2022年测绘工程测量设计方案.docx
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1、浅析测量在房屋建筑中的应用摘要本文介绍了测量在房屋建筑上的应用;介绍了工程测量的进展和应用;然后结合具体工程工程,案例分析工程测量应用;例如掌握测量、工程放样、垂直度测量、建筑标高测量、变形监测;并借助案例施工放样,介绍了全站仪的使用学问,并进行实际的放样工作;最终展望了测量在房屋建筑领域中的发 展;关键词:工程测量; 房屋建筑; 放样; 全站仪Analysis the Applications of Engineering Survey in Housing ConstructionAbstractFirst, some brief applications of engineering s
2、urvey in housing construction are introduced in this paper. Then some frequently used engineering surveys, such as controlsurvey,engineering lofting,building elevation measurements,verticalmeasurement, deformation measurementareshowtheirprinciplesandmethods.And,weelaborate theintroduction to use tot
3、al station. Finally, the housing constructionsurveying make aconclusion on the application and look forward to more of its applications.KeyWords:EngineeringSurvey ; HousingConstruction ; Engineering Lofting ; Total Station目录摘要 I ABSTRACTII目录 IV第一章引言 11.1 工程测量位置和争论领域应用11.1.1 工程测量的定义 11.1.2 工程测量的位置 11
4、.1.3 争论应用领域21.2 工程测量的内容31.2.1 工程测量的内容划分31.2.2 工程测量的内容 31.3 工程测量的进展历史31.4 工程测量仪器的进展41.5 大型特种精密工程测量51.5.1 国内览胜 51.5.2 国外简述 6其次章工程建筑的测量应用72.1 掌握测量 72.2 工程放样 92.2.1 预备工作 92.2.2 极坐标法放点92.2.3 误差处理 102.2.4 复测工作 112.3 建筑标高测量112.4 垂直度测量 112.5 变形监测测量 122.5.1 工程变形监测的基础学问122.5.2 变形监测数据处理122.5.3 变形的几何分析与物懂得释132.
5、5.4 变形分析与预报的系统论方法14第三章工程测量应用案例分析153.1 工程简况 153.1.1 基坑及掌握点图 153.2 基础施工测量173.2.1 前期预备工作173.2.2 基线测设 173.2.3 轴线测设 183.2.4 桩位的测放与复核183.3 工程施工放样 183.3.1 全站仪放样使用说明183.2.2定点放样 203.4 建筑标高测量213.3 5 工程测量在主体结构施工阶段对工程质量的作用21第四章工程测量的进展展望 22结语 23参考文献 24致谢 25第一章引言1.1 工程测量位置和争论领域应用1.1.1 工程测量的定义当代人对工程测量学的定义是:工程测量技术指
6、在工程建设的勘测设计、施工和治理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称;传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门,其基本内容有测图和放样两部分;现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念,它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定,而且包括对测量结果的分析,甚至对物体进展变化的趋势预报;苏黎世高等工业高校马西斯教授指出:“一切不属于地球测量,不属于国家地图集的陆地测量,和不属于法定测量的应用测量都属于工程测量”;我国近代以来工程测量可追溯至1932 年,同济高校工学院高等测量系正式成立,成为当时国立高校中惟一的测量系,并成为我国民用测绘高等训练事业的发祥地;随着传
7、统测绘技术向数字化测绘技术转化,我国工程测量的进展可以概括为“四化”和“十六字”,所谓“四化”是:工程测量内外业作业的一体化,数据猎取及其处理的自动化,测量过程掌握和系统行为的智能化,测量成果和产品的数字化;“十六字”是:连续、动态、遥 测、实时、精确、牢靠、快速、简便;1.1.2 工程测量的位置测绘学是一门具有悠久历史和现代进展的一级学科;该学科无论怎样进展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论显现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样转变,学科的本质和特点都不会转变;总的来说,测绘学的二级学科仍应作如下划分:大地测量学工程测量学摄影测量学地图制图学不动产测绘值得说
8、明的是,随着社会的进展、科技的进步,训练不断改革,目前我国测绘本科只有“测绘工程”一个专业,且有60 余所高校设有此专业,这对宽口径培育人才无疑很有好处,但从就业角度来说,仍需要将其二级学科作为专业方向进行培育;在这60 余所高校中,大多数是以工程测量学这一学科方向为主;1.1.3 争论应用领域目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行治理三个阶段划分;也有按行 业划分成:线路 铁路、大路等 工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、三维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教 材;由 Hennecke,Mueller
