工程測量知識

1、第一章 高程放樣高程放樣就是以已知高程點(diǎn)為依據(jù)，測設(shè)高差后標(biāo)出設(shè)計(jì)高程的位置，它與距離、水平角放樣一樣，也是最基本的放樣工作。如下圖如示，A點(diǎn)為已知高程點(diǎn)，其高程為Ha，B點(diǎn)為待設(shè)點(diǎn)，其設(shè)計(jì)高程為Hb。若B點(diǎn)的高度已被定出，在A、B之間安置水準(zhǔn)儀，分別讀取這兩個(gè)點(diǎn)上的標(biāo)尺讀數(shù)a和b，則根據(jù)幾何水準(zhǔn)測量原理可得下列關(guān)系式： b=Ha-Hb+a即： 放樣點(diǎn)的標(biāo)尺讀數(shù)已知點(diǎn)高程放樣點(diǎn)高程+后視讀數(shù)若按上式求得待設(shè)點(diǎn)上的標(biāo)尺讀數(shù)(b)為負(fù)值，此時(shí)可將待設(shè)處的標(biāo)尺倒立，并指揮該尺上、下移動，當(dāng)儀器視線正好對準(zhǔn)標(biāo)尺上讀數(shù)b時(shí)，在標(biāo)尺頂端(零點(diǎn))做標(biāo)志，此即為待放樣的高程位置。第二章 建筑工程施工測量第一節(jié)

2、 概 述一、 開工前的測量工作1) 建立施工控制網(wǎng)；2) 場地平整測量；3) 建（構(gòu)）筑物的定位、放線測量。二、 施工過程中要進(jìn)行的測量工作1) 基礎(chǔ)施工測量；2) 建筑物軸線的投測和高程傳遞；3) 工業(yè)廠房構(gòu)件安裝測量；4) 工業(yè)廠房設(shè)備安裝測量；5) 某些重要工程的基礎(chǔ)沉降觀測；6) 階段性竣工驗(yàn)收測量。三、 竣工后要進(jìn)行的測量工作1) 測繪竣工圖；2) 配合竣工驗(yàn)收、檢查工程質(zhì)量的測量。在施工測量中必須遵循“由整體到局部，先控制后細(xì)部”的原則。對于建（構(gòu)）筑物的放樣精度要求一般有兩種：一是對各建（構(gòu)）筑物相互位置的要求，即各建筑物主軸線間的位置精度；二是建（構(gòu)）筑物本身各部分間的位置的位

3、置精度，即主軸線與其它軸線以及各細(xì)部結(jié)構(gòu)間的位置精度。第二節(jié) 建筑施工控制網(wǎng)的形式和點(diǎn)位布置用于控制建筑物內(nèi)部相對位置的廠房控制網(wǎng)，一般都布設(shè)成矩形，所以亦稱之為矩形控制網(wǎng)。對于場區(qū)（或場地）控制網(wǎng)來說，其布設(shè)形式一般可采用下列幾種：1) 建筑方格網(wǎng)：是一種特殊形式的施工控制網(wǎng)，其相鄰點(diǎn)的連線平行或垂直于建筑物主軸線，組成正方形或矩形的格網(wǎng)，控制點(diǎn)即位于格網(wǎng)的交點(diǎn)上。所以建筑場地上，大多采用方格網(wǎng)形式作為施工控制網(wǎng)，特別是在地勢較為平坦、建筑物布置規(guī)則且密集的建筑物場地上更為適用。2) 導(dǎo)線網(wǎng)：采用導(dǎo)線網(wǎng)作為施工控制網(wǎng)，網(wǎng)點(diǎn)的布置比較靈活。它適用于地勢較為平坦、建筑物布置分散且不很規(guī)則的建筑場

