建筑测量实训案例(2011)要点

1、建筑工程施工题目：建筑测量实训案例2011年建筑测量实训案例案例一：课题： 水准仪操作和水准路线观测 教学目的要求： 掌握DS3型水准仪的操作方法以及水准路线的实测方法 教学重点、难点： 水准仪操作 授课方法： 讲授、实际操作 教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 教材 授课执行情况及分析：大部分学生基本能够理解，掌握良好。学生基本会操作。 板书设计或授课提纲一、仪器和工具一 水准仪的使用二 水准点(Bench Mark)三 水准路线(leveling line)四 水准测量的实施（外业）教学活动及板书设计一、仪器和工具（一） 水准仪(level)1 望远镜(telescope)由物镜、目镜和

2、十字丝（上、中、下丝）三部分组成。2 水准器(bubble)有两种：圆水准器(circular bubble)精度低，用于粗略整平。水准管(bubble tube)精度高，用于精平。特性：气泡始终向高处移动。3 基座(tribrach)（二）水准尺(leveling staff)主要有单面尺、双面尺和塔尺。1 尺面分划为1cm，每10cm处（E字形刻划的尖端）注有阿拉伯数字。2 双面尺的红面尺底刻划：一把为4687mm，另一把为4787mm。（三）尺垫(staff plate)放置在转点上，为防止观测过程中水准尺下沉。二、 水准仪的使用操作程序：粗平瞄准精平读数（一）粗平调节脚螺旋，使圆水准气

3、泡居中。1方法：对向转动脚螺旋1、2使气泡移至1、2方向的中间转动脚螺旋3，使气泡居中。2规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。（二）瞄准1方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2视差概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。消除方法：仔细反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。（二） 精平1、方法：如图所示微倾式水准仪(tilt level)，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。2、说明：若使用自动安平水准仪（compensator level），仪器无微倾螺旋，故不需进行精平工作。（四）读数精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。

4、1方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故对于望远镜成倒像的仪器，即从上往下读，望远镜成正像的仪器，即从下往上读。三、 水准点(Bench Mark)通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为水准点BM，一般用表示。有永久性和临时性两种。（见图）四、 水准路线(leveling line)水准路线依据工程的性质和测区情况，可布设成以下几种形式：1闭合水准路线(closed leveling line)。由已知点BM1已知点BM12附合水准路线(annexed leveling line)。由已知点BM1已知点BM23支水准路线(sp

5、ur leveling line)。 由已知点BM1某一待定水准点A。五、 水准测量的实施（外业）a) 观测要求如图，有：（1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。（2）为及时发现观测中的错误，通常采用“两次仪器高法”或 “双面尺法”。两次仪器高法：高差之差h-h±£5mm；双面尺法，红黑面读数差±£3mm h黑-h红±£5mm。案例二：课题： 水准测量的内业数据处理方法 教学目的要求： 掌握水准测量的内业数据处理方法 教学重点、难点： 平差计算、闭合差分配 授课方法： 讲授、学生处理数据 教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 教

6、材 授课执行情况及分析：大部分学生基本能够理解，掌握良好。大部分学生可以在教室的指导下完成数据的处理。 板书设计或授课提纲一、水准测量的成果处理（内业）二水准测量的成果实例教学活动及板书设计一、水准测量的成果处理（内业）（一）计算闭合差：1闭合水准路线：2附合水准路线：（二）分配高差闭合差1 高差闭合差限差（容许误差）对于普通水准测量，有：式中，高差闭合差限差，单位：mm L水准路线长度，单位：km ； n测站数2 分配原则：按与距离L或测站数n成正比，将高差闭合差反号分配到各段高差上。（三）计算各待定点高程用改正后的高差和已知点的高程，来计算各待定点的高程。二水准测量的成果实例【例】如图为按

7、图根水准测量要求施测某附合水准路线观测成果略图。BM-A和BM-B为已知高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间的高差(以m为单位)，路线下方数字为该段路线的长度(以km为单位)，试计算待定点1、2、3点的高程。解算如下：第一步计算高差闭合差：第二步计算限差：因为 ，可进行闭合差分配。第三步计算每km改正数：第四步计算各段高差改正数：。四舍五入后，使。故有：V1=-8mm，V2=-11mm，V3=-8mm，V4=-10mm。第五步计算各段改正后高差后，计算1、2、3各点的高程。改正后高差=改正前高差+改正数ViH1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.