9、,Werner 3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:测量仪器和方法;线路、铁路、大路建设测量;高层建筑测量;地下建筑测量;安全 监测;机器和设备测量;由于工程测量的争论应用领域特别广泛,进展变化也很快,因此写书特别困难;目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材;国际测量师联合会FIG 的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4 个工作组:测量方法和限差;土石方运算;变形测量;地下工程测量;此外仍设了一个特殊组:变形分析与说明;现在,下设了6 个工作组和 2 个专题组; 6 个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测
10、量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络;2 个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准;德国、瑞士、奥地利3 个德语语系国家自50 岁月发起组织每3 4年举办一次的“工程测量国际学术争论会”;过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据 猎取;数据说明、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物 变形监测; 1992 年第 11 届争论会的专题是:测量理论与测量方案;测量技术和测量系统;信息系统和 CAD;在建筑工程和工业中的应用;1996 年的第 12 届争论会的专题是:测量和数据处理系统;监测和掌握;
11、在工业和建筑工程中的质量问题;数据模型和信息系统;交叉学科的大型工程工程;从以上可见,工程测量学的争论领域既有相对的固定性,又是不断进展变化的;笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分;在学科上可划分为一般工程测量和精密工程测量;工程测量学的主要任务是为各种工程建设供应测绘保 障,满意工程所提出的要求;精密工程测量代表着工程测量学的进展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科进展的动力;1.2 工程测量的内容1.2.1 工程测量的内容划分1. 按阶段划分( 1)工程建设规划设计阶段( 2)工程建设施工阶段的测量( 3)工程建设运营治理
12、阶段的测量2. 依据服务对象划分建筑、水利、线路、桥梁、地下、海洋、军事、工业、矿山等;1.2.2 工程测量的内容( 1)工程测量中的地势图测绘规划阶段用图比例尺一般较小,依据工程的规模可直接使用1: 1 万至 1:10000 的地势图;在施工阶段比例尺一般较大1: 1000 或 1: 500;( 2)工程掌握网布设和优化设计工程掌握网包括测图掌握网、施工掌握网、变形监测网和安装掌握网;目前除特高精度的工程专用网的和设备安装掌握网外,绝大多数掌握网都可采纳GPS定位技术建立;( 3)施工放样技术和方法将抽象的几何实体放样到实地上去,成为具体的几何实体所采纳的测量方法和技术称为施工放样,机器和设
13、备的安装也是一种放样;放样放样可分为点、线、面、体的放样;具体方法包括:极坐标、偏角法、偏距法、投点法、距离交会、方向交会;( 4)工程的变形监测分析和预报工程建筑物的变形及与工程有关的灾难监测、分析和预报是工程测量争论的重要内容;变形监测技术几乎包括全部工程测量技术,除常规仪器外仍包括各种传感器和专用设备;变形模型的建立;其主要针对目标点上的时间序列进行数据处理,包括多元线性回规分析、时间序列等;1.3 工程测量的进展历史“测量”一词来源于希腊字“ . ”,是“土地划分”的意思;古埃及尼罗河每年洪水泛滥,埋没了土地界限,水退后需要重新划界,从而开头了测量工作;我国是世界文明古国,测绘方法显现
14、很早,最早可以追溯到四千年以前;在史记夏本纪中表达了夏禹治理洪水的情形:“左准绳,右法规;载四时,以开九州,通九道,坡九泽,度九山”; 这说明在公元前21 世纪已经使用简洁的测量工具进行了测量工作;春秋战国时期,测绘有了新的进展;从周髀算经、九章算术、管子地图篇、孙子兵法等书的有关论述中都说明白 我国的测量、运算技术和军事地势图的内容已经达到了相当高的水平;在长沙马王堆汉墓出土的公元 前 2 世纪的地势图、驻军图和城邑图,是迄今发觉的最古老最翔实的地图;魏晋时刘徽著海岛算经,阐述了测算海岛之间的距离和高度的方法;西晋的裴秀主持编制了反映晋十六州的郡国县邑、 山川原泽和境域的大型地图集禹贡地域图
15、十八篇,并总结出分率、准望、道里、高下、方斜、迂直的“制图六体”,从今地图制图有了标准和原就;在世界上, 17 世纪望远镜的创造和应用对测量技术的进展起到了很大的促进作用;1683 年,法国进行了弧度测量,证明白地球是两极略扁的椭球体;1794 年德国高斯提出了最小二乘法原理,以后又提出了横圆柱投影学说,对测量学的进展做出了很大奉献;1903 年飞机的创造对航空摄影测量的进展起到了打算性作用,并大大减小了测量的劳动强度;二十世纪以来,电子运算机的显现,不仅加快了运算速度,并且转变了测绘仪器和方法;特殊是1957 年人造地球卫星的发射,促使测绘工作有了新的飞跃,开创了卫星大地测量学这一新领域;多
16、普勒定位是空间技术用于大地测量并得到普遍应用的一种先进技术;到了70 岁月,又显现了全球定位系统(GPS),用它进行精密掌握测量能达到厘M 级精度;人们利用遥感、遥测技术获得丰富的图像信息,编制大区域的小比例尺影像地图和专题地图;同时仍显现了惯性测量系统和长基线干涉测量,前者是依据惯性原理设计的测定地面点大地元素的装置,后者是一种独立站射电干涉测量技术,用来测定相距很远地面点的相对位置;1.4 工程测量仪器的进展工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器;通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐步被电子全测仪、电子水准仪所替代;电脑型全站仪协作丰富的软件,向全能型和智能化方向进展;带电