4、地。若導(dǎo)線邊采用測距儀測定，則地勢平坦與否也影響不大。3) 三角網(wǎng)：適合于地形起伏大、建筑物布置得又較分散的施工場地。無論是何種形式的施工控制網(wǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意以下兩點(diǎn)：1) 施工控制網(wǎng)宜建成獨(dú)立網(wǎng)，采用施工坐標(biāo)系，但必須與國家控制網(wǎng)聯(lián)系，聯(lián)系點(diǎn)的定位中誤差一般不得超過±5cm。2) 進(jìn)行平面控制網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須同時(shí)考慮高程控制問題。在較平坦的施工場地，通常將平面控制點(diǎn)兼作高程控制點(diǎn)。水準(zhǔn)測量是建立高程控制網(wǎng)的主要方法，一般以三等水準(zhǔn)網(wǎng)為首級控制，采用四等水準(zhǔn)路線進(jìn)行加密，小測區(qū)可僅布設(shè)四等水準(zhǔn)網(wǎng)。第三節(jié) 建筑方格網(wǎng)的建立建筑方格網(wǎng)的建立過程一般分三步：設(shè)置一條（或幾條）主軸線，控制方

5、格網(wǎng)的位置和方向；以主軸線為基礎(chǔ)進(jìn)行方格網(wǎng)點(diǎn)的測設(shè)；進(jìn)行方格網(wǎng)點(diǎn)的局部加密。主軸點(diǎn)坐標(biāo)換算：為了利用原測圖控制點(diǎn)放樣主軸點(diǎn)，必須將主軸點(diǎn)的施工坐標(biāo)與原控制點(diǎn)的測量坐標(biāo)化算到同一坐標(biāo)系中，才能通過解析計(jì)算求得放樣數(shù)據(jù)。一般在設(shè)計(jì)說明中已給出兩種坐標(biāo)換算的元素，則可按下列公式進(jìn)行換算：Xi=x0+Ai·cos Bi·sinYi=y0+Ai·sin+ Bi·cos式中：Ai 、Bi為某點(diǎn)在施工坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；Xi、 Yi為該點(diǎn)在測量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；x0 、y0、為坐標(biāo)換算元素。若要將測量坐標(biāo)換算為施工坐標(biāo)值，換算公式為：Ai=（Xi x0）·co

6、s+（Yi y0）·sinBi=（Yi y0）·cos（Xi x0）·sin有時(shí)，設(shè)計(jì)中未提供換算元素，則需從設(shè)計(jì)圖上用解析法或圖解法求得坐標(biāo)換算元素。解算方法如下圖所示，X、Y為測量坐標(biāo)軸，A、B為施工坐標(biāo)軸，為施工坐標(biāo)軸相對于測量坐標(biāo)軸的偏轉(zhuǎn)角（按順時(shí)針），x0、y0為施工坐標(biāo)系原點(diǎn)在測量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。求算換算元素x0、y0、之前，首先要求得兩個(gè)點(diǎn)在兩種坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，一般可選主軸線的兩個(gè)端點(diǎn)，如圖中M、N點(diǎn)，其施工坐標(biāo)AM、BM、AN、BN已在選定主軸點(diǎn)位置時(shí)求得，再從圖上圖解這兩點(diǎn)的測量坐標(biāo)XM、YM、XN YN。由圖可得坐標(biāo)換算元素計(jì)算公式為tgMN

7、 = (YN-YM)/(XN-XM)tgMN = (BN-BM)/(AN-AM)= MN MNx0 = XM AM·cos+ BM·sin= XN - AN·cos+ BN·siny0 = YM AM·sin- BM·cos= YN - AN·sin- BN·cos第四節(jié) 建筑場地平整測量場地平整測量的內(nèi)容有：實(shí)測場地地形，按填挖土方平衡原則進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)計(jì)算，最后進(jìn)行現(xiàn)場高程放樣，以作為平整場地的依據(jù)。場地平整測量常采用方格法、等高線法、斷面法，現(xiàn)對方格法作詳細(xì)介紹，此法適用于高低起伏較小、地面坡度變化均勻的場地，