8、323=47.609(m)H2=H1+(h2+V2)=47.509+2.802=50.411(m)H3=H2+(h3+V3)=50.311-2.252=48.159(m)HBM-B=H3+(h4+V4)=48.059+1.420=49.579(m)案例三：课题： 三、四等水准测量 教学目的要求： 掌握三、四等水准测量的观测步骤以及数据处理 教学重点、难点： 数据处理方法与精度评价 授课方法： 讲授、学生操作 教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 教材 授课执行情况及分析：大部分学生基本能够理解，掌握良好。一部分学生可以当堂完成数据的采集。 板书设计或授课提纲一、适用：平坦地区的高程控制测量。二

9、、精度要求和技术要求。三、作业方法教学活动及板书设计一、适用：平坦地区的高程控制测量。二、精度要求和技术要求。（见表）三、作业方法1、每站观测程序（见图）（1）顺序“后前前后”（黑黑红红）；一般一对尺子交替使用。（2）读数黑面按“三丝法”（上、中、下丝）读数，红面仅读中丝。2、计算与记录格式（见P114表6-12）（1）视距=100×|上丝-下丝|（2）前后视距差di =后视距-前视距（3）视距差累积值di=前站的视距差累积值di-1 +本站的前后视距差di （4）黑红面读数差=黑面读数+K-红面读数。（K= 4787mm或4687mm）（5）黑面高差h黑=黑面后视中丝-黑面前视中丝

10、（6）红面高差h红=红面后视中丝-红面前视中丝（7）黑红面高差之差=h黑-（h红±0.100m）（8）高差中数（平均高差）= h黑+（h红±0.100m）/2（9）水准路线总长L=后视距+前视距案例四：课题： 经纬仪基本操作与水平角观测原理 教学目的要求： 掌握经纬仪的基本操作方法与水平角的概念 教学重点、难点： DJ6的对中、整平 授课方法： 讲授、学生动手操作 教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 教材 授课执行情况及分析：大部分学生基本能够理解，掌握良好。学生基本都能掌握操作过程。 板书设计或授课提纲角度测量概念一 水平角定义二 竖直角定义§3.2 光学经纬

11、仪（optical theodolite）的使用一、 DJ6光学经纬仪的构造二、 J6的读数方法三、 J2光学经纬仪的构造四、 J2的读数方法经纬仪的安置教学活动及板书设计角度测量概念角度测量(angular observation)包括水平角(horizontal angle)测量和竖直角(vertical angle)测量。一、 水平角定义从一点出发的两空间直线在水平面上投影的夹角即二面角，称为水平角。其范围：顺时针0º360º。二、 竖直角定义在同一竖直面内，目标视线与水平线的夹角，称为竖直角。其范围在00±900之间。如图当视线位于水平线之上，竖直角为正，

12、称为仰角；反之当视线位于水平线之下，竖直角为负，称为俯角。 光学经纬仪（optical theodolite）的使用经纬仪是测量角度的仪器。按其精度分，有DJ6、DJ2两种。表示一测回方向观测中误差分别为、。一、 DJ6光学经纬仪的构造如图3-2：1、 照准部(alidade)2、 水平度盘(horizontal circle)3、 基座(tribrach)二、J6的读数方法分微尺测微器读数法：（1） 如图，分微尺的分划值为1，估读到获 0.1(即：6")。（2） “H”水平度盘读数， “V”竖直度盘读数。三、 J2光学经纬仪的构造如图与J6相比，增加了：1 测微轮用于读数时，对径分

13、划线影像符合。2 换像手轮用于水平读数和竖直读数间的互换。3 竖直读盘反光镜竖直读数时反光。四、 J2的读数方法一般采用对径重合读数法转动测微轮，使上下分划线精确重合后读数。五、 经纬仪的安置内容及要求： 对中 (centering) ±£3mm 整平(leveling) £1格 1、垂球对中整平法步骤（1）移动或伸缩三脚架（粗略对中）（2）脚架头上移动仪器（精确对中）（3）旋转脚螺旋使水准管气泡居中（整平）（4）反复（2）、（3）两步。2、光学对中整平法步骤（1）大致水平大致对中眼睛看着对中器，拖动三脚架2个脚,使仪器大致对中,并保持“架头”大致水平。（2）伸缩

