测绘技术讲座-第五讲

1、测绘技术讲座第五讲工程测量的概述 工程测量学研究的对象及基本内容施工放样测量的精度 施工控制网 施工放样的基本方法 曲线的测设1 工程测量学研究的对象及基本内容工程测量学的定义工程测量学是一门应用学科，它是研究地球空间中具体几何实体测量和抽象几何实体测量的理论、方法和技术。主要研究在工程与工业建设、城市建设与国土资源开发、水陆交通与环境工程与减灾救灾、国防建设等事业中，进行地形和有关信息的采集与处理、施工放样、设备安装、变形监测与分析预报等方面的理论和技术，以及与之有关的信息管理与使用。工程测量的三个阶段勘察设计阶段主要提供各种比例尺的地形图、进行工程的选址或选线，以及为工程地质勘探、水文地质

2、勘探以及水文测验等提供相应的测量工作施工建造阶段把图纸上设计好的各种建筑物与构筑物按其设计的三维坐标测设 到实地以提供施工的依据，并指导将设备安装到设计的位置上。为此，要建立不同性质的控制网，然后进行施工放样运营管理阶段监视建筑物与构筑物的安全和稳定的情况以验证设计是否合理、正确，并定期对位移、沉陷、倾斜以及摆动等进行监测水利工程测量在水利工程勘测设计阶段，测量工作的主要任务是为水工建（构）筑物的设计提供必要的地形资料和其它测量数据，并应注意水利工程设计使用的地形图的精度和表现的内容方面的特殊要求。一般说来，与国家基本图相比，高程精度比平面精度要求更严。此外，还要满足相关的勘测工作的要求，如为

3、地质勘探提供地形底图，联测钻孔的平面位置和高程，测定地下水位的高程；在水文勘测中测定流速、流向、水深以及提供河流的纵横断面图；为各种专用输电线、运输线和附属设施、材料场等提供地形图或测量资料在水利工程施工建造阶段，测量工作的主要任务是按照设计意图，将设计图纸上建筑物与构筑物以一定的精度测设于实地，以指导其施工。此外，有时还要进行施工中的变形观测。在工程竣工或阶段性完工时，要进行验收和竣工测量在水利工程施工建造阶段，要根据工程情况对水工建筑物与构筑物进行变形观测，包括水平位移观测、垂直位移观测、挠度观测和倾斜观测线路工程测量线路工程包括铁路、公路、输电线路、输水线路以及各种地上与地下管线等线型工

4、程。各种线路工程在勘测设计阶段、施工建造阶段和竣工阶段所进行的测量工作，其主要内容有中线测量（含曲线测设），纵横断面测量、带状地形图测绘、施工测量，以及竣工测量，具体有勘测设计阶段初测初测 根据计划任务书确定的修改原则和线路基本走向，通过对有价值的线路具体方案的勘测，从中确定采用的线路，为编制初步设计文件提供资料。其主要内容包括导线测量、高程测量和地形测量等定测定测 根据批准的初步设计文件和确定的线路走向及有关的构造物的布设方案进行测量。定测应结合自然条件，通过实地放线和局部线路调整，测定线路位置及有关构造物的准确位置，为施工图设计提供资料。其主要内容包括中线测量、高程测量、横断面测量和地形图

5、测绘等施工阶段在此阶段，首先要检测设计阶段所建立的平面、高程控制桩，在检测的基础上进行中线（包括曲线）测量，放样路基和路基边坡，测量竖曲线，放样线路上的建（构）筑物轴线及其结构等竣工阶段竣工测量是检测工程是否符合设计要求，并为运营管理提供依据，它应在导线测量和高程测量的基础上进行。其主要内容包括标定中线位置及里程桩，测定线路中心线纵断面图和路基横断面图，在大型建（构）筑物附近设置平面和高程控制点，供工程养护管理和变形监测时使用2施工放样测量的精度建筑限差与放样误差工程建（构）筑物的建筑限差是指其竣工后实际位置相对于设计位置的极限偏差，其大小随建（构）筑物结构、规模和用途而异，应遵循我国现行标准

6、执行，如混凝土结构工程施工及验收规范、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程、建筑安装工程施工及验收技术规程等放样误差是指放样点偏离其设计位置的误差，其容许误差（）通常认为较安全的数值是建筑限差（）的1/2，其中误差（m）又是容许误差的2倍，即m/2/4。放样误差的容许值通常会在设计书中给出放样点位中误差m主要由测量误差m1、设计工艺计算误差m2、以及建筑安装误差m3组成。通常，测量误差m1对总误差的影响采用忽略不计的原则处理，此时可取m1等于m/2、m/3或m/5。工程建（构）筑物放样的精度要求 建筑物的放样既要保证其主轴线相对周围物体位置具有一定的精度，更要保证建筑物相对于主轴线和建筑物各部

7、分之间的位置精度建筑物施工放样的主要技术要求在工程测量规范（GB50026-93）有明确的规定，可参见表7.3.5、表7.3.7、表7.3.8、表7.3.93 施工控制网施工控制网的定义、作用、类型为工程建设的施工而布设的测量控制网称为施工控制网施工控制网的作用在于限制施工放样时测量误差的累积，使整个建筑区的建（构）筑物能够在平面及高程上均能正确衔接，以便对工程的总体布置和施工定位起到控制作用，同时便于不同作业区的同时施工施工控制网通常至少布设两级，即首先布设顾及整个建筑区的首级控制网，然后再布设直接用于放样的次级控制网控制网可布设成GPS网、边角网、导线网或建筑方格网施工控制网的特点施工控制

