《工程测量》-第6章第3节-变形监测网

学期授课教案20XX—20XX学年度第X学期课程编号课程名称工程测量学分/学时2学时授课专业授课班级任课教师2024年8月-2-教学设计项目/章节第3节变形监测网专业XXXX教师XXXX教学名称变形监测网的组成班级XXXX时间XXXX授课形式以班级为单位进行讲授，板书和PPT相结合课时2课时地点XXXX学情分析学生已经开始进入变形监测的学习，理论上，对变形监测的定义、作用、特点以及变形监测精度确定等内容有足够的理解，具有一定的知识储备，但学生学习不积极，课后很少主动复习，对前面知识掌握效果不理想。依以往上课经验，该部分学生课堂学习氛围不佳，需通过多种方式调动课堂气氛。教学任务通过本节学习，学生掌握变形监测网构成、垂直位移监测网网和水平位移监测网中基准点、工作基点和监测点的结构特点及布置原则。教学目标技能目标1.能根据变形监测精度，结合工程实际，完成工程建筑物监测方案的设计和制定；2.能根据变形观测方案，完成基准点、工作基点和监测点的布设；知识目标掌握工程建筑物变形监测网的构成及监测网中各类点的布设原则素质目标1.提高学生对工程建筑物结构认识，培养工作安全责任意识；2.培养学生吃苦耐劳、拼搏争先的精神和团队协作能力教学策略教学重点及解决措施垂直位移监测网网和水平位移监测网中基准点、工作基点和监测点的分布特点及布置原则教学难点及解决措施难点：监测网的布设原则措施：引入工程案例及图片，让学生对各类点构成及布设位置有个直观认识。教学组织班级授课√实训教学分组教学个别教学协作教学现场教学教学过程实施流程导图回顾上节课所讲知识新知识导入（监测点、工作基点、基准点、）布设位置特点监测网的组成垂直位移监测网中监测点、工作基点、基准点的结构和布设水平位移监测网中监测点、工作基点、基准点的结构和布设教学活动实施教学步骤与内容备注一、回顾上节课所讲知识：（10分钟）变形监测的定义、内容、特点；变形监测的精度的确定方法；二、变形监测网（一）网的组成基准点：通常埋设在变形影响范围之外，尽可能使它们工作基点：是基准点和变形监测点之间的联系点。它们与基准点联系构成绝对网（或基准网）。绝对网复测间隔时间较长，用来测量工作基点相对于基准点的变形量，这一变形量一般来说较小。变形监测点：直接埋在建筑物上和建筑物一起移动，用它们的坐标变化来反映建筑物空间位置的变化。（二）垂直位移监测网地面垂直位移：指地面沉降或上升，其原因除了地壳本身的运动外，主要是人为造成的。建筑物垂直位移观测：是测定基础和建筑物本身在垂直方向上的位移。1.垂直位移观测基准点的布置在城市建筑区因受到周围环境的影响，不一定能组成图标准图形，这时可根据具体情况做出选择，但必须设置一个到三点距离相等的固定测站，而且与三点的距离应在允许的视距范围以内。2.垂直位移观测基准点的构造与埋设水准基点应埋设在工程建筑物所引起的变形影响范围之外，尽可能埋设在稳定的基岩上。3.垂直位移观测工作基点的构造与埋设工作基点的标石，可按点位的不同要求选埋浅埋钢管水准标石、混凝土普通水准标石或墙脚水准标石等。工作基点埋设时，与邻近建筑物的距离不得小于建筑物基础深度的1.5～2.0倍。4.垂直位移监测点的标志与埋设垂直位移监测点的选择是一个多学科的综合课题。点位的分布既要均匀，又要保证重点部位（最可能发生最大变形及危险性变形的部位）有监测点，使监测点的布设方案能比较完全地显示出建筑物的变形特征。监测点埋设原则①应有足够的数量，以便测出整个基础的沉降、倾斜与弯曲，并且能够绘出等沉降值曲线②应考虑建筑物的规模、型式和结构特征，埋设在能够准确反映建筑物沉降的特征点位置③监测点应与建筑物紧密地结合在一起，确保监测点的沉降能准确反映建筑物沉降④应便于观测、能长久保存，应尽量保证在整个变形监测期间不受损坏（三）水平位移监测网1.水平位移监测网主要任务是测定工程建筑物的水平位移。对于大中型工程建筑物，可以分级布网，即由基准点和工作基点组成控制网，由水平位移监测点及所联测的工作基点组成扩展网；对于中小型建筑物水平位移监测，可将基准点连同监测点按单一层次布设。