第12章-施工測(cè)量原理與方法

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《測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)課件主編張坤宜第十二章施工測(cè)量原理與方法第十三章施工測(cè)量原理與方法學(xué)習(xí)目標(biāo)：明確施工測(cè)量的目的及相應(yīng)的基本要求，掌握施工測(cè)量的三種基本技術(shù)工作原理，掌握地面點(diǎn)的測(cè)設(shè)技術(shù)，明確激光在施工測(cè)量的定向原理和應(yīng)用方法。第一節(jié)概述一、施工測(cè)量的概念1.施工測(cè)量目的。以控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，把設(shè)計(jì)圖紙上的點(diǎn)位測(cè)定到實(shí)地并表示出來(lái)。測(cè)量技術(shù)過(guò)程稱為工程放樣，簡(jiǎn)稱“放樣”，或稱“測(cè)設(shè)”。經(jīng)過(guò)施工測(cè)量表示在實(shí)地的點(diǎn)位稱為施工點(diǎn)，或稱放樣點(diǎn)。2.放樣的基本思想。1)在放樣之前，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)圖上有關(guān)的定位元素；2)必要時(shí)對(duì)定位元素進(jìn)行必要的處理；3)在實(shí)地把擬定的地面點(diǎn)測(cè)設(shè)出來(lái)并在地面上設(shè)立點(diǎn)標(biāo)志。4)檢查放樣點(diǎn)位的準(zhǔn)確性、可靠性。二、施工測(cè)量的精度主要取決于建筑物、構(gòu)造物的設(shè)計(jì)與施工的要求。設(shè)計(jì)與施工要求不同，施工測(cè)量的精度必有差異。鋼結(jié)構(gòu)工程高于混凝土結(jié)構(gòu)工程；裝配式工程高于現(xiàn)場(chǎng)澆灌式工程。高速公路高于普通公路；橋梁工程高于公路工程；隧道工程高于公路工程；特大橋梁高于普通橋梁；長(zhǎng)隧道工程高于短隧道工程。施工測(cè)量的精度最終體現(xiàn)在施工點(diǎn)的精度。施工測(cè)量應(yīng)從工程的設(shè)計(jì)與施工的精度需要出發(fā)，確定與之相匹配的測(cè)量技術(shù)相應(yīng)精度等級(jí)，規(guī)定滿足精度要求的施工測(cè)量方案，使實(shí)地放樣點(diǎn)的精度滿足施工的需要。三、施工控制測(cè)量施工測(cè)量遵循“等級(jí)、整體、控制、檢驗(yàn)”四項(xiàng)原則。整體原則兼顧有工程的全局性和技術(shù)要求的完整性。施工控制測(cè)量是施工測(cè)量的工作基礎(chǔ)，必須從整體原則出發(fā)，盡量實(shí)現(xiàn)多用性和有效性。多用性，在全局意義上，施工控制測(cè)量的建立應(yīng)滿足工程設(shè)計(jì)及其施工過(guò)程測(cè)量所確定的要求，盡量避免重復(fù)控制測(cè)量。有效性，施工控制測(cè)量所建立的控制點(diǎn)點(diǎn)位無(wú)損可靠，便于應(yīng)用，點(diǎn)位參數(shù)準(zhǔn)確符合應(yīng)用需要。施工控制測(cè)量是工程建設(shè)的重要前期工作，是高速度、高精度、高質(zhì)量的重要保證。四、施工測(cè)量的工作要求1.緊密結(jié)合施工的連續(xù)進(jìn)程。1)熟悉設(shè)計(jì)圖紙，懂得設(shè)計(jì)思路。2)檢查圖紙數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。3)了解施工計(jì)劃安排，協(xié)調(diào)測(cè)量施工關(guān)系，落實(shí)施工測(cè)量工藝。

