测量学自学教程11

《测量学》电子教案第十一章施工放样的基本方法一、本章重点1．已知距离、角度、高程的放样。2．用极坐标法和角度、距离交会法放样已知平面点位。二、本章难点施工放样的基本思路与原理。三、课时分配本章共讲授2学时。第一节基本放样方法一、已知距离的放样距离放样是在量距起点和量距方向确定的条件下，自量距起点沿量距方向丈量已知距离定出直线另一端点的过程。根据地形条件和精度要求的不同，距离放样可采用不同的丈量工具和方法，通常精度要求不高时可用钢尺或皮尺量距放样，精度要求高时可用全站仪或测距仪放样。1．尺量当距离值不超过一尺段时，由量距起点沿已知方向拉平尺子，按已知距离值在实地标起点沿已知方向定法距离放样定点位。如果距离较长时，则按第四章第一节钢尺量距的方法，自量距线、依次丈量各尺段长度并累加，至总长度等于已知距离时标定点位。为避免出错，通常需丈量两次，并取中间位置为放样结果。这种方法只能在精度要求不高的情况下使用，当精度要求较高时，应使用测距仪或全站仪放样。2．全站仪(测距仪)距离放样如图11-1所示，A为已知点，欲在AC方向上定一点B，使A、B间的水平距离等于D。具体放样方法如下：图11-1已知距离放样1《测量学》电子教案(1)在已知点A安置全站仪，照准AC方向，沿AC方向在B点的大致位置置棱镜，测定水平距离，根据测得的水平距离与已知水平距离D的差值沿AC方向移动棱镜，至测得的水平距离与已知水平距离D很接近或相等时钉设标桩(若精度要求不高，此时钉设的标桩位置即可作为B点)。(2)由仪器指挥在桩顶画出AC方向线，并在桩顶中心位置画垂直于AC方向的短线，交点为B。在B置棱镜，测定A、B间的水平距离D。(3)计算差值DDD，根据D用钢卷尺在桩顶修正点位。二、已知角度的放样角度放样(这里指水平角)也称拨角，是在已知点上安置经纬仪，以通过该点的某一固定方向为起始方向，按已知角值把该角的另一个方向测设到地面上。通常可采用正倒镜分中法进角行度放样，当精度要求高时，可在正倒镜分中法的基础上用多测回修正法进角行度放样。1．正倒镜分中法如图11-2所示，A、B为现场已定点，欲定出AP方向使∠BAP，具体步骤如下：将经纬仪安置在A点，盘左瞄准B点并读取水平度盘的读数a(或配制水平度盘读数为零)，逆时针方向转动照准部使水平度盘读数为ba(当顺时针方向拨角，水平度盘读数应为ba)，在视线方向上适当位置定出P点；然后盘右瞄准B点，用上述方法再次拨1角并在视线上定出P点，定出P、P的中点P，212则∠BAP就是要放样的角。图11-2已知角度放样(正倒镜分中)正倒镜分中法放样已知水平角时，采用两个盘位拨角主要是为了校核，而精度提高并不明显(尤其是J经纬仪)。在实际工作中，有2时也常用盘左或盘右一个盘位进角行度放样，如偏角法测设曲线等。2．多测回修正法当角值的放样精度要求较高时，可先按上述正倒镜分中法在实地定出P点，如图11-3所示。以P为过渡点，根据放样精度选用必要的测回数实测角度∠BAP，取各测回平均角值为，则角度修正值。将转换为P点的垂距来修正角值，图11-3已知角度放样垂距计算公式为：APPP(11-1)式中，206265，以秒为单位。长度AP可用尺概略丈量。将P垂直于AP方向偏移PP定出P点，则∠BAP即为放样之角。实际放样时应注意点位的改正方向。2《测量学》电子教案三、高程放样高程放样主要采用水准测量的方法，有时也采用钢尺直接量取垂直距离或三角高程测量的方法。高程放样时，首先需要在测区内布设一定密度的水准点(临时水准点)作为放样的起算点，然后根据设计高程在实地标定出放样点的高程位置。高程位置的标定措施可根据工程要求及现场条件确定，土石方工程一般用木桩标定放样高程的位置，可在木桩侧面划水平线或标定在桩顶上；混凝土及砌筑工程一般用红漆作记号标定在它们的面壁或模板上。1．一般的高程放样一般情况下，放样高程位置均低于水准仪视线高且不超出水准尺的工作长度。如图11-4所示，A为已知点，其高程为H，欲在B点定出高程为H的位置。