工程測量學概述

28三月2024工程測量學概述本課程主講內(nèi)容→工程測量學概述→橋梁工程測量→線路工程測量→隧道工程測量→施工放樣→建筑工程測量3/28/20242博觀而約取,厚積而薄發(fā)！課程結(jié)束考核辦法課程結(jié)束考試：80%考勤、作業(yè)：10%課間實習：10%3/28/20243博觀而約取,厚積而薄發(fā)！一、工程測量學概述

1.工程測量學在測繪學中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域1.1.1學科定義定義一：工程測量學是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營管理階段所進行的各種測量工作的學科。特點：比較大眾化，易于理解。3/28/20244博觀而約取,厚積而薄發(fā)！一、工程測量學概述----1.工程測量學在測繪學中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域定義二：工程測量學主要研究在工程、工業(yè)和城市建設(shè)以及資源開發(fā)各個階段所進行的地形和有關(guān)信息的采集和處理，施工放樣、設(shè)備安裝、變形監(jiān)測分析和預(yù)報等的理論、方法和技術(shù)，以及研究對測量和工程有關(guān)的信息進行管理和使用的學科，它是測繪學在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中的直接應(yīng)用。定義二較定義一更具體、準確，且范圍更大3/28/20245博觀而約取,厚積而薄發(fā)！定義三：工程測量學是研究地球空間（包括地面、地下、水下、空中）中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設(shè)實現(xiàn)的理論、方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學科。定義三更加概括、抽象和科學。定義二、三除建筑工程外，機器設(shè)備乃至其它幾何實體都是工程測量學的研究對象，且都上升到了理論、方法和技術(shù)，強調(diào)工程測量學所研究的是與幾何實體相聯(lián)系的測量、測設(shè)的理論、方法和技術(shù)。一、工程測量學概述----1.工程測量學在測繪學中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域3/28/20246博觀而約取,厚積而薄發(fā)！1.1.2工程測量學的學科位置測繪學大地測量學工程測量學攝影測量與遙感地圖制圖學一級學科二級學科一、工程測量學概述----1.工程測量學在測繪學中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域3/28/20247博觀而約取,厚積而薄發(fā)！1.1.3工程測量學的研究領(lǐng)域工程測量學工業(yè)測量線路工程測量水利工程測量橋梁工程測量隧道工程測量建筑工程測量礦山測量海洋測量軍事工程測量幾乎每一行業(yè)和工程測量都有相應(yīng)的著書或教材。一、工程測量學概述----1.工程測量學在測繪學中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域3/28/20248博觀而約取,厚積而薄發(fā)！由于工程測量的研究應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，發(fā)展變化也很快，因此寫書十分困難。目前國內(nèi)外沒有一本全面涉及工程測量學理論、技術(shù)、方法和實際應(yīng)用的現(xiàn)代專著或教材。