8、其施測步驟如下：(一) 測設(shè)方格網(wǎng)一般是將現(xiàn)場的方格網(wǎng)加密成全面的方格網(wǎng)或另外測設(shè)。方格的大小視地形情況和平整場地的施工方法而定，用機(jī)械施工時(shí)采用50m×50m或100m×100m的方格，用人力施工時(shí)采用20m×20m的方格，方格點(diǎn)都用木樁標(biāo)定。為了便于計(jì)算，各方格點(diǎn)一般都按縱、橫行列編號，并展繪一張計(jì)算略圖，如圖4-15所示。(二) 測量各方格網(wǎng)點(diǎn)的地面高程根據(jù)場地內(nèi)或附近的水準(zhǔn)點(diǎn)，測出各方格點(diǎn)處的地面高程（取位至厘米），并分別標(biāo)注在圖上各方格點(diǎn)旁（見圖4-15）。測量方法可采用間視水準(zhǔn)測量，將儀器置于場地中央，依次讀取水準(zhǔn)點(diǎn)和各方格點(diǎn)上的標(biāo)尺讀數(shù)，最后經(jīng)計(jì)算，

9、求得各方格點(diǎn)的高程。(三) 計(jì)算各方格點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程計(jì)算設(shè)計(jì)高程的目的是求得各點(diǎn)的填（挖）高度，并確定場地上的填、挖分界線。在填挖土方量平衡的前提下，若將場地整成水平面，則此水平面的設(shè)計(jì)高應(yīng)等于現(xiàn)場地面的平均高程。值得提出的是，場地平均高程不能簡單地取各方格點(diǎn)高程的算術(shù)平均值，因與各點(diǎn)高程相關(guān)的方格數(shù)不同，所以在計(jì)算設(shè)計(jì)高程時(shí)，應(yīng)乘以每點(diǎn)高程所用的次數(shù)后，求其總和，再除以總共用的次數(shù)。也就是說，要考慮各點(diǎn)高程在計(jì)算平均高程時(shí)所占的比重大小，進(jìn)行加權(quán)平均。若認(rèn)為相鄰各點(diǎn)間的地面坡度是均勻的，并以四分之一方格作為一個(gè)單位面積，定其權(quán)為1。則方格網(wǎng)中各點(diǎn)地面高程的權(quán)分別是：角點(diǎn)為1,邊上點(diǎn)為2,拐點(diǎn)為

10、3,中心點(diǎn)為4（如圖4-16）。這樣即可按加權(quán)平均值的算法，利用各個(gè)方格網(wǎng)點(diǎn)的高程求得場地地面平均高程H平： H平（Pi·Hi）/Pi式中：Hi為方格點(diǎn)i的地面高程；Pi為方格點(diǎn)i的權(quán)例：按圖4-15所示圖形計(jì)算場地的平均地面高程解：為了計(jì)算方便，以高程30.00m為準(zhǔn)，先求各點(diǎn)減去30m后的平均高程值。5個(gè)角點(diǎn)的P·H總和1×（0.67+2.11+3.70+4.73+4.01）15.228個(gè)角點(diǎn)的P·H總和2×（1.13+1.62+1.90+2.94+3.92+4.42+3.54+1.62）42.181個(gè)拐點(diǎn)的P·H3×3

11、.049.125個(gè)中心點(diǎn)的P·H總和4·（2.02+2.37+2.71+3.00+3.30）53.60加上30m后，則地面平均高程為H平30.00+（Pi·Hi）/Pi 30.00+（15.22+42.18+9.12+53.60）/(1×5+2×8+3×1+4×5)=32.73若場地要求平整為一個(gè)水平面，則求得的場地平均地面高程H平，就是各點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程。如果要求把場地整為有一定坡度的斜平面時(shí)，則在求得場地平均高程后，還得分別計(jì)算各方格點(diǎn)的設(shè)計(jì)高。(四) 土方量計(jì)算土方量是按方格逐格進(jìn)行計(jì)算，然后將填、挖方分別求總和。填方總量