14、脚架粗平根据气泡位置，伸缩三脚架2个脚，使圆水准气泡居中。（3）旋转三个脚螺旋精平按“左手大拇指法则”旋转三个脚螺旋，使水准管气泡居中。1）转动仪器，使水准管与1、2脚螺旋连线平行。2）根据气泡位置运用法则，对向旋转1、2脚螺旋。3）转动仪器900，运用法则，旋转3脚螺旋。（4）架头上移动仪器，精确对中（5）脚螺旋精平。（6）反复（4）、（5）两步。 案例五：课题： 测回法与方向观测法 教学目的要求： 掌握经纬仪施测水平角的基本方法以及数据处理 教学重点、难点： 测回法与方向观测法 授课方法： 讲授 教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 教材 授课执行情况及分析：大部分学生基本能够理解，掌握良

15、好。学生可以掌握测回法。 板书设计或授课提纲水平角测量(horizontal angle observation)一、经纬仪(theodolite,transit)的安置 二、瞄准方法三、测回法四、方向观测法教学活动及板书设计 水平角测量(horizontal angle observation)常用的有：测回法(method of observation set)方向观测法(method of direction observation)。一、经纬仪(theodolite,transit)的安置 内容及要求： 对中 (centering) ±£3mm 整平(levelin

16、g) £1格1、垂球(plumb bob)法2、光学对中器（optical plummet）法（1）大致水平大致对中看着对中器，拖动三脚架两个脚，使仪器大致对中，并保持“架头”大致水平。（2）伸缩脚架粗平 根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。（3）脚螺旋精平左手大拇指法则1）转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1、2 。3）转动仪器900，运用法则，旋转脚螺旋3 。（4）架头上移动仪器，精确对中（5）脚螺旋精平反复（4）、（5）两步。 二、瞄准方法步骤：粗瞄制动调焦微动精瞄。两个基本概念：盘左（正镜） 、盘右（倒镜）三、测回

17、法1适用：两个方向的单角（AOB）。2观测步骤： （1） 盘左瞄准左边A，配度盘至0X´，读取a1。（2） 顺时针旋转瞄准右边B，读取b1。则上半测回角值：1=b1-a1。（3） 倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。（4） 逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。 则下半测回角值：2=b2-a2（5） 计算角值。若1-2±40"（图根级）则有： = （1+2）/23记录格式（见表）若要观测n个测回，为减少度盘分划误差，各测回间应按1800/n的差值来配置水平度盘。测回法小结：四、方向观测法1适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。2观测步骤：（如图，有四个观测方向）（1）上

18、半测回选择一明显目标A作为起始方向（零方向），用盘左瞄准A，配置度盘，顺时针依次观测A、B，C，D，A。（2）下半测回倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。同理各测回间按1800/n的差值，来配置水平度盘。3记录、计算（见表）（1） 2C值（两倍照准误差）：2C=盘左读数（盘右读数±180°）。一测回内2C互差，对J2。对J6不作要求。（2）半测回归零差： 对J2， ；对J6， 。（3）各方向盘左、盘右读数的平均值：平均值=盘左读数+（盘右读数±180°）/2注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。（4）归零方向值：将各方向平均值分别减去零方向

19、平均值，即得各方向归零方向值。（5）各测回归零方向值的平均值：同一方向值各测回间互差，对J2；对J6。方向观测法小结：案例六：课题： 竖直角观测 教学目的要求： 掌握经纬仪观测竖直角的方法与数据计算 教学重点、难点： 经纬仪观测竖直角的方法与数据计算 授课方法： 讲授 教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 教材 授课执行情况及分析：大部分学生基本能够理解，掌握良好。学生基本可以掌握竖直角测量方法。 板书设计或授课提纲竖直角测量一 竖直度盘(vertical circle)的构造二 竖直角(vertical angle)的计算公式三 竖盘指标差(index error of vertical c

20、ircle)四 竖直角的观测及记录（格式见表）教学活动及板书设计§3.4竖直角测量一、 竖直度盘(vertical circle)的构造1包括:(1)竖盘(vertical circle)、竖盘指标水准管(vertical index bubble tube)和(3)竖盘指标水准管微动螺旋。后两部分可采用竖盘指标自动归零补偿器(vertical index compensator)来替代。2指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。3竖盘的注记形式有顺时针与逆时针两种。二、竖直角(vertical angle)的计算公式1 顺时针注记形式故有： 左=90°-L 同理： 右

