測設(shè)的基本工作

1、測量學(xué) 第九章,測設(shè)的基本工作 王國輝、馬莉編 本 章 要 點(diǎn) 1、測設(shè)的基本工作； （重點(diǎn)） 2、點(diǎn)的平面位置的測設(shè)。（重點(diǎn)） 3、測設(shè)資料的計(jì)算。 （難點(diǎn)）,2,本章主要介紹： 測設(shè)的基本概念； 水平距離、水平角和高程的測設(shè)； 點(diǎn)的平面位置的測設(shè)方法以及已知坡度直線的測設(shè)。,3,目 錄,第一節(jié) 水平距離、水平角和高程 第二節(jié) 點(diǎn)的平面位置的測設(shè) 第三節(jié) 已知坡度直線的測設(shè),4,測設(shè)： 將設(shè)計(jì)圖紙上擬建的建（構(gòu)）筑物的特征點(diǎn)（如軸線的交點(diǎn)）在地面標(biāo)定出來，以便施工。 測設(shè)的基本工作： 測設(shè)已知的水平距離、已知水平角和已知高程。,91 水平距離、水平角和高程的測設(shè),5,一. 測設(shè)已知水平距離,

2、1.一般方法 測設(shè)已知水平距離: 從地面上一已知點(diǎn)開始，沿已知方向按給定的長度在地面上測設(shè)出另一端點(diǎn)的位置。 為了校核起見，應(yīng)進(jìn)行丈量兩次。 若相對(duì)誤差在允許范圍（一般為1/2000）內(nèi)，則取其平均值作為最終結(jié)果。,2.精確方法 當(dāng)測設(shè)精度要求較高時(shí)，應(yīng)按鋼尺量距的精密方法進(jìn)行測設(shè)。測設(shè)方法有兩種直接法，間接法；,6,此法適用于測設(shè)長度不足一整尺距離，但所用鋼尺應(yīng)有尺長方程式。 1）測出兩點(diǎn)間的高差h和鋼尺的溫度t； 2）計(jì)算出在實(shí)地測設(shè)的名義長度D：詳見后頁,（9-1）,（1）直接法,式中: D 需要測設(shè)的水平距離； ld 尺長改正數(shù)； lt 溫度改正數(shù)； lh 傾斜改正數(shù)。 3）用標(biāo)準(zhǔn)拉力

3、在給定方向上測設(shè)名義長度D，則得到設(shè)計(jì)距離D。,7,2）計(jì)算出在實(shí)地測設(shè)的名義長度D（直接法）,尺長改正數(shù)： l0是鋼尺的名義長度;l一尺尺長改正數(shù);l鋼尺的真長 溫度改正數(shù)： -鋼尺的線膨脹系數(shù)，一般用1.25X10-5,t測設(shè)時(shí)的溫度， t0鋼尺的標(biāo)準(zhǔn)溫度（20）。 h 兩端點(diǎn)的高差。 傾斜改正數(shù)：,（9-1）,8,（2）間接法,設(shè)A、B 兩點(diǎn)間設(shè)計(jì)水平距離為D，并以知A點(diǎn)點(diǎn)位如圖9-1所示。 1）用一般方法先在地面上打下尺段樁和終點(diǎn)樁B,用鋼尺精密量距的方法量取每一尺段距離li 和鋼尺溫度 t i ，用水準(zhǔn)儀測得每一尺段高差 hi ； 2）對(duì)每一尺段距離 li 施加尺長、溫度和傾斜三項(xiàng)改

4、正數(shù)，求出精確水平距離 D； 3）計(jì)算 D=D-D ，沿 AB方向量取D，當(dāng)D 為正時(shí)，向外量；反之， 則向內(nèi)量。,9,【例】 設(shè)給定地面上AB兩點(diǎn)的設(shè)計(jì)水平距離為45m。在A、B方向上用一般方法丈量后打下一個(gè)整尺段樁和一個(gè)終點(diǎn)樁。經(jīng)水準(zhǔn)測量測得相鄰樁之間的高差h1=0.240m，h2=-0.118。精密丈量所用鋼尺的名義長度l0=30m，在檢定溫度 t0=20 時(shí)的實(shí)際長度l=30.003m，膨脹系數(shù) ，試按間接法說明測設(shè)方法。1)設(shè)量得的第一尺段長度為29.985m，測設(shè)時(shí)溫度 t=8，則 ：,10,2)設(shè)量得的余尺段長度為14.965m，測設(shè)時(shí)溫度t=10 ,則:,11,圖 9-2 3.