一、工程測量學概述----1.工程測量學在測繪學中的定位和研究應(yīng)用領(lǐng)域3/28/20249博觀而約取,厚積而薄發(fā)！一、工程測量學概述2.工程測量學的內(nèi)容1.2.1按工程建設(shè)階段劃分工程測量按工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營管理三個階段分為“工程勘測”、“施工測量”和“安全監(jiān)測”，三個階段測繪工作有：1）規(guī)劃設(shè)計階：主要是提供各種比例尺的地形圖，另外還要為工程地質(zhì)勘探，水文地質(zhì)勘探以及水文測驗等進行測量。對于重要的工程區(qū)的穩(wěn)定性監(jiān)測。3/28/202410博觀而約取,厚積而薄發(fā)！任何一項工程都必須按照自然條件和預(yù)期目的進行選址和規(guī)劃設(shè)計。在此階段的測量工作，主要是提供各種比例尺的地形圖供規(guī)劃設(shè)計人員進行規(guī)劃設(shè)計。一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202411博觀而約取,厚積而薄發(fā)！（1）工業(yè)企業(yè)規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作工業(yè)企業(yè)是面狀地形，因此它所需的圖具有面狀特征，要進行規(guī)劃設(shè)計必須有設(shè)計底圖，而該階段測量工作的任務(wù)是向設(shè)計者提供所需的地形圖。一般來說：1：5000比例尺地形圖可用于規(guī)劃設(shè)計；1：2000比例尺地形圖可用于初步設(shè)計；1：1000比例尺地形圖可用于施工設(shè)計；1：500比例尺地形圖可用于地形復(fù)雜、建筑物密集、精度要求較高的工業(yè)企業(yè)的施工設(shè)計。一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202412博觀而約取,厚積而薄發(fā)！（2）線路規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作各種線型工程的勘測工作內(nèi)容基本是一樣的，但隨著工程的不同有些差異。現(xiàn)以公路為例詳細地說明線路勘測的內(nèi)容和任務(wù)。我國公路路規(guī)劃設(shè)計的程序，一般要經(jīng)過方案研究、初測、初步設(shè)計、定測，施工設(shè)計等過程?？睖y工作分為初測和定測兩個階段進行。一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202413博觀而約取,厚積而薄發(fā)！（3）橋梁規(guī)劃設(shè)計階段的測量工作主要有以下測量工作：√橋位平面和高程控制測量√橋址定線測量√斷面測量√橋位地形測量√流向測量√船筏走行線測量√鉆孔定位一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202414博觀而約取,厚積而薄發(fā)！2）建設(shè)施工階段：建立施工控制網(wǎng)，工程建筑物定線放樣，施工質(zhì)量控制，開挖與建筑方量測繪，工程竣工測量、變形觀測以及設(shè)備的安裝測量等。一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202415博觀而約取,厚積而薄發(fā)！工程施工階段的測量工作主要是按設(shè)計要求將設(shè)計的建構(gòu)筑物位置、形狀、大小及高程在實地標定出來，以便進行施工；另一方面作為施工質(zhì)量的監(jiān)督，還需進行工程質(zhì)量監(jiān)理。一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202416博觀而約取,厚積而薄發(fā)！不同的施工的對象，其施工測量工作程序基本上是一致的。主要的測量工作有：施工控制網(wǎng)的建立施工放樣竣工測量一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容監(jiān)理?3/28/202417博觀而約取,厚積而薄發(fā)！監(jiān)理測量工作在正式施工開始時，對控制網(wǎng)進行全面復(fù)測、檢查※驗收承包人的施工定線※驗收承包人測定的原始地面高程※對橋梁施工還需進行橋梁下、上部結(jié)構(gòu)的施工放樣的檢測※對每層路基的厚度、平整度、寬度、縱橫坡度進行抽查，檢查施工單位的內(nèi)業(yè)資料是否真實※審批承包人提交的施工圖一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202418博觀而約取,厚積而薄發(fā)！3）運營管理階段：工程建筑物的變形觀測，包括水平位移、沉陷、傾斜以及擺動等定期或持續(xù)監(jiān)測。建立工程進管理、維護信息系統(tǒng)。工程運營管理階段測量工作的主要任務(wù)是工程建筑物的變形觀測。在工程建筑物運營期間，為了監(jiān)視其安全和穩(wěn)定的情況，了解其設(shè)計是否合理，驗證設(shè)計理論是否正確，需要定期對其位移、沉降、傾斜以及搖擺等進行觀測，稱為變形觀測。一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202419博觀而約取,厚積而薄發(fā)！1.2.2按服務(wù)對象劃分按服務(wù)對象分：建筑工程測量、水利工程測量、線路工程測量、橋隧工程測量、地下工程的測量、海洋工程測量、軍事工程測量、三維工業(yè)測量，以及礦山測量、城市測量等。一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202420博觀而約取,厚積而薄發(fā)！1.2.3工程測量學的內(nèi)容主要內(nèi)容：模擬或數(shù)字的地形資料的獲取與表達；工程控制測量及數(shù)據(jù)處理；建筑物的施工放樣；大型精密設(shè)備的安裝和調(diào)試測量；工業(yè)生產(chǎn)過程的質(zhì)量檢測和控制；工程變形及與工程有關(guān)的各種災(zāi)害的監(jiān)測分析與預(yù)報；工程測量專用儀器的研制與應(yīng)用；工程信息系統(tǒng)的建立與應(yīng)用等。一、工程測量學概述----2.工程測量學的內(nèi)容3/28/202421博觀而約取,厚積而薄發(fā)！3.工程測量的儀器經(jīng)緯儀、水準儀、全站儀和GPS接收機是工程測量的通用儀器。專用儀器包括機械式、光電式及光機電（子）多傳感器集成式儀器或測量系統(tǒng)。?基線測量或準直測量儀器：有正錘、倒錘及垂線觀測儀、引張線儀、各種激光準直儀、鉛直儀（向下、向上）、自準直儀以及尼龍絲或金屬絲準直測量系統(tǒng)等。?距離測量儀器：中長距離、短距離和微距離測量。ME5000、銦瓦線尺測距儀DISTINVAR、應(yīng)變儀DISTERMETER、雙頻激光干涉儀、CCD線列傳感器測量，距離測量精度從毫米、微米級進入到納米級。一、工程測量學概述3/28/202422博觀而約取,厚積而薄發(fā)！CG-3(3A)型垂線觀測儀主要用于大壩、高層建筑物等大型工程的水平變形測量及撓度測量利用激光束測量直線度誤差的測量工具----激光準直儀一、工程測量學概述----3.工程測量儀器3/28/202423博觀而約取,厚積而薄發(fā)！TPS與GPS完美結(jié)合，集成GPS接收機的高性能全站儀。無需控制點、長導(dǎo)線和后方交會操作，只需安裝SmartStation，并使用GPS確定該點的準確位置，然后就可以使用全站儀進行測量、放樣。僅僅通過簡單的安裝調(diào)試，就可以簡單、快速地測量作業(yè)。

