而尺高差与黑面尺高差之差，均在容许值范围内，则取其平均 值作为该测站观测高差。否则，需要检査原因，重新观测。3成果检核测站检核只能检核单个测站上的观测精度和计算。对于整条水准路线来讲，由于温度、 风力、大气折光及立尺点变动等外界条件引起的误差和尺子倾斜、估读误差及水准仪

12、本身的 误差等原因，即使在单个测站上成果是合格的，但整条水准路线累枳的结果将可能超过容许 的限差0因此，还须进行整条水准路线的成果检孩，即将观测结果和理论值相比较。成果检核的方法随着水准路线布设形式的不同而不同。(1)附合水准路线的成果检核为使测量成果得到可靠的检核，最好把水准路线布设成附合水准路线。对于附合水准路线，理论上在两己知高程水准点间所测得各站高差之和应等于起迄两水准点间高程之差。R卩 工h = H终一H始如果它们不能相等，英差值称为高程闭合差用人表示0所以附合水准路线的高程闭合差f严为h-W终一 HQ 高程闭合差的大小在一世程度上反映了测量成果的质量。(2-9)(2)闭合水准路线的

13、成果检核在闭合水准路线上亦可对测量成果进行检孩。对于闭合水准路线，因为它起迄于同一个点，所以理论上全线各站高差之和应等于零。即如果高差之和不等于零，则其差值即"就是闭合水准路线的高程闭合差。R卩(2-10)(3)水准支线的成果检核水准支线必须在起终点间用往返测进行检孩。理论上往返测所得高差的绝对值应相等,但符号相反，或者是往返测高差的代数和应等于零。即工俎=-工如如果往返测奇差的代数和不等于零，其值即为水准支线的高程闭合差。即(2-11) 有时也可以用两组并测来代替一组的往返测以加快工作进度。两组所得高差应相等，若不等，其差值即为水准支线的高程闭合差。故(2-12)闭合差的大小反映了

14、测量成果的精度。在各种不同性质的水准测量中，都规定了髙程闭合差的限值即容许高程闭合差，用办容表示。在工程测量规范GB50026中地形测量的图根控制测量容许高程闭合差为:平地：人容=±40jZ(""")山地：办容=± 1 2y/n (""")高程控制测量五等水准的容许高程闭合差则为：(2-13)平地fh 容=±307Z(z?wi)(2-14)式中L为附合水准路线或闭合水准路线的长度，在水准支线上，L为测段的长，均以公里为单位，n为测站数。当实际闭合差小于容许闭合差时，表示观测精度满足要求，否则应对外业资料进

15、行检査,甚至返工重测2, 4. 4闭合差的分配和高程的计算当高差闭合差在容许值范用内时，要对闭合差进行调整，求出改正后的高差，最后求出待定水准点的髙程。以下就几种布设形式的水准路线的计算方法做一下介绍:1 附合水准测量路线的成果计算按图根水准测量的方法测得各测段的观测高差和水准路线的长度如图2-25所示,BM-A. BM-B为已知高程的水准点，1、2、3为待定髙程的水准点。高差闭合差的调整及齐点高程的讣算列于表22中。图225附合水准路线图测段点号路线长度(km)测站数实测商差(m)改正数(mm)改正后商差(m)商程(m)1BM-A19+1.2389+ L24756.788158.035222

16、-0,467100.457257.57832.4+2.76511+2.77636035442.6-L66812-L656BM-B58.698£9.1+ L868+42+ L910辅助 讣算fh = -42 Ilin 齐容=±40a/9 = ±120nim 人 < 办容表22附合水准路线成果il算表(1)髙差闭合差的讣算由式（2-9）：人=/?-（/ 一丹片）=1868 （5&698 -56788） = -42,«» 按平地图根水准测量的精度要求计算高差闭合差容许值为：办容=±40a/ = ±121mm A|&l

17、t; Avf，精度符合要求。（2）高差闭合差的调整当实际的髙程闭合差在容许值以内时，可把闭合差分配到齐测段的高差上。闭合差分配的原则是将闭合差以相反的符号根据测站数或水准路线的长度成比例分配到各测段的髙差上。各测段髙差的改正数用公式表示为:(2-15)(2-16)式中V/分配给第/测段高差上的改正数:分别为齐测段路线之长和测站数:ZL，D分别为水准路线总长和测站总数。如表22中，第BMa1段的改正数为:-42V- -X 1.9 = 9mm'9各段改正数的总和应与高差闭合差的大小相等且符号相反，如果绝对值不等则说明il 算有误。每测段的实测高差加相应的改正数便得到改正后的高差值。（3）待

18、泄点高程的计算根据检验过的改正后奇差，由起点BM-A开始，逐点计算出各点的高程，最后算得的BM-B点高程应与已知值相等，否则说明高程的汁算有误。2 闭合水准测量路线的成果计算闭合水准路线的高差闭合差按式（210）计算，若闭合差在容许值范用内按与上述相同的方法调整闭合差并计算高程。3支水准测量路线的成果计算支水准路线的高差闭合差按式（211）或（2J2）计算，若闭合差在容许值范用内，应将闭合差按相反的符号平均分配在往测和返测的实测高差值上。【例21】在A、B间进行往返水准测量，已知HA=44334 m, 2h往=+0078nK Eh返=-0086m. A、B间路线长L=L6 km.求改正后B点的髙程（按图根水准测量精度要求计算）。第II贞共13贞【解】根