5、用光電測距儀測設(shè)水平距離,測距儀可自動(dòng)進(jìn)行氣象改正并將傾斜距離改算成水平距離直接顯示，如圖9-2所示。 （1）將儀器安置在A點(diǎn)，測出氣溫及氣壓，并輸入儀器，此時(shí)按測量水平距離功能鍵，一人手持反光鏡桿立在C點(diǎn)附近，只要觀測者瞄準(zhǔn)棱鏡，則在測距儀顯示屏上測得瞬時(shí)的水平距離D； （2）計(jì)算 D=D-D ，用鋼尺測設(shè)出D，即可定出C點(diǎn)。,12,圖9-2,圖9-2,13,二. 測設(shè)已知水平角,1. 一般方法盤左盤右分中法 （當(dāng)測設(shè)精度低于儀器一測回測角中誤差時(shí)采用） 如圖9-3所示，設(shè)OA為已知方向，要在O點(diǎn)以O(shè)A為起始方向，要順時(shí)針方向測設(shè)。,（1）在O點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，盤左位置照準(zhǔn)目標(biāo)A，并將水平度盤配

6、置在00000（或任一讀數(shù)L）。松開照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使水平度盤讀數(shù)為（或L+），沿視線方向量取定長D，在地面上定出B點(diǎn)；,圖9-3 已知水平角一般測設(shè),14,（2）縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡成盤右位置，照準(zhǔn)目標(biāo)A讀取水平度盤讀數(shù)R，使水平度盤讀數(shù)為R +，沿視線方向量取定長D，在地面上定出B點(diǎn)； （3）取BB的中點(diǎn)為B，則AOB即為設(shè)計(jì)的角值。,圖9-3 已知水平角一般測設(shè) 圖9-4 已知水平角精確測設(shè),圖9-3，9-4,15,2. 精確方法,（當(dāng)測設(shè)水平角的精度要求高于儀器一測回測角中誤差時(shí)采用） 圖9-4 中O、A為已知點(diǎn)。 （1）按一般方法測設(shè)出B1點(diǎn)，再用測回法對(duì)AOB1觀測若干

7、測回，測回?cái)?shù)由精度要求決定，求出各測回的平均角值1； （2）計(jì)算 和BB1： = - 1,（9-2）,式中：=206265 （3）過B1點(diǎn)作OB1的垂線，再從B1點(diǎn) 沿垂線方向量取BB1，定出B點(diǎn)。當(dāng)大 于1時(shí)，向外側(cè)改正；反之向內(nèi)側(cè)改正。 為檢查測設(shè)是否正確，還需進(jìn)行檢查測量。,圖9-4 已知水平角精確測設(shè),16,三、測設(shè)已知高程,1.將已知高程測設(shè)于地面 如圖9-5所示，A為已知水準(zhǔn)點(diǎn)，其高程為HA，B為待測設(shè)高程點(diǎn)，其設(shè)計(jì)高程為HB。 （1）將水準(zhǔn)儀安置在A和B之間，后視A點(diǎn)水準(zhǔn)尺的讀數(shù)為a，則B點(diǎn)的前視讀數(shù): b = (HA+a) - HB (9-3) （2）將B點(diǎn)水準(zhǔn)尺貼靠在木樁上的

8、一側(cè)，上下移動(dòng)尺子直至前視尺的讀數(shù)為b時(shí)，再沿尺子底面在木樁側(cè)面畫一紅線，此線即為B點(diǎn)設(shè)計(jì)高程HB的位置。,圖9-5,17,2. 將已知高程測設(shè)于洞頂,在坑道掘進(jìn)中，需要測設(shè)的高程點(diǎn)常常設(shè)置在洞頂。如圖9-6所示， 設(shè)A點(diǎn)為已知高程點(diǎn)，B點(diǎn)為待測設(shè)的高程點(diǎn)。 （1）選擇適當(dāng)位置安置水準(zhǔn)儀，讀取A點(diǎn)尺讀數(shù)a； （2）將水準(zhǔn)尺倒立靠在B點(diǎn)木樁上，上下移動(dòng)水準(zhǔn)尺，當(dāng)讀數(shù)為b 時(shí)則尺底為HB。應(yīng)讀數(shù)b為： b = HB - ( HA+ a ) (9-4) 因?yàn)? a-(-b)=hAB=HB-HA (水準(zhǔn)尺倒立的讀數(shù)為負(fù)),18,圖9-6,19,3. 將已知高程測設(shè)于高差較大之處,若測設(shè)的高程點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)