2.控制网可采用测角网、测边网、边角网或导线网或GPS网；扩展网和单一层次布网可采用角交会、边交会、边角交会、基准线或附合导线等形式。各种布网均应考虑网形强度，长短边不宜悬殊过大。3.每一测区的基准点不应少于2个，每一测区的工作基点亦不应少于2个。（1）水平位移监测基准点的标志与埋设1）混凝土观测墩a.对中螺旋装置最简单的方法是在观测墩(或金属圆盘)的中心插上一根铁杆，露出墩面的一部分加工成公螺旋，其直径应根据观测用的仪器脚架的中心螺旋来设计。在观测时可直接把仪器旋上而无需对中。b.点，线、面式对中装置它是一只对中盘，盘上有三个小金属块，分别是点、线、面。“点”是金属块上有个圆锥形凹穴，脚螺旋尖端放上去后不可移动；“线”是金属块上有一线形凹槽，脚螺旋尖端在凹槽内可以沿槽线移动；第三块是一个平面，脚螺旋尖端在上面有二维自由度。当脚螺旋间距与这三个金属块间距大致相等时，仪器可以在对中盘上精确就位。c.三叉式对中装置它也是一个对中盘，盘上铣出三条辐射形凹槽，三条凹槽夹角为120°经纬仪要在这种盘上对中前也必须先把基座的底板卸掉。三只脚螺旋尖端在三条凹槽中安放好后，经纬仪就在对中盘上定位了。这种对中盘的优点是适用于脚螺旋间距不同的仪器。考虑到脚螺旋尖联线通常不会是严格的正三角形，仪器旋转轴也不一定通过基座三只脚螺旋尖的重心。因此仪器旋转轴可能不通过平面标志中心，产生偏心差。所以实际工作中要在测好1/3测回数后把基座旋转120°。测好2/3测回后再把基座旋转120°，这样做后在各测回观测值的平均数中将不会有偏心差。d.球、孔式对中装置固定在观测墩上的对中盘上有一个圆柱形的对中孔，另有一个对中球(或圆柱)通过螺纹可以旋在基座的底板下。对中球外径与对中孔的内径相匹配。旋上对中球的测量仪器通过球、孔接口，可以精确地就位于对中盘上。考虑到经纬仪旋转中心不一定通过对中球的中心，即对中球可能偏离仪器旋转轴一小段距离，所以球放入孔内后仪器旋转轴可能偏离对中孔中心即平面标志的中心。为了消除这一偏心误差的影响，必须在测好一半测回以后把基座连同对中球拔出，旋转180°后再放入，然后再观测另一半测回。对中盘上有压板及压板螺丝，用它可以压住基座下的弹性压板，从而使仪器的稳定性大大增加。2)倒锤装置倒锤装置是一种埋设较深、稳定性很好的平面标志。此法是将一根不锈钢丝的根部埋设在建筑物基础深层基岩内，顶端根据浮体原理，用液体支承特钢的浮筒(或称浮子)，将锚固在基岩中的不锈钢丝拉紧，成为一条顶端自由的垂线，当浮筒稳定时，不锈钢丝便成为一条铅垂线。当倒锤线埋于深层可靠的基岩时，它可作为基准点来测定工程建筑物的绝对位移。（2）照准标志照准标志应具有明显的几何中心或轴线，并应符合图像反差大、图案对称、相位差小和本身不变形等要求（包括每个环节的教学内容、教师活动、学生活动、信息化手段及作用、设计意图等内容）教学评价1.本节课堂氛围轻松活跃，积极调动了大、中专学生（授课对象）学习的积极性；2.课程设置合理，深浅知宜，提问问题多，教学效果好，且授课内容新颖，独到，有自己的特色，能很好的启发、带动学生的思维；3.立意新，大大地启发了学生的创造性思维，在师生互动方面，避免了老师单纯讲，学生单纯听的教学固有模式，打破常规，使学生参与到了课堂当中。板书设计工作基点绝对网次级网垂直位移监测网基准点监测点监测网组成工作基点的构造与埋设监测点的构造与埋设基准点布置与埋设工作基点绝对网次级网垂直位移监测网基准点监测点监测网组成工作基点的构造与埋设监测点的构造与埋设基准点布置与埋设(实验)实训任务本节无实训任务作业、讨论、思考题1.什么叫监测点、工作基点、基准点？三者之间有何关系？2.什么叫垂直位移观测？垂直位移观测基准点布置有何要求？常见的垂直位移基准点有哪些？3.垂直位移监测点埋设原则有哪些？点位埋设时有何要求？4.什么叫水平位移观测？常见的水平位移基准点有哪些？教学反思本节课整体进行顺利，且师生互动较为丰富，学生对变形监测网基础知识的掌握相对较好，但在教学过程中有以下几