第12章-施工测量原理与方法

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《测量技术基础》教学课件主编张坤宜第十二章施工测量原理与方法第十三章施工测量原理与方法学习目标：明确施工测量的目的及相应的基本要求，掌握施工测量的三种基本技术工作原理，掌握地面点的测设技术，明确激光在施工测量的定向原理和应用方法。第一节概述一、施工测量的概念1.施工测量目的。以控制点为基础，把设计图纸上的点位测定到实地并表示出来。测量技术过程称为工程放样，简称“放样”，或称“测设”。经过施工测量表示在实地的点位称为施工点，或称放样点。2.放样的基本思想。1)在放样之前，检验设计图上有关的定位元素；2)必要时对定位元素进行必要的处理；3)在实地把拟定的地面点测设出来并在地面上设立点标志。4)检查放样点位的准确性、可靠性。二、施工测量的精度主要取决于建筑物、构造物的设计与施工的要求。设计与施工要求不同，施工测量的精度必有差异。钢结构工程高于混凝土结构工程；装配式工程高于现场浇灌式工程。高速公路高于普通公路；桥梁工程高于公路工程；隧道工程高于公路工程；特大桥梁高于普通桥梁；长隧道工程高于短隧道工程。施工测量的精度最终体现在施工点的精度。施工测量应从工程的设计与施工的精度需要出发，确定与之相匹配的测量技术相应精度等级，规定满足精度要求的施工测量方案，使实地放样点的精度满足施工的需要。三、施工控制测量施工测量遵循“等级、整体、控制、检验”四项原则。整体原则兼顾有工程的全局性和技术要求的完整性。施工控制测量是施工测量的工作基础，必须从整体原则出发，尽量实现多用性和有效性。多用性，在全局意义上，施工控制测量的建立应满足工程设计及其施工过程测量所确定的要求，尽量避免重复控制测量。有效性，施工控制测量所建立的控制点点位无损可靠，便于应用，点位参数准确符合应用需要。施工控制测量是工程建设的重要前期工作，是高速度、高精度、高质量的重要保证。四、施工测量的工作要求1.紧密结合施工的连续进程。1)熟悉设计图纸，懂得设计思路。2)检查图纸数据，做好数据准备。3)了解施工计划安排，协调测量施工关系，落实施工测量工艺。

2.熟悉现场实际。1)核查或检测有关的控制点，确认点位准确可靠。2)查清工地范围的地形地物状态。3)熟悉施工的进展状况。4)熟悉施工环境，避免施工影响，及时完成施工测量。3.加强测量标志管理，注意恢复受损测量标志。第二节放样的基本工作一、角度放样设计图中A、B为已知点，AB是已知方向，AP方向是设计的方向线，∠BAP已知值为β。1.一般方法：1)实地已知点A安置经纬仪，盘左瞄准已知方向B点目标，从经纬仪读数窗读数βo。一般配置为0°。2)拨角，转动照准部，使角度读数为βo+β。此时望远镜的视准轴指向AP的既定方向。拨角(1)启动水平制动,转动照准部;(2)角度读数接近βo+β时制动水平制动;(3)启动水平微动,使角度读数为βo+β精确值.一、角度放样3)按望远镜视准轴指定的方向的地面上设立标志。

(1)从望远镜内可见定点人员的落点动作，(2)及时应指挥落点位置应在望远镜十字丝纵丝上。

(3)通常在地面落点位置上钉上木桩(木桩移到望远镜十字丝纵丝方向上)，在木桩的顶面标出AP的精确方向。

2.方向法角度放样：1)按一般方法完成待定方向AP的设置，此时P用P’表示。2)经纬仪以盘右位置瞄准B点目标，获得盘右观测值+180。3)按一般角度放样基本步骤2)使望远镜视准轴以+180+指向AP方向，同时按指定的方向在实地标出AP方向的标志P"。4)取P'、P"的平均位置，即P作为AP方向的准确标志。

3.改化法角度放样：1)上述二法角度放样指定AP方向之后，再利用经纬仪对∠BAP进行多测回观测，获得多测回平均值。2)计算，即

3)概量AP的长度d，求指定方向P的改正距e(如图13.4)，即

4)按改正距e移动P到PO点，确定AP的精确方向为APO。

4.按已知方向精确定向：1)目估法定线C'点。概量AC'=S1，BC'=S2。2)测量∠AC'B=β。3)计算ΔC，根据图13.5可推证得４)按ΔC把C'移至C点，则C点就在AB方向上。二、距离放样1.一般水平距离放样A是已知点，P是AB方向上的待定点，设计拟定平距AP=D。实地P点未知。1)实地以钢尺长度D沿AB方向定P点。以钢尺的零点对准A点，拉紧钢尺(100N左右)，在长度D处的地面上定P点位置。2)检验丈量，即用钢尺丈量AP的长度，检验AP=D？。2.倾斜地面的距离放样1)按式(13-5)求，2)按沿AB方向丈量P点。此时得到的P点就是B点，其AB的平距长度等于S。3.钢尺精密距离放样钢尺精密距离放样原理：根据钢尺精密量距原理而来。设计上的平距S，按钢尺精密量距原理，S满足下式精密丈量的实际长度D为钢尺精密距离放样的方法：1)计算参数D，2)以100N的拉力在实地精密放样D的长度。