9、之間的高差較大時(shí)，如在深基坑內(nèi)或在較高的樓層板面上測設(shè)高程點(diǎn)，可用懸掛鋼尺來代替水準(zhǔn)尺測設(shè)給定的高程。如圖9-7所示， 設(shè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)A的高程為HA，要在基坑內(nèi)側(cè)測設(shè)出高程為HB的B點(diǎn)位置。 （1）懸掛一根帶重錘的鋼尺，鋼尺的零點(diǎn)在下; （2）在地面上安置水準(zhǔn)儀，后視A點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)為a1，前視鋼尺讀數(shù)為b1；,20,（3）再在坑內(nèi)安置水準(zhǔn)儀，后視鋼尺讀數(shù)a2，當(dāng)前視水準(zhǔn)尺讀數(shù)為b2時(shí)，沿尺子底面在基坑側(cè)壁釘一水平木樁，則木樁頂面即為B點(diǎn)的高程。 B點(diǎn)應(yīng)讀前視水準(zhǔn)尺讀數(shù)b2為： b2= HA+a1 - b1 + a2 HB (9-5),圖9-7 深基坑高程測設(shè),圖9-7,21,圖9-892點(diǎn)的平面

10、位置的測設(shè),測設(shè)點(diǎn)的平面位置方法有: 極坐標(biāo)法、直角坐標(biāo)法、角度交會(huì)法和距離交會(huì)法等。 一、極坐標(biāo)法 極坐標(biāo)法是根據(jù)水平角和距離 測設(shè)點(diǎn)的平面位置的方法。 它適用于便于量距的情況。 如圖9-8所示，A、B為地面 上已有的控制點(diǎn)，其坐標(biāo)分 別為xA、yA和xB、yB ；欲測 設(shè)P點(diǎn)，其設(shè)計(jì)坐標(biāo)為 xP、yP。,22,（1）按下列坐標(biāo)反算公式求出在A點(diǎn)的測設(shè)數(shù)據(jù)水平角和水平距離D，即： （見圖9-8）,（2）在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，先測設(shè)出角，得AP方向線。在此方向線上測設(shè)距離D，即得P點(diǎn)的平面位置。（見圖9-8）,23,24,將全站儀置于測設(shè)模式，向全站儀輸入測站點(diǎn)坐標(biāo)、后視點(diǎn)坐標(biāo)（或方位角

11、）、再輸入待測設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)。 準(zhǔn)備工作完成后，用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)棱鏡，按相應(yīng)的功能鍵，即可立即顯示當(dāng)前棱鏡位置與待測設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)差。 根據(jù)坐標(biāo)差值，移動(dòng)棱鏡的位置，直至坐標(biāo)差為零，這時(shí)所對(duì)應(yīng)的位置就是待測設(shè)點(diǎn)的位置。,采用全站儀測設(shè)時(shí)：,25,二、直角坐標(biāo)法,直角坐標(biāo)法原理：根據(jù)直角坐標(biāo)原理，測設(shè)地面點(diǎn)的平面位置。 適用場合： 當(dāng)施工現(xiàn)場已建立互相垂直的建筑基線或建筑方格網(wǎng)時(shí)。 如圖9-9所示，OA、OB為兩條互相垂直的建筑基線，待測建筑物的軸線與建筑基線平行。根據(jù)設(shè)計(jì)圖上給出的M點(diǎn)和Q點(diǎn)的坐標(biāo)，用直角坐標(biāo)法將建筑物的四個(gè)角點(diǎn)測設(shè)于實(shí)地。,26,圖 9-9,圖9-9,27,（1）在O點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)A

