《水利工程测量》PPT课件

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1、 第四篇第四篇 水利工程测量水利工程测量 第第13章章 施工测量的基本工作施工测量的基本工作13.1 施工测量概述施工测量概述13.1.1 施工测量概述施工测量概述施工测量的目的是将图纸设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程，按照设计要求，以一定的精度测设到实地上，作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的测量工作。施工测量的内容主要包括：施工控制网的建立；将图纸上设计好的建筑物或构筑物的平面位置和高程标定在实地上，即施工放样（测设）；施工竣工后对建筑物或构筑物的竣工测量以及在施工期间检查施工质量的变形观测等。13.1.2 施工测量的原则施工测量的原则施工测量和测绘地形图一样，也要遵循“从整体到

2、局部”、“先控制后碎部”的原则，即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基准，测设出各个建筑物的平面位置和高程。水工建筑物一般先由施工控制网测设建筑物的主轴线，用它来控制建筑物的整个位置。再来测设建筑物细部，测设细部的精度往往比测设主轴线的精度为高。13.1.3 施工测量的精度要求施工测量的精度要求施工放样的精度与建筑物的大小、结构形式、建筑材料等因素有关。例如，水利工程施工中，钢筋混凝土工程较土石方工程的放样精度高，而金属结构物安装放样的精度要求则更高。因此，应根据不同施工对象，选用不同精度的仪器和测量方法，既保证工程质量又不致浪费人力物力。13.2 施工控制网的布设施工控

3、制网的布设在规划设计阶段所进行的勘测工作，首先是建立测图控制网，因此，控制点的密度和精度是以满足测图为目的。当建筑物的总平面设计确定，开始进行土建工程时，原有测图控制网点大多不能满足放样的要求。因此，除了小型工程或放样精度要求不高的建筑物可以利用测图控制网作为施工控制以外，一般较复杂的大中型工程，在施工阶段需重新建立施工控制网。施工控制网分为平面控制网和高程控制网。13.2.1 平面控制网的布设平面控制网的布设平面控制网一般布设成两级，一级为基本网，它起着控制水利枢纽各建筑主轴线的作用，组成基本网的控制点称基本控制点；另一级的定线网（或称放样网）,它直接控制建筑物的辅助线及细部位置。水工建筑物

4、大多位于起伏较大的山岭地区常采用三角网作为基准，用它来布设矩形网。13.2.2 高程控制网的布设高程控制网的布设高程控制网一般也分两级，一级水准网与施工区域附近的国家水准点连接，布设成闭合（或附合）形式，称为基本网。另一级是由基本水准点引测的临时性作业水准点,它应尽可能靠近建筑物，以便做到安置一次或二次仪器，就能进行高程放样。13.3 基本的测设工作基本的测设工作13.3.1 测设已知直线长度测设已知直线长度已知水平距离的测设，就是由地面已知点起，沿给定的方向，测设出直线上另外一点，使得两点间的水平距离为设计的水平距离。其测设方法常用的有两种。（1）钢尺测设水平距离如图131所示，A为地面上已

5、知点，D为设计的水平距离，要在地面给定的方向上测设出B点，使得AB两点间的水平距离等于D。13.3.2 测设已知水平角测设已知水平角如图133所示,AB为起始边,B为设计的水平角,欲测设终边AC,实测步骤为：在A点安置仪器,正镜后视B点，水平读数置为0000，顺时针方向转动照准部，当读数为设计角时（若后视B点不为零,则应将B值加上后视读数），转动照准部,在前视方向上打一个木桩,并在桩顶标出视线方向上的C1点。倒镜，后视B点,按同样的方法，在桩顶标出倒镜后的视线方向，得到C2点。两次所标出的点若不重合,则取正倒镜中位置C为前视方向点。AC为放样的方向。图133（2）全站仪（测距仪）测设水平距离如