12、和挖方總量在理論上應(yīng)相等，但因計(jì)算中大多采用近似公式，所以實(shí)際結(jié)果會略有出入。如相差較大時(shí)，須檢查計(jì)算是否有錯(cuò)誤。若計(jì)算無誤，則說明確定的設(shè)計(jì)高程不太合適，應(yīng)查明原因后重算。各方格的填、挖方量計(jì)算可有兩種情況：一種是整格為填或挖；另一種是方格中有填亦有挖（即填挖分界線位于方格中）。整方格為填（或挖）的，可采用下式計(jì)算方格的填方（或挖方）量Vi=(a+b+c+d)/4·l2式中：a、b、c、d為方格四角點(diǎn)的填（或挖）土深度；l為方格邊長。當(dāng)方格中有填有挖時(shí)，因填挖分界線在方格中所處位置不同，故相應(yīng)立體的底面形狀又可歸納為四種情況，在計(jì)算其體積時(shí)應(yīng)分別對待。（略）體積計(jì)算公式：1) 正方

13、體：Va3(a為邊長)2) 長方體：Va·b·c（長×寬×高）3) 長柱體：V=A·h（底面積×高）4) 圓柱體：V r2h（r為底半徑，h為高）5) 圓錐體：V r2h/3（r為底半徑，h為高）6) 方錐臺：V(1/3)H·(a2+b2+a·b) （a為上方邊長，b為下方邊長）7) 角錐臺：V(1/3)H·(A1+A2+ A1·A2)（A1為上底面積，A2為下底面積）（長方形的）8) 擬柱體：V(L/6) ·(A1+4Am+A2) （A1 、A2為兩端斷面面積，Am為中央斷面面積，L

14、為兩端間距離）9) 梯形體：V(h/6) ·(2a+a1)b+(2a1+a)b1（a、b為下底邊長，a1、b1為上底邊長，h為高）第三章 線路測量第一節(jié) 概 述公路、鐵路、架空高壓線路以及輸油管道等都屬于線型工程，它們的中線通稱為線路。在線路勘測設(shè)計(jì)階段的測量工作，稱為線路測量。線路測量的主要任務(wù)，是為線路設(shè)計(jì)提供一切必要的地形資料。這些資料包括：1) 在平面圖或地形圖上表示出線路的平面位置；2) 在縱斷面圖上表示線路經(jīng)過的地表上的地形起伏情況；3) 在橫斷面圖上表示線路垂直方向上的地形起伏情況。線路設(shè)計(jì)一般分階段進(jìn)行，相應(yīng)的勘測工作也要分階段。以公路為例，通常分為初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)

15、兩個(gè)階段，相應(yīng)的勘測工作分為踏勘測量（初測）和詳細(xì)測量（定測）。在踏勘測量中，要沿線進(jìn)行導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)測量、橫斷面測量和地形測量，并沿導(dǎo)線兩側(cè)一定范圍內(nèi)進(jìn)行土壤地質(zhì)、橋涵、路基水文、邊坡穩(wěn)定性等有關(guān)調(diào)查工作。在詳細(xì)測量中，根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)，將所確定的線路位置標(biāo)定到實(shí)地上，同時(shí)要進(jìn)行線路縱、橫斷面測量和局部地形測量。第二節(jié) 圓曲線測設(shè)公路、鐵路在其方向發(fā)生變化地段，必須用曲線來連接，才能保證車輛正常運(yùn)行。這種連接不同方向線的線路曲線稱為平曲線。同樣，道路中線的縱斷面是由不同坡度連接的，當(dāng)相鄰坡度值的代數(shù)差超過一定數(shù)值時(shí)，在變坡點(diǎn)處，也必須用曲線連接。這種連接不同坡度的曲線稱為豎曲線。平曲線主要