4.光电测距一般跟踪放样法1)准备：安置测距仪(或全站仪)，丈量测距仪仪器高i，反射器安置与测距仪同高。2)跟踪测距。测距仪瞄准反射器，启动测距仪的跟踪测距按钮，观察测距仪的距离显示值d‘，比较d’与设计拟定值d的差别，指挥反射器沿AB方向前后移动。3)精确测距。当d'比较接近d值时停止反射器的移动，测距仪终止跟踪测距功能，同时启动正常测距功能，进行精密的光电测距，记下测距的精确值d"。4)调整反射器所在的点位。

5.光电测距精密跟踪放样原理：光电测距成果处理公式，设计拟定的光电测距平距可表示为测距仪放样长度D为方法：1)安置测距仪器、反射器。2)根据测距仪器的功能输入加常数K、加常数R。3)选择仪器平距显示方式。4)启动跟踪测距功能，观察平距显示值，检核与设计值S的差值。5)指挥前后移动反射器，直至平距显示值等于设计值S为止。三、高差放样1.水准测量法高差放样1)安置水准仪，观测A点的标尺获得后视读数；2)计算前视读数b；3)水准仪观测前视尺，指挥调整标尺的高度，使标尺上的前视读数等于上述计算值b；4)沿前视尺底面标划横线,称为标高线。

2.水准测量法大高差放样1)水准仪在1处观测后视读数及前视读数b1。2)水准仪在2处观测后视读数。3)计算前视读数b2。4)水准仪在2处观测前视尺，指挥调整标尺的高度，使标尺上的前视读数等于计算值b2。5)沿前视尺的底面标出B的位置。

3.用全站仪进行高差放样：1)仪器安置于测站，反射器安置于B处附近；量取仪器高及反射器高。2)计算放样高差。

3)放样准备。(1)仪器高及反射器高存入仪器存储器;(2)选择仪器的显示方式。显示高差和镜站高程。4)高差放样。(1)转动全站仪瞄准反射器；(2)启动测距按钮，观察显示高差和镜站高程；(3)跟踪测量，观察显示高差和镜站高程;(4)升降反射器，使显示满足高差放样结束。第三节地面点平面位置的放样方法一、直角坐标法利用点位之间的坐标增量及其直角关系进行点位放样1.实地直角坐标系的建立。2.确定点在坐标系中的坐标。待定点P与A点的坐标增量Δx、Δy在坐标系中便是。3.放样P点。1)沿AB丈量Δy得Py；2)在Py安置经纬仪，瞄准A点并拨角90°；3)沿视准轴方向丈量Δx得P点的位置；4)实地定点P。应用：连点多测

二、极坐标法利用点位之间的边长和角度关系进行放样的方法。A、B是已知点，P是设计的待定点。设计上已知AP的水平距离S和角度∠BAP=β。1.在A点安置经纬仪，按角度放样在实地标定AP方向线的骑马桩P1、P2，其中AP1<S<AP2。2.沿AP1、AP2方向丈量AP=S，实地定P点的位置。极坐标法的放样参数可利用设计上的点位坐标换算得到。极坐标法是以放样角度提供量距方向的定点方法，习惯上又称为偏角法。应用：一站多测

三、角度交会法利用点位之间的角度关系进行点位放样的方法。1.在A点安置经纬仪，以AB为起始方向，以360°-α拨角放样AP方向，定骑马桩A1、A2。2.在B点安置经纬仪，以BA为起始方向，以β拨角放样BP方向，定骑马桩B1、B2。3.利用A1A2、B1B2相交于P点，实地设P点标志。四、距离交会法利用点位之间的距离关系进行点位放样的方法。1.以A点为圆心，以S1为半径画弧线A1A2;2.以B点为圆心，以S2为半径画弧线B1B2;3.利用弧线A1A2、B1B2相交于P点，实地设P点标志。五、角边交会法六、全站坐标法利用点位设计坐标以全站测量技术进行点位放样的方法。全站坐标法的放样技术要点:利用全站测量技术，测量初估点位，把直接得到点位的坐标与设计点位坐标比较，二者相等则定初估点位为测设的点位。第四节激光定向定位原理与方法从放样技术中可知，经纬仪、水准仪的视准轴是定向定位的指示方向线。可以设想，如果视准轴是一条可见的精细光线，那么人们可以方便地根据可见光线确定放样的位置。

一、激光定向定位原理原理实质：把红色激光束引入望远镜，使之在十字丝交点处沿着视准轴的方向射出，精细红色的可见激光线成为视准轴的标志，实现视准轴定向定位的直接可见性。激光器与测量仪器的结合形式便有激光经纬仪、激光水准仪、激光铅直仪(应用于垂直指向)、激光对中器(应用于经纬仪、全站仪等)器具的名称。二、激光经纬仪应用的一般方法1．以激光定向定位的一般方法1)准备。激光关。2)瞄准。瞄准目标；开电源，激光发射；开位置，激光射出。3)落点。望远调焦，激光点聚焦；定点。4)收测。2.激光经纬仪激光垂直定向方法:1)准备。安置仪器，仪器装上弯读数管、弯管目镜；安置靶板。2)瞄准。盘左纵转望远镜，竖盘水准气泡居中，在读数窗得读数90°；开激光电源，激光开位置，激光射出。3)落点。4)转向(4次)落点。5)四点平均位置为最后垂直定向的位置。激光天顶仪激光天顶仪的应用方法：1．安置激光天顶仪。在工程控制点上，安置三角架，对中整平。安装激光目镜，连接蓄电池、控制器。2．安置靶板。靶板是一个透明板，水平固定在建筑物的适当位置，板面对着激光天顶