第8章工程测设.ppt

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1、郑州大学土木工程学院 宋建学,1,第八章 测设的基本工作,宋建学 教授 郑州大学土木工程学院施工教研室 主任 郑州大学土木工程学院测量实验室 主任 2008-1,郑州大学土木工程学院 宋建学,2,第8章 测设的基本工作（2学时） 内容：已知距离测设、已知高程测设和已知角度测设；平面点位的测设方法（直角坐标法，极坐标法、方向交会法和距离交会法），测设参数计算 理解： 熟悉： 掌握：已知距离测设、已知高程测设和已知角度测设；平面点位的测设方法（直角坐标法，极坐标法、方向交会法和距离交会法），测设参数计算,郑州大学土木工程学院 宋建学,3,测设（staking out）就是根据工程设计图纸上待建结构

2、物的轴线位置、尺寸及其高程，计算待建结构物各特征点(轴线交点等)与控制点(或已建成结构物特征点)之间的距离、角度、高差等测设数据，然后以地面控制点为依据，将待建结构物的特征点在实地用工程桩定位，作为施工的依据。 不论测设对象是建筑物还是构筑物，测设点位的基本工作是通过测设已知的水平距离、水平角度和高程，从而确定空间点位。测设点位的基本方法有直角坐标法、极坐标法、方向交会法和距离交会法等；实际测设时，可根据施工控制网的形式，控制点分布情况、地形情况、现场条件及待建结构物测设精度要求等进行选择。,郑州大学土木工程学院 宋建学,4,8.1 水平距离、水平角和高程的测设,8.1.1、测设已知距离,在地

3、面上丈量两点间的水平距离时，首先是用尺子量出两点间的斜长，再进行必要的改正，以求得准确的实地水平距离；而测设已知水平距离时，其程序恰恰相反，方法如下。,（1）、一般方法 测设已知距离时，线段起点和方向是已知的。若要求以一般精度测设距离AB，则可在给定的方向，根据给定的距离值，从起点A用钢尺丈量的一般方法，量得线段的另一端点B，并暂用小钉定位，得B1位置。为了检核起见，应多次丈量测设的距离，得到一系列位置B2，B3，若多次测设的较差值在限差之内，可取其平均位置作为最后结果,郑州大学土木工程学院 宋建学,5,（2）、精确方法 当测设精度要求较高时，应按钢尺量距精密方法进行测设，具体作业步骤如下：

4、(a)、将经纬仪安置在A点，并标定给定的直线方向，沿该方向概量，并在地面上打下尺段桩和终点桩，桩顶刻十字标志。 (b)、用水准仪测定各相邻桩顶之间的高差。 (c)、按钢尺精密量距的方法先量出整尺段的距离，并加尺长改正，温度改正和倾斜改正，计算每尺段的距离及各尺段距离之和，得最后结果为LAB。 (d)、设应测设的水平距离为DAB，则余长R= DAB - LAB 。然后计算余长段应测设的实地长度,(e)、根据LR在地面上测设余长段，并在终点桩上作出标志，即为所测设的终点B。如终点超过了原打的终点桩时，应另打终点桩。,郑州大学土木工程学院 宋建学,6,【例题8.1.1】在地面上欲测设一段15.000

5、m水平距离AB，钢尺尺长方程：lt=30.0000-0.0050+1.210-530(t-20) (m)，测设时温度为30，A、B两点高差hAB0.500m，所施于钢尺的拉力与检定时拉力相同，试计算测设时在地面上应量出的长度L。,郑州大学土木工程学院 宋建学,7,（3）、用光电测距仪测设水平距离,如图所示，当测设距离时，安置测距仪于A点，瞄准已知方向。沿此方向移动反光棱镜位置，使仪器显示值略大于测设的距离DAB，定出C点，在C点安置反光棱镜，测出反光棱镜的竖直角及斜距S(经气象改正后)。计算水平距离DAC=Scos。计算测设改正数R=DAC- DAB 。根据R的符号和数值，在实地以C点为参照，