2.熟悉現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。1)核查或檢測(cè)有關(guān)的控制點(diǎn)，確認(rèn)點(diǎn)位準(zhǔn)確可靠。2)查清工地范圍的地形地物狀態(tài)。3)熟悉施工的進(jìn)展?fàn)顩r。4)熟悉施工環(huán)境，避免施工影響，及時(shí)完成施工測(cè)量。3.加強(qiáng)測(cè)量標(biāo)志管理，注意恢復(fù)受損測(cè)量標(biāo)志。第二節(jié)放樣的基本工作一、角度放樣設(shè)計(jì)圖中A、B為已知點(diǎn)，AB是已知方向，AP方向是設(shè)計(jì)的方向線，∠BAP已知值為β。1.一般方法：1)實(shí)地已知點(diǎn)A安置經(jīng)緯儀，盤左瞄準(zhǔn)已知方向B點(diǎn)目標(biāo)，從經(jīng)緯儀讀數(shù)窗讀數(shù)βo。一般配置為0°。2)撥角，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使角度讀數(shù)為βo+β。此時(shí)望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸指向AP的既定方向。撥角(1)啟動(dòng)水平制動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部;(2)角度讀數(shù)接近βo+β時(shí)制動(dòng)水平制動(dòng);(3)啟動(dòng)水平微動(dòng),使角度讀數(shù)為βo+β精確值.一、角度放樣3)按望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸指定的方向的地面上設(shè)立標(biāo)志。

(1)從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)可見定點(diǎn)人員的落點(diǎn)動(dòng)作，(2)及時(shí)應(yīng)指揮落點(diǎn)位置應(yīng)在望遠(yuǎn)鏡十字絲縱絲上。

(3)通常在地面落點(diǎn)位置上釘上木樁(木樁移到望遠(yuǎn)鏡十字絲縱絲方向上)，在木樁的頂面標(biāo)出AP的精確方向。

2.方向法角度放樣：1)按一般方法完成待定方向AP的設(shè)置，此時(shí)P用P’表示。2)經(jīng)緯儀以盤右位置瞄準(zhǔn)B點(diǎn)目標(biāo)，獲得盤右觀測(cè)值+180。3)按一般角度放樣基本步驟2)使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸以+180+指向AP方向，同時(shí)按指定的方向在實(shí)地標(biāo)出AP方向的標(biāo)志P"。4)取P'、P"的平均位置，即P作為AP方向的準(zhǔn)確標(biāo)志。

3.改化法角度放樣：1)上述二法角度放樣指定AP方向之后，再利用經(jīng)緯儀對(duì)∠BAP進(jìn)行多測(cè)回觀測(cè)，獲得多測(cè)回平均值。2)計(jì)算，即

3)概量AP的長(zhǎng)度d，求指定方向P的改正距e(如圖13.4)，即

4)按改正距e移動(dòng)P到PO點(diǎn)，確定AP的精確方向?yàn)锳PO。

4.按已知方向精確定向：1)目估法定線C'點(diǎn)。概量AC'=S1，BC'=S2。2)測(cè)量∠AC'B=β。3)計(jì)算ΔC，根據(jù)圖13.5可推證得４)按ΔC把C'移至C點(diǎn)，則C點(diǎn)就在AB方向上。二、距離放樣1.一般水平距離放樣A是已知點(diǎn)，P是AB方向上的待定點(diǎn)，設(shè)計(jì)擬定平距AP=D。實(shí)地P點(diǎn)未知。1)實(shí)地以鋼尺長(zhǎng)度D沿AB方向定P點(diǎn)。以鋼尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)，拉緊鋼尺(100N左右)，在長(zhǎng)度D處的地面上定P點(diǎn)位置。2)檢驗(yàn)丈量，即用鋼尺丈量AP的長(zhǎng)度，檢驗(yàn)AP=D？。2.傾斜地面的距離放樣1)按式(13-5)求，2)按沿AB方向丈量P點(diǎn)。此時(shí)得到的P點(diǎn)就是B點(diǎn)，其AB的平距長(zhǎng)度等于S。3.鋼尺精密距離放樣鋼尺精密距離放樣原理：根據(jù)鋼尺精密量距原理而來(lái)。設(shè)計(jì)上的平距S，按鋼尺精密量距原理，S滿足下式精密丈量的實(shí)際長(zhǎng)度D為鋼尺精密距離放樣的方法：1)計(jì)算參數(shù)D，2)以100N的拉力在實(shí)地精密放樣D的長(zhǎng)度。

