测量员必备测量知识.docx
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1、第一部分 测量工作在施工消费中作用由于社会的开展,工程工程的增多,测量技术已经广泛地应用于工程建立的各个阶段。应用于工程建立上,其任务共分三项:测图;放样;监测。测图工作是设计与测绘部门的主要任务,我们只需理解一些概念即可。监测可理解为监控测量,监测的主要内容为:在施工过程中对地质与地形变更状况进展监视。例如:在隧道施工过程中,对围岩受敛状况及拱顶下沉状况进展观测,以及其它大型建筑物与高路基或地质不良地段须要常常地观测它们的变形态况,以便实行相应的措施,确保工程质量与人员、行车的平安。对于我们施工单位而言,测量工作的主要任务就是放样,因为测量放样工作贯穿着工程的全过程。放样亦称测设,就是把图纸
2、上设计好的各种建筑物按设计要求测设到地面上,并用确定的标记表示出来,作为施工的根据。测量技术是为人类消费效劳的一门技术,在施工消费中,测量具有特殊重要的作用。例如:在铁路、马路勘测设计的时候须要测绘较大比例尺的地形图与断面图,以便设计部门利用该图选择与确定线路位置;我们施工单位要将设计好的线路位置精确地标定在地面上;整个工程完成后还要进绽开工测量等总之,在整个工程建立过程中,无论是勘测设计阶段,施工阶段与运营阶段,这些工作都离不开测量。测量工作的质量将干脆影响工程建立的设计方案及施工的进度与工程质量。因此,作为工程技术人员,只有娴熟驾驭与理解各种根本测量操作技术及必要的计算技巧,才能通过测量对
3、各种建筑物进展精确的定位、放样。测量的实际工作分为外业与内业两个内容,其外业工作放样工作即为测量地面上各点之间的角度、程度间隔 与高差,测量成果的好坏亦取决于这三项工作的质量;内业工作包括资料计算、现场放样记录、成果整理复核等。第二部分 水准测量一 水准测量的原理水准测量亦称高程测量,确定地面上某一点的高程所进展的测量称为高程测量。确定一点的高程通常可承受水准测量方法与三角高程测量方法,而水准测量方法是最精确的也是最一般的运用方法三角高程测量方法将在全站仪运用部分做介绍。水准测量又称为几何水准测量我们施工单位也称为抄平,是利用水准仪协作水准尺测定地面点高程的常用方法。要确定一个点的上下位置也就
4、是要知道这个点的高程,首先要确定一个起算面水准面。目前我国承受“1985年国家高程基准,它是国家测绘机构在青岛验潮站旁边设立固定标石,用精细水准测量方法成年累月长期观测记录而求得的,这个固定标石点称为青岛水准原点,高程为,是国家一等水准网与全国高程测量的起点。其他等级的国家水准点高程均以此推算。青岛水准原点的高程即黄海平均海水面至该点的高差,我国都把青岛水准原点旁边的黄海平均海水面作为大地水准面,也就是我国计算高程的起算面。地面上某一点沿铅垂线方向至大地水准面的间隔 称为确定高程或海拔简称为高程或标高,用“H表示。大地水准面的确定高程为零。有时在部分地区,求某一点的高程有困难时,也可以假定一个
5、水准面作为高程的起算面。地面上一点A至大地水准面的铅垂间隔 用HA表示;至假定水准面的铅垂间隔 用HA表示,如图2-1。地面上随意两点的高程之差称为高差,利用水准仪进展高程测量的根本原理如下:地球上各点至大地水准面的铅垂线不平行的而汇交于地心的。但在小范围内我们可以把大地水准面当作程度面,所以HA、HB以及hAB可见图2-1所示。A点对B点的高差为:hAB=HAHB=HAHB在施工测量时,测定两点的高差是利用水准仪进展的,如图2-2所示:设A点的高程为HA,现须要测定B点的高程,在A、B两点之间安置水准仪,在A、B两点之间直立水准尺,利用水准仪供应的程度视线,从仪器中分别读取A、B两点上水准尺