6、用小钢尺沿已知方向将终点改正至B，并用木桩标定其点位。为了捡核，应将反光棱镜安置于B点，再实测 AB的距离，若 不符合应再次进 行改正，直到测 设的距离符合限 差为止。,郑州大学土木工程学院 宋建学,8,如果用具有跟踪功能的测距仪或电子速测仪测设水平距离，则更为方便，它能自动进行气象改正，并将倾斜距离归算成平距直接显示。测设时，将仪器安置在A点，瞄准已知方向，测出气象要素（气温和气压），并输入仪器，按下自动跟踪键，则仪器显示屏上可实时显示水平距离。观测者指挥手持棱镜者前后移动，当显示值等于待测设的已知水平距离值时即可定出B点。,郑州大学土木工程学院 宋建学,9,8.1.2、测设已知水平角,（1

7、）、一般方法 当测设水平角的精度要求不高时，可用盘左盘右取中数的方法。 设地面上已有OA方向线，从O按顺时针方向测设已知水平角值。为此，将经纬仪安置在O点，用盘左瞄准A点，读取度盘数值，松开水平制动螺旋，旋转照准部，使度盘读数增加，在此视线方向上定出C1点。为了消除仪器误差和提高测设精度，用盘右重复上述步骤，再测设一次，得C2点，取C1和C2的中点C，则AOC就是要测设的角。此法又称盘左盘右分中法,测设已知水平角是根据水平角的已知数据和一个已知方向，在地面上把该角的另一个方向测设出来。,郑州大学土木工程学院 宋建学,10,（2）、精确方法 测设水平角的精度要求较高时，可采用作垂线改正的方法，以

8、提高测设的精度。在O点安置经纬仪，先用一般方法测设角，在地面上定出C点，再用测回法测足够测回（由精度确定），较精确地测得AOC=，再测出OC的距离，即可按下式计算出垂直改正值 实际中，可根据(- )的符号确定改正值是向内还是向外。为检查测设是否正确，还需要进行检查测量。,郑州大学土木工程学院 宋建学,11,8.1.3、 测设已知高程,已知高程的测设，是根据施工现场已有的水准点将设计高程在实地标定出来。它与水准测量不同之处在于，不是测定两固定点之间的高差，而是根据一个已知高程的水准点，把设计所给定点的高程在实地标定出来。,在建筑设计和施工过程中，为了计算方便，一般把建筑物的室内地坪用0.000标

9、高表示，基础、门窗等的标高都是以0.000为依据，相对于0.000测设的。,郑州大学土木工程学院 宋建学,12,如图所示，假定施工场地内有高程控制点R，已知其高程为HR，现欲在A点木桩上测设高程为HA的室内地坪0.000标高。首先在木桩A和水准点R之间安置水准仪，并在R点上立水准尺，设其读数为a，则视线高为 ： Hi= HR + a 在A点木桩侧面立尺并上下移动，使前尺读数为 此时，在前尺底部位置处划一道红线，此位置即为待测设的高程HA 。,a,b,郑州大学土木工程学院 宋建学,13,当要测设楼层标高时，只用水准尺无法满足点位的高程需要，就必须采用高程传递法。下图是向楼层上传递高程的示意图。向

10、楼层上传递高程可以利用楼梯间，将检定过的钢尺悬吊在楼梯间处，零点一端向下，挂一重约100N的重锺，可以将重锺放入油桶中以减少摆动。这样就可以用水准仪逐层引测。楼层B点的标高为：,式中 a、b、c、d标尺读数； HA 底层0.000室内地 坪绝对标高。,郑州大学土木工程学院 宋建学,14,8.2 点的平面位置测设,点的平面位置测设主要有下列几种方法，可根据施工控制网的布设形式，控制点的分布、地形情况和建筑物的测设精度要求等进行选择。 8.2.1、直角坐标法(orthogonal coordinate method) 当建筑物附近已有彼此垂直的主轴线时，可采用此法。 如图所示，OA、OB为建筑场地