4.光電測(cè)距一般跟蹤放樣法1)準(zhǔn)備：安置測(cè)距儀(或全站儀)，丈量測(cè)距儀儀器高i，反射器安置與測(cè)距儀同高。2)跟蹤測(cè)距。測(cè)距儀瞄準(zhǔn)反射器，啟動(dòng)測(cè)距儀的跟蹤測(cè)距按鈕，觀察測(cè)距儀的距離顯示值d‘，比較d’與設(shè)計(jì)擬定值d的差別，指揮反射器沿AB方向前后移動(dòng)。3)精確測(cè)距。當(dāng)d'比較接近d值時(shí)停止反射器的移動(dòng)，測(cè)距儀終止跟蹤測(cè)距功能，同時(shí)啟動(dòng)正常測(cè)距功能，進(jìn)行精密的光電測(cè)距，記下測(cè)距的精確值d"。4)調(diào)整反射器所在的點(diǎn)位。

5.光電測(cè)距精密跟蹤放樣原理：光電測(cè)距成果處理公式，設(shè)計(jì)擬定的光電測(cè)距平距可表示為測(cè)距儀放樣長(zhǎng)度D為方法：1)安置測(cè)距儀器、反射器。2)根據(jù)測(cè)距儀器的功能輸入加常數(shù)K、加常數(shù)R。3)選擇儀器平距顯示方式。4)啟動(dòng)跟蹤測(cè)距功能，觀察平距顯示值，檢核與設(shè)計(jì)值S的差值。5)指揮前后移動(dòng)反射器，直至平距顯示值等于設(shè)計(jì)值S為止。三、高差放樣1.水準(zhǔn)測(cè)量法高差放樣1)安置水準(zhǔn)儀，觀測(cè)A點(diǎn)的標(biāo)尺獲得后視讀數(shù)；2)計(jì)算前視讀數(shù)b；3)水準(zhǔn)儀觀測(cè)前視尺，指揮調(diào)整標(biāo)尺的高度，使標(biāo)尺上的前視讀數(shù)等于上述計(jì)算值b；4)沿前視尺底面標(biāo)劃?rùn)M線,稱為標(biāo)高線。

2.水準(zhǔn)測(cè)量法大高差放樣1)水準(zhǔn)儀在1處觀測(cè)后視讀數(shù)及前視讀數(shù)b1。2)水準(zhǔn)儀在2處觀測(cè)后視讀數(shù)。3)計(jì)算前視讀數(shù)b2。4)水準(zhǔn)儀在2處觀測(cè)前視尺，指揮調(diào)整標(biāo)尺的高度，使標(biāo)尺上的前視讀數(shù)等于計(jì)算值b2。5)沿前視尺的底面標(biāo)出B的位置。

3.用全站儀進(jìn)行高差放樣：1)儀器安置于測(cè)站，反射器安置于B處附近；量取儀器高及反射器高。2)計(jì)算放樣高差。

3)放樣準(zhǔn)備。(1)儀器高及反射器高存入儀器存儲(chǔ)器;(2)選擇儀器的顯示方式。顯示高差和鏡站高程。4)高差放樣。(1)轉(zhuǎn)動(dòng)全站儀瞄準(zhǔn)反射器；(2)啟動(dòng)測(cè)距按鈕，觀察顯示高差和鏡站高程；(3)跟蹤測(cè)量，觀察顯示高差和鏡站高程;(4)升降反射器，使顯示滿足高差放樣結(jié)束。第三節(jié)地面點(diǎn)平面位置的放樣方法一、直角坐標(biāo)法利用點(diǎn)位之間的坐標(biāo)增量及其直角關(guān)系進(jìn)行點(diǎn)位放樣1.實(shí)地直角坐標(biāo)系的建立。2.確定點(diǎn)在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。待定點(diǎn)P與A點(diǎn)的坐標(biāo)增量Δx、Δy在坐標(biāo)系中便是。3.放樣P點(diǎn)。1)沿AB丈量Δy得Py；2)在Py安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)A點(diǎn)并撥角90°；3)沿視準(zhǔn)軸方向丈量Δx得P點(diǎn)的位置；4)實(shí)地定點(diǎn)P。應(yīng)用：連點(diǎn)多測(cè)