17、动马达驱动和程序掌握的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人;测量机器人可自动查找并精确照准目标,在1s 内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作连续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量;GPS接收机已逐步成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用;将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一 起,称超全站仪或超测量机器人;它将GPS的实时动态定位技术与全站仪敏捷的3 维极坐标测量技术完善结合,可实现无掌握网的各种工程测量;专用仪器是工程测量学仪器进展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域;其中,包括机械式、光电式及光机电 子 结合式的仪器
18、或测量系统;主要特点是:高精度、自动化、遥测和连续观测;用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线 或基准面 的偏距 垂距 ,称为基准线测量或准直测量;这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪 向下、向上 、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等;在距离测量方面,包括中长距离 数十 M至数公里 、短距离 数 M至数十 M和微距离 毫 M至数 M 及其变化量的精密测量;以ME5000 为代表的精密激光测距仪和TERRAMETERLDM双2频激光测距仪,中 长距离测量精度可达亚毫M 级;可喜的是,很多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动
19、化,其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR,应变仪 DISTERMETERISET,H石英伸缩仪,各种光学应变计,位移与振动激光快速遥测仪等;采纳多谱勒效应的双频激光干涉仪,能在数十M 范畴内达到 0.01 m 的计量精度,成为重要的长度检校和精密测量设备;采纳CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微 M的精度,它们使距离测量精度从毫M、微 M级进入到纳 M级世界;高程测量方面,最显著的进展应数液体静力水准测量系统;这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时猎取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和连续测量等特点;两容器间的距离可达数十公里,如
20、用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,答应两容器之间的高差从过去的数厘 M达到数 M; 与高程测量有关的是倾斜测量 又称挠度曲线测量 ,即确定被测对象 如桥、塔 在竖直平面内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线;各种机械式测斜 倾 仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和敏捷移动等方向进展,其精度达微M级;具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器进展的显著特点,采纳多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3 维坐标、轨道的宽度和倾角;液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百
21、M长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距;综上所述,工程测量专用仪器具有高精度 亚毫 M、微 M 乃至纳 M、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机掌握等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,仍可测振动频率以及物体的动态行为;1.5 大型特种精密工程测量大型特种精密工程建设和对测绘的要求是工程测量学进展的动力;这里仅简洁介绍国内外有关情况;1.5.1 国内览胜三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测,其规模之大, 监测工程之多,都堪称世界之最;不仅采纳目前国内外最成熟最先进的仪器、技术,在实践中也在不断进展新的技术和方法,
22、如对滑坡体变形与失稳争论的运算机灵能仿真系统;拟进行争论的三峡库区滑坡泥石流预报的3S 工程等,都涉及到精密工程测量;隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时连续自动监测系统,监测点的位置精度达到了亚毫M;该工程用地面方法建立的变形监测网,其最弱点精度优于 1.5 mm;北京正负电子对撞机的精密掌握网,精度达0.3 mm ;设备定位精度优于0.2 mm, 200m 直线段漂移管直线精度达0.1 mm;大亚湾核电站掌握网精度达2 mm,秦山核电站的环型安装测量掌握网精度达 0.1 mm;上海杨浦大桥掌握网的最弱点精度达0.2mm,桥墩点位标定精度达0.1 mm;武汉长江二桥全桥的贯穿精度 跨距和墩中心
23、偏差 达毫 M级;高 454 m 的东方明珠电视塔对于长114 m、重 300 t的钢桅杆天线,安装的垂准误差仅9mm;长 18.4 km 的秦岭隧道,洞外GPS网的平均点位精度优于3 mm,一等精密水准线路长120 多公里;目前帮助隧道已贯穿,仅一个贯穿面的情形下,横向贯穿误差为12mm,高程方向的贯穿误差只有 3 mm;1.5.2 国外简述国外的大型特种精密工程更不胜枚举;以大型粒子加速器为例,德国汉堡的粒子加速器争论中心,堪称特种精密工程测量的历史博物馆;1959 年建的同步加速器,直径仅100m,1978 年的正负电子储存环,直径743 m, 1990 年的电子质子储存环,直径2000
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