6、图132所示,安置全站仪于A点，瞄准已知方向，沿此方向移动棱镜位置，当显示的水平距离等于待测设的水平距离时，在地面标定出过渡点B，然后，实测AB的水平距离，如果测得的水平距离与已知水平距离之差符合精度要求，则定出B点的最后位置，如果测得的水平距离与已知水平距离之差不符合精度要求，应进行改正，直到测设的距离符合限差要求为止。图13213.3.4 测设地面点平面位置的基本方法测设地面点平面位置的基本方法（1）极坐标法极坐标法是根据水平角和水平距离测设地面点平面位置的方法。如图13-5所示，P点为欲测设的待定点，A、B为已知点。为将P点测设于地面，首先按坐标反算公式计算测设用的水平距离DAP和坐标方

7、位角、图13-5地面点的高程测设如图134所示，设A为已知水准点，高程为HA，B点的设计高程为HB，在A、B两点之间安置水准仪，先在A点立水准尺，读得读数为a，由此可得仪器视线高程：Hi=HA+a要使B点高程为设计高程HB,则在B点的水准尺上的读数应为：bHiHb将B点水准尺紧靠B桩，上、下移动尺子，当读数正好为b时，则B尺底部高程即为HB。然后在B桩上沿B尺底部做记号，即得设计高程的位置。如欲使B点桩顶高程为HB，可将水准尺立于B桩顶上，若水准仪读数小于B时，逐渐将桩打入土中，使尺上读数逐渐增加到b，这样B点桩顶高程就是设计高程HB。13.3.3 测设已知高程点测设已知高程点图134（2）直

8、角坐标法如图137所示，施工现场布设有200m200m的建筑方格网，某厂房4个角点的坐标为已知，现以角点1为例说明放样方法：根据角点1的设计坐标计算出纵横坐标之差、；先将经纬仪安置在方格网的角点M上，正镜，照准另一个角点Q，沿此方向线从M点用钢尺测设距离，标定终点N；再将仪器移置于N点，后视，照准M点，用正倒镜测设直角，在标定的垂线上，从N点测设距离，即可标定1点。其它角点2、3、4可用同样方法测设。最后，应测量12、23、34、41边的长度，以检验放样长度与设计长度之差是否符合规范要求。图13-7测设用的水平角为：测设P点时，将经纬仪安置在A点，瞄准B点，顺时针方向测设角，得一方向线，然后在

9、该方向线上测设水平距离DAP，则可得P点。如果用全站仪按极坐标法测设点得平面位置，则更为方便（如图13-6所示）。要测设P点得平面位置，其施测方法如下：把全站仪安置在A点，瞄准B点，将水平度盘设置为00000，然后将控制点A、B的已知坐标及P点的设计坐标输入全站仪，即可自动算出测设数据水平角及水平距离DAP。测设水平角，并在视线方向上把棱镜安置在P点附近的P点。设AP的距离为DAP，实测DAP后再跟据DAP与DAP的差值DAP进行改正，即得P点。=DAP图13-613.4 坡度线的测设坡度线的测设两点间的高差与其水平距离的比值称为坡度。设地面上两点间的水平距离为D，高差为h，坡度为i，则：坡度

10、可用百分率（%）表示，也可用千分率（）。已知坡度的测设，就是根据一点的高程位置，沿给定的方向，在该方向上定出其他一些点的高程位置，使这些点的高程位置在给定的设计坡度线上。如图13-9所示，A点的高程为HA，A、N点的水平距离为DAN，直线A、N的测设坡度为iAN，则可算出N点的设计高程为：图13-9（3 ）角度交会法）角度交会法图138中，A、B、C为控制点，P为码头上某一点，需要测设它的位置。首先根据P点的设计坐标和三个控制点的坐标，计算放样数据、及、。测设时，在控制点A、B、C三点上各安置一架经纬仪，分别以、及、及交会出P点的概略位置，然后进行精确定位。由观测者指挥在码头面板上定出AP、B

11、P、CP三根方向线，由于放样有误差，三根方向线不交于一点，形成一个三角形，称为示误三角形，如果示误三角形内切圆半径不大于1cm，最大边长不大于4cm时，可取内切圆的圆心作为P点的正确位置。为了消除仪器误差，AP、BP、CP三根方向线需用盘左、盘右取平均的方法定出，并在拟定方案时，应使交会角及不小于30或120、及、按测设高程的方法，在N点测设出HN的高程位置，则A点与N点的设计坡度线就定出来了。除了线路两端点定出外，还要在A、N两点之间定出一系列点，使它们的高程位置能位于AN所在的同一坡度线上。测设时，将水准仪安置在A点，并使水准仪机座上的一只脚螺旋在AN方向上，另两只脚螺旋的连线与AN方向垂