二、極坐標(biāo)法利用點(diǎn)位之間的邊長(zhǎng)和角度關(guān)系進(jìn)行放樣的方法。A、B是已知點(diǎn)，P是設(shè)計(jì)的待定點(diǎn)。設(shè)計(jì)上已知AP的水平距離S和角度∠BAP=β。1.在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，按角度放樣在實(shí)地標(biāo)定AP方向線的騎馬樁P1、P2，其中AP1<S<AP2。2.沿AP1、AP2方向丈量AP=S，實(shí)地定P點(diǎn)的位置。極坐標(biāo)法的放樣參數(shù)可利用設(shè)計(jì)上的點(diǎn)位坐標(biāo)換算得到。極坐標(biāo)法是以放樣角度提供量距方向的定點(diǎn)方法，習(xí)慣上又稱為偏角法。應(yīng)用：一站多測(cè)

三、角度交會(huì)法利用點(diǎn)位之間的角度關(guān)系進(jìn)行點(diǎn)位放樣的方法。1.在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，以AB為起始方向，以360°-α撥角放樣AP方向，定騎馬樁A1、A2。2.在B點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，以BA為起始方向，以β?lián)芙欠艠覤P方向，定騎馬樁B1、B2。3.利用A1A2、B1B2相交于P點(diǎn)，實(shí)地設(shè)P點(diǎn)標(biāo)志。四、距離交會(huì)法利用點(diǎn)位之間的距離關(guān)系進(jìn)行點(diǎn)位放樣的方法。1.以A點(diǎn)為圓心，以S1為半徑畫弧線A1A2;2.以B點(diǎn)為圓心，以S2為半徑畫弧線B1B2;3.利用弧線A1A2、B1B2相交于P點(diǎn)，實(shí)地設(shè)P點(diǎn)標(biāo)志。五、角邊交會(huì)法六、全站坐標(biāo)法利用點(diǎn)位設(shè)計(jì)坐標(biāo)以全站測(cè)量技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)位放樣的方法。全站坐標(biāo)法的放樣技術(shù)要點(diǎn):利用全站測(cè)量技術(shù)，測(cè)量初估點(diǎn)位，把直接得到點(diǎn)位的坐標(biāo)與設(shè)計(jì)點(diǎn)位坐標(biāo)比較，二者相等則定初估點(diǎn)位為測(cè)設(shè)的點(diǎn)位。第四節(jié)激光定向定位原理與方法從放樣技術(shù)中可知，經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸是定向定位的指示方向線。可以設(shè)想，如果視準(zhǔn)軸是一條可見的精細(xì)光線，那么人們可以方便地根據(jù)可見光線確定放樣的位置。

一、激光定向定位原理原理實(shí)質(zhì)：把紅色激光束引入望遠(yuǎn)鏡，使之在十字絲交點(diǎn)處沿著視準(zhǔn)軸的方向射出，精細(xì)紅色的可見激光線成為視準(zhǔn)軸的標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)視準(zhǔn)軸定向定位的直接可見性。激光器與測(cè)量?jī)x器的結(jié)合形式便有激光經(jīng)緯儀、激光水準(zhǔn)儀、激光鉛直儀(應(yīng)用于垂直指向)、激光對(duì)中器(應(yīng)用于經(jīng)緯儀、全站儀等)器具的名稱。二、激光經(jīng)緯儀應(yīng)用的一般方法1．以激光定向定位的一般方法1)準(zhǔn)備。激光關(guān)。2)瞄準(zhǔn)。瞄準(zhǔn)目標(biāo)；開電源，激光發(fā)射；開位置，激光射出。3)落點(diǎn)。望遠(yuǎn)調(diào)焦，激光點(diǎn)聚焦；定點(diǎn)。4)收測(cè)。2.激光經(jīng)緯儀激光垂直定向方法:1)準(zhǔn)備。安置儀器，儀器裝上彎讀數(shù)管、彎管目鏡；安置靶板。2)瞄準(zhǔn)。盤左縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，豎盤水準(zhǔn)氣泡居中，在讀數(shù)窗得讀數(shù)90°；開激光電源，激光開位置，激光射出。3)落點(diǎn)。4)轉(zhuǎn)向(4次)落點(diǎn)。5)四點(diǎn)平均位置為最后垂直定向的位置。激光天頂儀激光天頂儀的應(yīng)用方法：1．安置激光天頂儀。在工程控制點(diǎn)上，安置三角架，對(duì)中整平。安裝激光目鏡，連接蓄電池、控制器。2．安置靶板。靶板是一個(gè)透明板，水平固定在建筑物的適當(dāng)位置，板面對(duì)著激光天頂