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文檔簡介

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

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