具体放样过程为先：AB在B点打一长木桩，将水准仪安置在A、B之间，在A点立水准尺，后视A尺并读数a，计算B处水准尺应有的前视读数b：b(Ha)H(11-2)AB图11-4高程放样靠B点木桩侧面竖立水准尺，上下移动水准尺，当水准仪在尺上的读数恰好为b时，在木桩侧面紧靠尺底画一横线，此横线即为设计高程H的位置。也可在B点桩顶竖立水B准尺并读取读数b，再用钢卷尺自桩顶向下量b-b即得高程为H的位置。B为了提高放样精度，放样前应仔细检校水准仪和水准尺；放样时尽可能使前后视距相等；放样后可按水准测量的方法观测已知点与放样点之间的实际高差，并以此对放样点进行检核和必要的归化改正。2．深基坑的高程放样当基坑开挖较深时，基底设计高程与基坑边已知水准点的高程相差较大并超出水准尺的工作长度时，可采用水准仪配合悬挂钢尺的方法向下传递高程。如图11-5所示，A为已知水准点，其高程为H，欲在B点定出高程为H的位置(H应根据放样时基坑实际开挖ABB深度选择，通常取H比基底设计高程高出一个定值，如1m)，在基坑边用支架悬挂钢尺，B钢尺零端朝下并悬挂10kg重物，放样时最好用两台水准仪同时观测，具体方法如下：3《测量学》电子教案图11-5深基坑的高程放样在A点立水准尺，基坑顶的水准仪后视A尺并读数a，前视钢尺读数b，基坑底的水1l准仪后视钢尺读数a，然后计算B处水准尺应有的前视读数：2bHa（ba）H(11-3)2A112B上下移动B处的水准尺，直到水准仪在尺上的读数恰好为b时标定点位。为了控制基2坑开挖深度，一般需要在基坑四周定出若干个高程均为H的点位。如果H比基底设计高BB程高出一个定值H，施工人员就可用长度为H的木条方便地检查基底标高是否达到了设计值，在基础砌筑时还可用于控制基础顶面标高。3．高墩台的高程放样当桥梁墩台高出地面较多时，放样高程位置往往高于水准仪的视线高，这时可采用钢尺直接量取垂距或“倒尺”的方法。如图11-6A为已知点，其高程为H，欲在B点墩身或墩身模板上定出高程为AH的位置。欲定放样点的高程H高于仪器BB视线高程，先在基础顶面或墩位置选择一点，用水准测量的方法测定程值，然后以该点作为起算点，用悬挂钢尺直接量取垂距当B处放样点高程H的位置高于水准仪视线高，但不超出水准尺工身(模板)适当图11-6高墩台的高程放样其高来标定放样点的高程位置。作长度时，可用已知高程点A与墩身之间安置水准仪，在A点立水准尺，后视A尺并读数H对应的水准尺读数b为：B倒尺法放样。在a，在B处靠墩身倒立水准尺，放样点高程B倒bH(Ha)(11-4)BA倒靠B点墩身竖立水准尺，上下移动水准尺，当水准仪在尺上的读数恰好为b时，沿倒水准尺尺底(零端)划一横线即为高程为H的位置。B第二节已知平面点位的放样平面点位放样的基本操作是距离放样和角度放样。按照距离和角度的组合形式，平面点位放样的基本方法有极坐标法、角度交会法、距离交会法、直角坐标法、方向线交会法等。4《测量学》电子教案一、极坐标法放样位置附近至少要有两个控制点作为放样的起算点，如图11-7中的控制点A(X，Y)和B(X，Y)，设放AABB样点P的设计坐标为(X，Y)，具体放样步骤如下：PP1．计算放样数据A、B点的坐标计算(XXX，YYY)，再按下列公式计算确定AB根据A、B两点间的坐标差BABA的坐标方位角：当X0且Y0时，90当X0且Y0时，270图11-7极坐标发放点YX当X0且Y0时，arctan(11-5)ABarctanXY360当X0且Y0时，ABarctanXY180当X0时，AB同法，可计算直线AP的坐标方位角。AP由AB方向顺时针旋转至AP方向的水平夹角为：(11-6)(11-7)APAB若0时，则加360。A、P两点间的水平距离为：D(XX)2(YY)2PAPA2．放样方法将经纬仪安置于A点，后视B点，顺时针方向拨角定出AP方向，然后沿AP方向量距离D即得P点。长期以来，极坐标法放样主要采用经纬仪配合钢尺作业，由于钢尺量距受地形条件影响较大，尤其在距离较长时，量距工作量大，效率低，而且很难保证量距精度，因而用钢尺进行极坐标法放样只能适应于放样点较近且便于量距的地方。目前，测距仪、全站仪已基本普及，极坐标法放样时通常采用测距仪(全站仪)进行，用测距仪(全站仪)进行极坐标法放样具有适应性强、速度快、精度高等优点，因而这种方法在高等级公路的路线测量和施工放样中得到了广泛应用。