8、网的点位设置不必像一般控制网那样要求均匀，而应考虑施工放样的方便施工控制网的精度设置不必像一般控制网那样要求均匀，而应重点保证某一方向或某几个点相对位置的精度。如为保证桥梁轴线长度和桥墩定位的准确性，要求重点保证沿桥梁轴线方向的精度；隧道（洞）施工控制网则要着重保证横向贯通的精度要求为便利于施工放样，应使由控制点反算的距离与实地距离之差尽量减小，故枢纽控制网应投影到枢纽平均高程面上；桥梁控制网应投影到桥墩顶平均高程面上；枢纽控制网应投影到枢纽平均高程面上；隧道（洞）控制网应投影到隧道（洞）贯通平面上施工控制网常采用施工坐标系，其坐标轴平行或垂直建筑物的主轴线，或由工程的特定轴线所决定，但是施工

9、坐标系应与国家坐标系相联系为了保证施工过程中引入高程和标定高程，在施工区要建立以直接水准测量为主的高程控制网。高程控制网通常也分两级布设，即基本高程控制网与加密网。在施工期间，还要在建筑物近旁的不同高程面上都布设临时水准点，以保证放样时通过一站即可将高程传递至建筑物上4 施工放样的基本方法方向（角度）、距离、高程的放样方向（角度）的放样先用正倒镜按设计给出的角标定出P1点，多测回观测AOP1取其均值得1，计算 PP1（1）S/，将P1点移至P点距离的放样按给出的设计距离，放样出临时终点，然后对该距离反复测量取其均值，与设计值比较得出差值S，根据S的符号和大小，最后标定出待放样距离的终点高程的放

10、样高程放样的基本公式为 HiHOaHi高建筑物或深基坑引测高程时，一般用钢带尺代替水准标尺。此时，应对钢尺进行尺长改正和温度改正，精度要求高时，还要加上拉力改正P11AOP点位放样的基本方法极坐标法基本公式为当用全站仪放样并顾及对中、照准和标定误差时，则放样点位中误差为oASPPP202000)()(tanyyxxSxxyypppp2222222)(cos标定目标对中mmmSmmmsp直角坐标法当施工坐标系的坐标轴与建筑物主轴线平行或垂直时，采用直角坐标法放样较为方便当用全站仪放样并顾及对中、照准和标定误差时，则放样点位中误差为ABXYPMXY）标定目标对中222222(2)(mmmmxmmm

11、yxp距离交会法距离放样时，先根据P点设计坐标及控制点坐标计算出边长S1、S2和交会角，利用S1、S2放样出过渡点P，然后安置全站仪于P点，测得P至A、B的距离S、S，计算S1=S1-S和S2=S2-S。当S较小时，可用归化图纸法在实地标定出P点。此时，交会点的误差为2222sin21标定mmmmSSpABPPPPS1S2SSS1S2前方交会法与距离交会法类似，先根据P点设计坐标及控制点坐标计算出角度1、2，利用S1、S2放样出过渡点P，然后观测PAB=和PBA=，计算1=1-和2=2-，进而计算出1=S11和2= S12。当PP间距小于0.5m时，可按归化法在实地标定出P点ABPPPPS1S

12、2121212自由设站法在已有3个及3个以上已知点的情况下，安置全站仪于任一合适测站点，观测至已知点的距离和方向，按最小二乘法求得测站点的坐标，再根据测站点、已知点和放样点的坐标，采用极坐标法即可放样出各放样点，称为自由设站放样法。目前，这是实现施工放样一体化的主要方法CABP3214DE直线的放样内插直线端点测站法端点测站法 安置仪器于A点放样出过渡点P（设AP=S1），测出，计算出PP= S1 ，在实地移动PP得P点中间测站法中间测站法 安置仪器于A点放样出过渡点P（设AP=S1），再安置仪器于P点测出角，=180 ，计算出PP= S1S2（ S1 S1 ），在实地移动PP得P点可以证明，

13、中间测站法 放样的点位中误差仅是的端点测站法 的1/2PPABS1S2外延直线铅垂线的放样经纬仪交会垂线法激光铅垂仪法平面的放样水平面的放样激光水准仪法自动激光扫平仪法竖直面的放样经纬仪法（低精度时）自动激光扫平仪法5 曲线的测设曲线的类别 平面曲线圆曲线 单曲线、复曲线缓和曲线竖曲线圆曲线的放样圆曲线的元素与主点圆曲线的元素转向角切线长T曲线长L外矢距E切曲差q圆曲线的主点交点JD直圆点ZY曲中点QZ圆直点QZLTqRERLT21sec180tan22）（JDRRTTZYYZQZLEO圆曲线的主点和细部的放样圆曲线主点坐标的计算设圆曲线处折线的折线边为边i、边i+1，其方位角为i、i+1，交点坐标为xJD、yJD，则直圆点的坐标为 xZY xJDTcosi yZY yJDTsini