11、上两条互相垂直的主轴线（或者是既有建筑物互相垂直的两条边线），待建工程的两个轴线MQ，PQ分别与OA，OB平行。设计总平面图中已给定拟建工程的四个角点M、N、P、Q的坐标，现以M点为例，介绍其测设方法。,郑州大学土木工程学院 宋建学,15,首先计算O、M之间的距离及在 两个坐标轴上的投影x和y，接着在O 点上安置经纬仪，瞄准A点，沿 O正 方向从O点向A测设距离y得C点；然 后将仪器搬至C点，仍瞄准A点，逆 时针方向测设90角，并沿此方向 从C点测设距离x即得M点，继续沿此方向可测设出N点。 同法测设出P点和Q点。最后应检查建筑物的四角是否等于90，各边是否等于设计长度，而最常用的检核方法是测

12、量两条对角线长度的较差值，并确保误差在允许范围之内。,上述方法计算简单、施测方便、精度较高，是应用较广泛的一种方法。,郑州大学土木工程学院 宋建学,16,8.2.2、极坐标法 ( polar coordinate method ),极坐标法是根据水平角和距离测设点的平面位置，适用于测设距离较短，且便于量距的情况。图中，A、B两点是需要测设的拟建工程特征点，场地现有控制点1、2、3、4和5。以下以测设A点为例介绍极坐标测设法。,郑州大学土木工程学院 宋建学,17,在用极坐标法测设点位之前，需要用下列公式计算有关的测设数据。 根据上式计算结果，即可进行工程特征点A的测设。 测设A点时，在点2安置经

13、纬仪，瞄准3点，逆时针测设出 1角；在 1角终边方向线上用钢尺测设距离D 2A即得A点。用同法也可以测设B点。 最后应丈量AB的距离， 以资检核。,郑州大学土木工程学院 宋建学,18,8.2.3、角度交会法 (direction convergence method),此法又称方向线交会法。当待测设点远离控制点且不便量距时，采用此法较为适宜。 如图所示，P点是待测设点， 而A、B和C是控制点。首先算出 测设数据 1和角值 1 。虽然从理 论上说，由这两个参数即可确定P 点的位置，但为了对测设结果进 行校核，必须计算出更多的冗余参 数，例如 2 。 然后将经纬仪先后安置在A点、B点和C点，分别测

14、设 1 、 1和 2等角值，并且分别沿AP，BP，CP方向线，在P点附近各打两个小木桩，桩顶上钉上小钉，以表示 AP、BP、CP的方向线。将各方向上两个方向桩的小钉用细线绳拉紧，即可交出AP、 BP、CP三个方向的交点，此点即为所求的P点。,郑州大学土木工程学院 宋建学,19,由于测设误差，三条方向线可能并不交于一点，而会出现一个很小的三角形，称为误差三角形。当误差三角形边长在允许范围内时，可取误差三角形的重心作为P点的点位。如超限，则应重新交会。,郑州大学土木工程学院 宋建学,20,8.2.4、距离交会法(distance convergence method),距离交会法是根据两段已知距离

15、交会出点的平面位置的一种方法。此法适用于场地平坦，量距方便，且控制点离测设点又不超过一个整尺段长度的地方。在施工中，细部位置测设常用此法。,郑州大学土木工程学院 宋建学,21,如图所示，设A、B是待测设点，其附近有控制点1、2、3、4和5等。首先根据已知坐标计算A、B两点距附近控制点的距离，得到D 1 、 D 2和D 3 、 D 4 。分别用两把钢尺的零点对准控制点1和2， 以D 1和D 2为半径在地面上画弧，两弧交点即为A点的位置。同法定出B点。为了检核，还应测量AB长度与设计长度比较，其误差应在允许范围之内。,郑州大学土木工程学院 宋建学,22,例已知 ； ， ； ， 。若将仪器安置在M点，试计算用极坐标法测设A点所需的数据。（距离算至0.1m）,郑州大学土木工程学院 宋建学,23,本 章 结 束,