二、角度交会法当放样点远离控制点或不便于量距时(如桥墩中心点放样)，采用角度交会法较为适宜。A、B及放样点如图11-8所示，控制点P的坐标值均为已知，具体放样步骤如下：5《测量学》电子教案图11-8角度交会法放点1．计算放样数据、AB根据A、B、P点的坐标，按公式(11-5)分别计算AB、AP、BP的方位角，并按下式计算交会角：(11-8)AABAPBBPBA2．放样方法放样时最好采用两台经纬仪分别在A、B点设站，A点安置的经纬仪后视B点，逆时；B点安置的经纬仪后视，两台经纬仪视线的交点A点，顺时针方向拨角A针方向拨角B即为放样点P。用角度交会法定点，一般采用打骑马桩的方法。如图11-8所示，交会时最好用两台经A、B点，先粗略交会出P的大致位置；然后A点的经纬仪逆时针方向纬仪，分别安置在、拨角P点的两侧分别打，在ab两个木桩，根据盘左、盘右两次拨角定出的方向在、aAb两个木桩上各定两点，取平均位置1、2作为AP方向；同法B点的经纬仪顺时针方向拨、、角，在P点的两侧分别打3、4作为BP方向P的正确位置。cd两个木桩，根据盘左、盘右两次拨角定出的方向在cdB两个木桩上各定两点，取平均位置;最后在1、2和3、4之间拉细线，两线的交点即为P点的定位精度主要取决于、的拨角精度，除此之外，还与交会角(∠APB)的大AB小有关。当交会角在90°左右时，交会精度最高，一般不宜小于60或大于150。三、距离交会法距离交会法是利用放样点两到已知点的距离交会定点。放样时分别以相应的距离为半径用尺子在实地画弧，两弧线的交点即为放样点位置。此法要距已知点的距离不超过一整尺长。在公路勘测阶段，需对路线交点进行固定，并在交点附近的建筑物或树木等物体上作标记、量出标记至交点的距离并记录。施工时，可借助建筑物或树木上所作的标记用距离交会法寻找交点的位置。如图11-9所示，N、N是勘测阶段在房屋上作的标记，JD是路以两已知点为圆心、求放样点12线交点，利用已知距离D、D交会可快速找到JD桩位。l26《测量学》电子教案图11-9距离交会法放点第三节已知设计坡度线的放样公路路线纵面线型是由一系列直线坡段组合而成的，在相邻坡段交接点(变坡点)设置竖曲线。施工过程中，在同一坡段上的中桩，除可分别按其设计高程放样外，也可根据该坡段的纵坡度进行放样。根据某一坡段的纵坡度同时测定该坡段上各点位置的工作，称为已知坡度线放样。一、测设数据计算如图11-12所示，A、B为同一坡段上的两点，A点的设计高程为H，A、B两点间的A水平距离为D，坡度为i。则B点的设计高程应为：ABABHHDiAB(11-9)BAAB图11-12已知设计坡度线放样二、放样方法如图11-12所示，已知坡度线AB的放样步骤如下：(1)按本章第一节所述方法分别在A、B两点测设出高程为(2)将水准仪架在A点，使水准仪的一个脚螺旋位于AB方向上，另两个脚螺旋的连线与AB方向垂直，量出望远镜中心至A点(高程为H)的铅垂距离即仪器高i。H)竖立水准尺，望用远镜瞄准B点的水准尺，并转动在AB方向H、H的位置。ABA(3)在B点(高程为B上的脚螺旋，使十字丝的横丝对准水准尺上读数为i处，这时仪器的视线即平行于设计坡7《测量学》电子教案度线。(4)在上读数为i处，此时尺底的位置即在A、B之间的1、2、3„„点立尺，上下移动水准尺使十字丝的横丝对准水准尺设计坡度线上。当设计坡度较大时，除上述第一步工作必须用水准仪外，其余工作可改用经纬仪进行测设。在已知坡度线的木条，由木条底部向上量仪器高i并在；把划有红线的木条立在程为HB)，调节仪器使十字丝横丝瞄准红线3„„，上下移动木条，直到望远镜十字丝横丝与木条上的红线在设计坡度线放样中，也可用木条代替水准尺。量取仪器高i后，选择一根长度适当B点(高的木条依次立在放样位置1、2、相应位置划红线；把划有红线重合为止，这时木条底部即上。用木条代替水准尺放样不仅轻便，而且可减少放样出错的机会。本章小结工施放样就是将图纸上设计的建筑物、构筑物的特征点的空间位置标定到实地上，它包括平面定