12、直，量取仪高i，用望远镜瞄准立于N点的水准尺，调整AN方向上的脚螺旋，使十字丝的中丝在水准尺上的读数为仪器高i，这时仪器的视线平行于所设计的坡度线，然后AN中间的各点1、2、3的桩上立水准尺，只要各点水准尺的读数为i，则尺子底部即位于设计坡度线上。13.5.2 圆曲线主点的测设圆曲线主点的测设1.圆曲线要素计算由图可以看出，若a，R已知，则切线长曲线长外距切曲差例1：已知交点JD的桩号为3+135.12，测得转角=4020（右），圆曲线半径R=120m，试求圆曲线要素。由公式13-11可得T=44.072L=84.474E=7.837J=3.67113.5 圆曲线的测设圆曲线的测设13.5.1

13、 圆曲线主点圆曲线主点图1310中直线由T1到P点后，转向PT2方向（i为转折角），用一半径为R的圆与该二直线连接（相切），切点BC由直线转向曲线，称为圆曲线的起点；切点EC由曲线转向直线，称为圆曲线的终点；MC为曲线的中点；这三点控制圆曲线的形状，称为圆曲线的主点。图13-103.主点的测设（1）经纬仪置于交点JD上，将望远镜照准ZY方向，自交点沿此方向量切线长T=44.07m，便定出曲线起点ZY。（2）将望远镜照准YZ方向，自交点沿此方向量切线长T=44.07m定出曲线的终点YZ。（3）以0。0000”瞄准终点YZ，测设角度/2，可得两切线得分角线方向（当大于180度时，需再倒转望远镜），

14、沿此方向从JD量外距E=7.84m，便定出曲中点QZ。2.主点桩号的计算主点桩号计算公式ZY桩号=JD桩号-TQZ桩号=ZY桩号+L/2YZ桩号=QZ桩号+L/2为了避免计算中的错误，可用下式进行计算检核YZ桩号=JD桩号+T-J用例1的测设元素按式1312计算驻点桩号得：JD桩号3+135.12；ZY桩号3+091.05QZ桩号3+133.29YZ桩号3+175.53检核计算：按式算得YZ桩号为3+175.52两次算得YZ的桩号相差0.01m，这是计算时四舍五入的关系，为容许误差13.5.3 圆曲线细部点的测设圆曲线细部点的测设下面分别介绍偏角法和切线支距法1.偏角法的原理、主要公式及放样要

15、素如图1311所示，欲测设曲线上2点，可在ZY点置镜，后视JD点，拨出偏角，在以定长c自1点与拨出的视线方向作交会，便的2点。偏角计算主要公式如下：式中c为弧长，一般为20m，为弧长c所对应的圆心角当圆曲线上各点等距离时，则曲线上各点的偏角为第一点偏角的整数倍.图13-112.切线支距法的原理、主要公式及放样要素原理：平面曲线的施工测量，就是依据曲线上的坐标值进行施工放样。平面曲线施工放样测量的计算，就是依据曲线的数学方程式，由已知弧长，求算曲线坐标。其计算过程如下：由图1312可以看出，曲线上任意一点i的坐标为以代入上式并用级数展开，可得圆曲线的参数方程：本章小本章小 结结测量的两项主要工作是大比例尺地形图的测绘和施工放样。在本书前面几章中我们已经讲过了大比例尺地形图的测绘，本章主要介绍施工测量的基本知识。首先，本章阐述了测设的基本工作，即已知水平距离的测设，主要采用钢尺测设和全站仪测设水平距离两种方法；已知水平角的测设，分别叙述了一般测设和精密测设两种方法；已知高程的测设，对地面点的高程和空间点的高程做了详细介绍。并介绍了点的平面位置的测设，有直角坐标法，极坐标法，角度交会法和距离交会法；还简要的介绍了坡度线的测设，并详细的介绍了圆曲线的测设方法，阐述了圆曲线的主点和细部点的测设。图1311