12、點(diǎn)，由O點(diǎn)起沿視線方向測設(shè)距離15m定出m點(diǎn)，由m點(diǎn)繼續(xù)向前測設(shè)距離35m定出n點(diǎn)； （2）在m點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，向左測設(shè)90角，沿此方向從m點(diǎn)起測設(shè)距離25m定出M點(diǎn)，再向前測設(shè)距離20m定出P點(diǎn)； （3）將經(jīng)緯儀安置于n點(diǎn)同法測設(shè)出N點(diǎn)和Q點(diǎn)； （4）檢查建筑物的四角是否等于90，各邊長度是否等于設(shè)計(jì)長度，誤差在允許范圍內(nèi)即可。,直角坐標(biāo)法步驟：如圖9-9,28,三. 角度交會(huì)法,角度交會(huì)法又稱方向線交會(huì)法。 適用于：1）待測設(shè)點(diǎn)離控制點(diǎn)較遠(yuǎn) 2）量距較為困難的地方。 如圖9-10所示，A、B、C為控制點(diǎn)，P為待測設(shè)點(diǎn)。 （1）根據(jù)A、B、C、P四點(diǎn)的坐標(biāo)反算出交會(huì)角1、1、2、2；

13、 （2）在A、B、C三個(gè)控制點(diǎn)上安置經(jīng)緯儀測設(shè)1、1、2、2各角，分別沿方向線AP、BP、CP且在P點(diǎn)附近各插兩根測釬，并分別用細(xì)線相連，其交點(diǎn)即為P點(diǎn)的位置；,29,圖9-10角度交會(huì)法測設(shè)點(diǎn)的平面位置 圖9-11距離交會(huì)法測設(shè)點(diǎn)的平面位置,（3）若三條方向線不交于一點(diǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很小的三角形，稱為示誤三角形。當(dāng)示誤三角形的邊長在允許范圍內(nèi)時(shí)，可取其重心作為P點(diǎn)的點(diǎn)位。如邊長超限則應(yīng)重新交會(huì)。,圖9-10，9-11,30,四.距離交會(huì)法,距離交會(huì)法是根據(jù)兩段已知的距離交會(huì)出地面點(diǎn)的平面位置。 適用場合：待測設(shè)點(diǎn)至控制點(diǎn)的距離不超過一整尺的長度，且便于量距的地方。 如圖9-11中A、B為控制

14、點(diǎn)，P為待測設(shè)點(diǎn)。 （1）椐A、B的坐標(biāo)及P的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，用兩點(diǎn)間距離公式計(jì)算出測設(shè)距離D1和D2； （2）用鋼尺分別從控制點(diǎn)A、B量取距離D1、D2后，其交點(diǎn)即為P點(diǎn)的平面位置。,31,93已知坡度直線的測設(shè),測設(shè)已知坡度的直線，在道路建設(shè)、敷設(shè)上、下水管道及排水溝工程上應(yīng)用較廣泛。 一、直線坡度i：是直線兩端點(diǎn)的高差h與其水平距離D之比，即：i=h/D ，常以百分率或千分率表示， 如：i = +1.5 （升坡）、i = -1.5（降坡） （1）計(jì)算待測設(shè)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程 H待=H知+ i D （h= i D ） （2）在給定方向上按照測設(shè)高程的方法將HB測設(shè)到B樁上，即可使AB成為坡度為i 的方向線。,32,圖9-12已知坡度直線的測設(shè),圖9-12,33,例：圖9-12中已知A點(diǎn)的高程：HA=50.512m，AB的距離 D=80.000m，如將AB測設(shè)為設(shè)計(jì)坡度,i = - 1 的直線，則可根據(jù) i 和 D 計(jì)算： B點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程HB ： HB=HA+i D=50.512-0.0180.000 = 49.712m 按測設(shè)高程的方法，將HB測設(shè)到B樁上，即可使AB成為 i = -1的坡度線。 如需在AB之間測設(shè) 同坡度線的1、2、3樁， 水準(zhǔn)儀測設(shè)： 經(jīng)緯儀測設(shè) ：,圖9-12已知坡度直線的測設(shè),34,經(jīng)緯儀測設(shè)：（坡度大時(shí)）： 令中間