6、的读数为a与b,由图中几何关系可得出B点对A点的高差:hAB=ab那么B点的高程为:HB=HA+ab= HA+ab这里我们把点A点称为后视点,A点上水准尺的读数称为后视读数;B点称为前视点,B点上水准尺的读数称为前视读数。计算高差时总是用后视读数减去前视读数。当ab时,高差为“,说明前视点比后视点高;反之那么前视点低于后视点。二 仪器与工具 水准仪:由望远镜、水准器、基座三部分组成。1.望远镜由物镜、目镜与十字丝上、中、下丝三部分组成。2.水准器有两种:圆水准器精度低,用于粗略整平。水准管精度高,用于精平。目前我们工程部各工点承受的水准仪均为自动安平水准仪,它没有水准管;原来运用的微倾式水准仪
7、主要承受水准管进展精平,如今工地上已很少运用。3.基座为了支承并程度转动仪器,须要一个基座;仪器的竖轴及支架连成一个整体插入基座的轴套里,使望远镜能绕竖轴转动。水准尺水准尺简称标尺,供仪器读数用。主要有单面尺、双面尺与塔尺几种,水准尺要求顺直,刻划精确、清晰,承受木质与铝合金材料制作。铁路五等水准测量常用的为塔尺,尺面分划为1cm或5mm,每10cm处E字形刻划的尖端注有阿拉伯数字。双面尺又称黑红双面标准尺,由两把尺组成,双面标准尺的黑面底部读数均由0开始;红面尺的底部读数:一把为4687mm,另一把为4787mm。双面尺主要用于三、四等水准测量或者要求较高精度的水准点引测。尺垫在水准测量中,
8、为使高程得到牢靠的传递并使水准尺不致于下沉,常承受尺垫作转点,以防止观测过程中水准尺下沉。三 水准仪的运用操作程序:粗平瞄准精平读数 粗平调整脚螺旋,使圆水准气泡居中。规律:气泡挪动方向及左手大拇指运动的方向一样。 瞄准1方法:先用准星器粗瞄,再用微动螺旋精瞄。2视差概念:眼睛在目镜端上下挪动时,十字丝及目的像有相对运动。产生缘由:目的像平面及十字丝平面不重合。消退方法:细致反复交替调整目镜与物镜对光螺旋。 精平假设运用自动安平水准仪,仪器无微倾螺旋,故不需进展精平工作。读数精平后,用十字丝的中丝在水准尺上读数。1方法:米、分米看尺面上的注记,厘米数尺面上的格数,毫米估读。2规律:读数在尺面上
9、由小到大的方向读。故对于望远镜成倒像的仪器,即从上往下读,望远镜成正像的仪器,即从下往上读。四 一般水准测量的施行及成果整理 水准点通过水准测量方法获得其高程的高程限制点,称为水准点,一般常用BM表示。有永久性与临时性两种。永久性水准点的高程由设计部门供应,临时性水准点的高程由施工单位自行引测。 水准路途水准路途根据工程的性质与测区状况,可布设成以下几种形式如以下图所示:1闭合水准路途由点BM1动身,经过假设干待测点,最终回到点BM1。2附合水准路途由点BM1动身,经过假设干待测点,附合到点BM2。3支水准路途 由点BM1动身,引测到某一待定水准点A。 外业观测观测要求:1.水准仪安置在离前、
10、后视间隔 大致相等之处。2.为刚好觉察观测中的错误,通常承受“两次仪器高法,即变更仪器高度0.1左右,重新安置仪器,再测一次高差,两次仪器高法高差之差h-h5mm时取平均值作为本站高差,否那么要重测;或承受“双面尺法进展高差观测。双面尺法要求红黑面读数差3mm h黑-h红5mm。3.水准测量记录表留意:1起始点只有后视读数,完毕点只有前视读数,中间点既有后视读数又有前视读数。2,只说明计算无误,不说明观测与记录无误。 水准测量的成果处理内业一计算闭合差:1闭合水准路途:2附合水准路途:二支配高差闭合差1.高差闭合差限差容许误差对于一般水准测量,有:fh容=30L 适用于平原地区; fh容=12
11、n 适用于山区。式中,高差闭合差限差,单位:mm。 L水准路途长度,单位:km ; n测站数。2.支配原那么:按及间隔 L或测站数n成正比,将高差闭合差反号支配到各段高差上。三计算各待定点高程用改正后的高差与点的高程,来计算各待定点的高程。五 水准测量的成果实例【例】如图为按图根水准测量要求施测某附合水准路途观测成果略图。BM-A与BM-B为高程的水准点,图中箭头表示水准测量前进方向,路途上方的数字为测得的两点间的高差(以m为单位),路途下方数字为该段路途的长度(以km为单位),试计算待定点1、2、3点的高程。解算如下:第一步计算高差闭合差:第二步计算限差: fh容=30L=307.4=81.