21、=R-270° 一测回竖直角 =（左+右）/2 2 逆时针注记形式有：左=L-90°右=270°-R一测回的竖直角为：=（左+右）/2 i. 竖盘指标差(index error of vertical circle)1、定义由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于90°或270°上，而是与90°或270°相差一个x角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为正，反之为负。2、计算公式（1）指标差：x=（L+R-360°）/2 对于顺时针注记的： 正确的竖直角=(90°+x) -L

22、=左+x =R-(270°+x)=右-x （2）结论：取盘左盘右的平均值，可消除指标差的影响。四、竖直角的观测及记录（格式见表）一般规范规定，指标差变动范围，J6、J2。案例七：课题： 钢尺量距 教学目的要求： 掌握钢尺量距的基本方法以及数据处理 教学重点、难点： 钢尺量距的精密测量方法 授课方法： 讲授、实际操作 教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 教材 授课执行情况及分析：大部分学生基本能够理解，掌握良好。学生能够互相配合，完成钢尺量距。 板书设计或授课提纲§4.1 钢尺量距(steel tape measuring)一 量距工具二 钢尺量距教学活动及板书设计 钢尺量

23、距(steel tape measuring)二、 量距工具有：钢尺(steel tape)、标杆(measuring bar)、垂球(plumb bob)、测钎(measuring rod)、温度计(thermometer)、弹簧秤(spring balance)。三、 钢尺量距钢尺量距最基本的要求平、准、直按精度分：一般量距和精密量距（一）一般量距步骤1定线(line alignment)。按精度分：目估法和经纬仪法。2丈量。（1）喊“预备”、“好”前后尺手同时读数。（2）在山区丈量时，可采用平量法、斜量法。3内业成果整理。 丈量精度用“相对误差”来衡量： 要求：一般量距1/3000(平坦

24、)，1/1000（山区）。（二）精密量距步骤（*）1 经纬仪定线。在桩顶画出十字线。2 精密丈量。（1） 前尺手零端用标准拉力拉紧钢尺。（2） 前读尺员发“预备”，后读尺员发“好”；此时前后尺手同时读数。（3） 移动后尺整厘米刻划，按上述方法再测二次，三次较差不超限时（一般不得超过23mm），取平均值作为尺段结果。每测完一尺段，用温度计读取一次温度。（4） 要进行往返测量。3 记录格式见课本。4 3测量各桩顶间高差。5 4内业成果整理6 某钢尺的尺长方程式：7 钢尺在t温度时的实际长度；钢尺的名义长度8 检定时，钢尺实际长与名义长之差；钢尺的膨胀系数9 钢尺使用时的温度； 钢尺检定时的温度10

25、 斜距的各项改正：11 （1）尺长改正1213 （2）温度改正1415 （3）倾斜改正16 17 故斜距经改正后为：案例八：课题： 导线内业（闭合导线） 教学目的要求： 掌握闭合导线的内业数据处理方法 教学重点、难点： 闭合导线的内业数据处理方法 授课方法： 讲授、学生数据处理 教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 教材 授课执行情况及分析：大部分学生基本能够理解，掌握良好。大部分学生能够进行数据处理。 板书设计或授课提纲闭合导线平差计算步骤：1、绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。2、角度闭合差的计算与调整3、按新的角值，推算各边坐标方位角。4、按坐标正算公式，计算各边坐标增量。5、

26、坐标增量闭合差的计算与调整6、坐标计算教学活动及板书设计闭合导线平差计算步骤：1、绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。2、角度闭合差的计算与调整计算闭合差：计算限差：（图根级）若在限差内，则按平均分配原则，计算改正数：计算改正后新的角值： 3、按新的角值，推算各边坐标方位角。4、按坐标正算公式，计算各边坐标增量。5、坐标增量闭合差的计算与调整计算坐标增量闭合差。 有： 导线全长闭合差：导线全长相对闭合差： （2）分配坐标增量闭合差。若K<1/2000（图根级），则将、以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。6、坐标计算根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次计算各导线点的坐标。案例九：课题： 导线内业（附合导线） 教学目的要求： 掌握附合导线的内业数据处理方法 教学重点、难点： 附合导线的内业数据处理方法 授课方法： 讲授、学生数据处理 教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 教材 授课执行情况及分析：大部分学生基本能够理解，掌握良好。大部分学生能够进行数据处理。 板书设计或授课提纲1、角度闭合差的分配与调