16、有圓曲線和緩和曲線兩種，圓曲線是具有一定半徑的圓?。痪徍颓€主要用以連接直線和圓曲線，其曲率半徑由無窮大漸變至圓曲線半徑。圓曲線又可分為單曲線和復(fù)曲線。單曲線是只具有同一個(gè)半徑的曲線，而具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同半徑的曲線稱為復(fù)曲線。圓曲線放樣點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算方法：(個(gè)人總結(jié)計(jì)算方法)1) 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙給定ZY（直圓點(diǎn)）、QZ（曲中點(diǎn)）、YZ（圓直點(diǎn)）、JD（交點(diǎn)）、R（半徑）、（偏角）、T（切線長）、E（外矢距）、L（曲線長）、q（切曲差）、O（x、y）（圓心坐標(biāo)）；2) 根據(jù)圓心坐標(biāo)、ZY或YZ或QZ的坐標(biāo)進(jìn)行反算，得出圓心到ZY或YZ或QZ的坐標(biāo)方位角；3) 按 圓心角(li/R) ×

17、(180。/) (li為弧長) (根據(jù)總弧長分成若干段弧長)4) 根據(jù)反算的已知方位角和推算的每段弧長所對的圓心角，及半徑、圓心坐標(biāo)，按坐標(biāo)正算即可求出圓弧上各點(diǎn)的坐標(biāo)。n 書本上圓曲線的放樣方法(一) 圓曲線要素及其計(jì)算公式TR·tg2 為線路交點(diǎn)的轉(zhuǎn)向角又稱為線路“偏角” Lm= 180 ·(。) · RmER(sec2 1)R(1/(cos2) 1)q2T L各主要點(diǎn)的里程樁號計(jì)算公式為：ZY=JDT QZ=ZY+L/2 YZ=QZ+L/2檢核公式為：JD+T-q = YZ(二) 圓曲線任意一點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算設(shè)P點(diǎn)為圓曲線上任意一點(diǎn)，P點(diǎn)與ZY點(diǎn)的里程差為lP=

18、Dp-DZY,則P點(diǎn)在統(tǒng)一坐標(biāo)系中的XOY坐標(biāo)為：Xp= XZY+2R·sin2·cos(ZJ±2)Yp= YZY+2R·sin2·sin(ZJ±2)式中 (lP/R)·180 為相應(yīng)的弧長所對的圓心角 lP 為圓曲線上任意一點(diǎn)至ZY點(diǎn)的曲線長 Dp 為任意點(diǎn)的樁號 DZY 為直圓點(diǎn)的樁號 XZY 、YZY 為直圓點(diǎn)的坐標(biāo)值 ZJ 為直圓點(diǎn)至交點(diǎn)的方位角 當(dāng)為凸曲線時(shí)取正號，當(dāng)為凹曲線時(shí)取負(fù)號。第三節(jié) 有緩和曲線的圓曲線測設(shè)(一) 有緩和曲線的圓曲線要素及其計(jì)算公式m = l0/2l03/240R2 m為過圓心O2作切線的垂

19、線 P = l02/24R P為加設(shè)緩和曲線后圓曲線相對于切線的內(nèi)移量 T = m+(R+P) ·tg2 T為切線長 0 (。) = l0m / (2· Rm)·180 0為過HY(YH)點(diǎn)的切線與X軸之夾角 或是HY(YH)點(diǎn)上的半徑與Y軸之夾角 Lm = (· Rm·( (。) 2·(0 (。)/180+2· l0m L為曲線長 E = (R+P) · sec 2R E為外矢距(交點(diǎn)JD到曲線中點(diǎn)QZ的距離) q = 2TL q為切曲差(又稱校正值)各主要點(diǎn)的里程樁號計(jì)算公式為：ZH=JDT HY=ZH+ l0 QZ=ZH+L/2HZQZ+L/2 YHHZl0檢核公式為：JD+T-q = HZ式中符號說明： l0為緩和曲線長度(設(shè)計(jì)值) R