12、6(mm)因为 ,可进展闭合差支配。第三步计算每km改正数:第四步计算各段高差改正数:。四舍五入后,使。故有:V1=-8mm,V2=-10mm,V3=-9mm,V4=-10mm。第五步计算各段改正后高差后,计算1、2、3各点的高程。改正后高差=改正前高差+改正数ViH1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.323=47.609(m)H2=H1+(h2+V2)=47.632(m)H3=H2+(h3+V3)=50.4123=48.159(m)BMB=H3+(h4+V4)=48.159+1.420=45.579(m)改正计算如下表:六 一般水准仪的检验及校正.水准仪轴线的几何关系水准仪轴线
13、应满意的几何条件是:1.水准管轴LL/视准轴CC2.圆水准轴LL/竖轴VV 3.横丝要程度即:竖轴VV如以下图所示:(2).水准仪的检验及校正一圆水准器的检验及校正1.检验:气泡居中后,再将仪器绕竖轴旋转180,看气泡是否居中。2.校正:用脚螺旋使气泡向中央挪动一半, 再用拨针拨动三个“校正螺旋,使气泡居中。二十字丝横丝的检验及校正(示意图略)1.检验:整平后,用横丝的一端对准一固定点P,转动微动螺旋,看P点是否沿着横丝挪动。如P点偏离横丝,那么须要校正。 2校正 :旋下目镜处的十字丝环外罩,转动左右2个“校正螺丝。使横丝对准P点,反复检查,直到始终符合为准。三水准管轴平行于视准轴i角的检验及
14、校正1.检验:1平坦地上选A、B两点,约80m。2在中点C架仪,读取a1、b1,得h1=a1-b13在距B点约23m处安置仪器,读取a2、b2,得h2=a2-b24假设h2h1 ,那么水准管轴不平行于视准轴,有i角。因为h1为正确高差b2的误差可无视不计,故有:对于S3水准仪,假设i角大于时,需校正。2.校正方法有二种:a.校正水准管(主要用于微倾式水准仪)旋转微倾螺旋,使十字丝横丝对准(a2=h1+b2),拨动水准管“校正螺丝,使水准管气泡居中。b.校正十字丝(主要用于自动安平水准仪)保持水准管气泡居中,拨动十字丝上下两个“校正螺丝,使横丝对准a2读数即可。七 自动安平、精细、电子水准仪简介
15、 自动安平水准仪1原理:及一般水准仪相比,在望远镜的光路上加了一个补偿器。2运用:粗平后,望远镜内视察警告指示窗假设全部呈绿色,方可读数;最好状态是指示窗的三角形尖顶及横指标线平齐。3检校:及一般水准仪相比,要增加一项补偿器的检验,即:转动脚螺旋,看警告指示窗是否出现红色;以此来检查补偿器是否失灵。 精细水准仪每公里来回平均高差中误差1mm1、精细水准仪供应精确的程度视线与精确读数;2、精细水准尺刻度精确(铟钢带水准尺)。3、读数方法(1) 精平后,转动测微螺旋,使十字丝的楔形丝精确夹准某一整分划线。(2) 读数时,将整分划值与测微器中的读数合起来。 数字水准仪及条纹码水准尺1、具有自动安平、
16、显示读数与视距功能。2、能及计算机数据通讯,防止了人为观测误差。八 水准测量误差及考前须知误差来源有:仪器误差、操作误差、外界条件影响。1.仪器误差主要有:视准轴不平行于水准管轴i角的误差、水准尺误差。2.操作误差主要有:水准气泡未严格居中、视差、估读误差、水准尺未竖直。 3.外界条件影响的误差主要有:仪器下沉、尺垫下沉、地球曲率、大气折光、气温与风力。考前须知水准测量的误差对高程的影响很大,理解误差的性质及其对成果的影响是很有必要的;特殊是系统性误差,虽然对单个测站来说微缺乏道,但累计的结果却是不行无视的。驾驭这些规律,就可很好的指导我们的操作,获得优质的成果。在整个测量过程中,只要有一个测
17、站出错,就会导致整个测段内的成果不合格。要做到每个测站都正确无误,测量人员必需严密协作,细致细致的做好扶尺、观测、记录、计算等每一项工作。现将水准测量考前须知列下:扶尺“四要1.尺子要检查:测量前要检查标尺刻划是否精确,塔尺连接是否严密,测量过程中要随时检查尺底或尺垫是否粘有泥土。2.转点要牢靠:转点最好用尺垫,或者选择坚硬稳固而又有凸棱的石头上,保证转点在两个测站的前后视中不变更位置。3.扶尺要检查:塔尺如有横向倾斜,观测者易于觉察可指挥立直;如前后倾斜那么不易觉察,会造成读数偏大。故扶尺者身体要站直,如尺上有水准器时要检查使气泡居中。4.要用同一的尺:由于塔尺底部的磨损或包铁松动,将会使尺
18、底部零点位置不准,为消退其影响,在同一测段要用同一个尺。且测站数为偶数。观测“六要1.仪器要检校:测量前要把仪器校正好,使各轴线间满意应有的几何条件。2.仪器要平稳:中心螺旋连接要稳固牢靠,松紧适当,架腿要踩实,观测者不得扶压或骑跨架腿,观测过程中不得碰动仪器。3.前、后视要等长:前、后视等长的水准测量,可以消退i角误差以及地球曲率的影响,假设地面坡度不大还可消退大气折光的影响。一般水准测量最大视线长度不得大于150m,视线不要靠近地面,最小读数要大于。4.视线要程度:运用微倾式水准仪度数前气泡要符合,为防止匆忙读数之过失,读数前后均应检查气泡是否符合。烈日下要打伞。5.读数要精确:读数前要消
19、退视差,要认准横丝,要认请标尺刻划特点,每次读数最好读两次。6.迁站要慎重:未读前视读数时不得匆忙搬动仪器,以免使水准路途中间“脱节,造成返工;中途休息时,应将前视点选择在简洁找寻的地方,并作好标记,列如记录,以便下次续测。记录四要1.要复诵:读数列入记录时要边记边复诵;防止听错记错。如观测者兼作记录时,记完后可再看一下读数,以资复核。 2.记录要清晰:按规定格式填写,字迹要端正,点号要记请,前后视读数不得遗漏,不得颠倒。3.要原始记录:要在现场用硬铅笔HB填写在记录簿中,不得眷抄,以免转抄错误。记录错误时,不得用橡皮擦改,要在错误数字处画一横线,并将正确数字写在上方。4.计算要复核:记录者要
20、刚好根据读数计算出高差,记入记录簿并作计算的检验,再由另一人复核。记录簿要将司仪、记录、计算者签名齐全,以明确责任。九 三、四等水准测量三、四等水准测量除用于国家高程限制网的加密外,还常用于小地区的首级高程限制工程建立中高速马路的高程一般均承受四等水准测量进展。三、四等水准测量比前述的国家等级外铁路上常用的五等水准测量在方法上与精度上都有所不同。现将三、四、五等水准测量要求列于下表表,供参照运用。 三、四等水准测量的要求与方法三、四等水准测量每站的观测与记录依次见表.1。视距计算:后视距 =100 前视距 =100 前后视距差 = 视距累积差 d=本站前站黑红面零点差验算:零点差=黑面尺零点K
21、红面尺零点 即:=K =K式中 K 、K为、尺黑红面零点差。、的理论值为零,允许误差见上表(表)。高差计算:=100 的理论值为零,允许误差见上表(表)。当、两项计算无误时且在允许误差范围内,即可计算高差中数。=100/2计算检核:通过以下各式计算检查结果的正确性 =/2末站=/2=/2经校核无误,且误差不超限时方准迁站。否那么需核对计算,假设计算无误,那么需重测。三、四等水准测量记录计算见下表.1十 三角高程测量(平距、垂直角、仪器高、基座高)三角高程测量适用于地形起伏较大的山岭地区高程限制,承受全站仪结合光电测距进展。理论证明,光电测距三角高程的精度可以到达四等水准的要求。 原理如以下图有
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