SmartStation超站儀一、工程測量學概述----3.工程測量儀器3/28/202424博觀而約取,厚積而薄發(fā)！高程測量方面，最顯著的發(fā)展應(yīng)數(shù)液體靜力水準測量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通過各種類型的傳感器測量容器的液面高度，可同時獲取數(shù)十乃至數(shù)百個監(jiān)測點的高程，具有高精度、遙測、自動化、可移動和持續(xù)測量等特點。兩容器間的距離可達數(shù)十公里，如用于跨河與跨海峽的水準測量；通過一種壓力傳感器，允許兩容器之間的高差從過去的數(shù)厘米達到數(shù)米。

一、工程測量學概述----3.工程測量儀器3/28/202425博觀而約取,厚積而薄發(fā)！與高程測量有關(guān)的是傾斜測量(又稱撓度曲線測量)，即確定被測對象(如橋、塔)在豎直平面內(nèi)相對于水平或鉛直基準線的撓度曲線。各種機械式測斜(傾)儀、電子測傾儀都向著數(shù)字顯示、自動記錄和靈活移動等方向發(fā)展，其精度達微米級。一、工程測量學概述----3.工程測量儀器3/28/202426博觀而約取,厚積而薄發(fā)！具有多種功能的混合測量系統(tǒng)是工程測量專用儀器發(fā)展的顯著特點，采用多傳感器的高速鐵路軌道測量系統(tǒng)，用測量機器人自動跟蹤沿鐵路軌道前進的測量車，測量車上裝有棱鏡、斜傾傳感器、長度傳感器和微機，可用于測量軌道的3維坐標、軌道的寬度和傾角。液體靜力水準測量與金屬絲準直集成的混合測量系統(tǒng)在數(shù)百米長的基準線上可精確測量測點的高程和偏距。

一、工程測量學概述----3.工程測量儀器3/28/202427博觀而約取,厚積而薄發(fā)！綜上所述，工程測量專用儀器具有高精度(亞毫米、微米乃至納米)、快速、遙測、無接觸、可移動、連續(xù)、自動記錄、微機控制等特點，可作精密定位和準直測量，可測量傾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測振動頻率以及物體的動態(tài)行為。一、工程測量學概述----3.工程測量儀器3/28/202428博觀而約取,厚積而薄發(fā)！4.工程測量學的發(fā)展概況工程測量學是一門歷史悠久的學科。?公元前二十七世紀：埃及大金字塔。?公元前十四世紀，在幼發(fā)拉底河與尼羅河流域進行過土地邊界劃分測量。一、工程測量學概述?公元前十五世紀意大利都靈保存的金礦巷道圖3/28/202429博觀而約取,厚積而薄發(fā)！我國早在三千多年前的夏商時代的夏禹治水描述：“陸行乘車，水行乘船，泥行乘撬，山行乘攆（jú），左準繩，右規(guī)矩、載四時，以開九州，通九道，陂九澤，度九山。”這里所記錄的就是當時的工程勘測情景，準繩和規(guī)矩就是當時所用的測量工具，準是揆（kui）平的水準器，繩是丈量距離的工具，規(guī)是畫圓的器具，矩則是一種可定平，可測長度、高度、深度和畫圓、畫矩形的通用測量儀器。一、工程測量學概述----4.工程測量學的發(fā)展概況3/28/202430博觀而約取,厚積而薄發(fā)！?秦代李冰父子領(lǐng)導(dǎo)修建的都江堰水利樞紐工程。一、工程測量學概述----4.工程測量學的發(fā)展概況?北宋時沈括為了治理汴渠，測得“京師之地比泗州凡高十九丈四尺八寸六分”，是水準測量的結(jié)果。?長沙馬王堆漢墓出土的地圖包括地形圖、駐軍圖和城邑圖三種，是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的地圖。?殷周時期的土地測量，秦、漢的私田制。隋唐實行均田制，建立戶籍冊。宋朝按鄉(xiāng)登記和清丈土地，出現(xiàn)地塊圖。到了明朝洪武年間的土地大清丈，編制魚鱗圖冊（世界最早的地籍圖冊）。?四大發(fā)明之一的指南針，有二千多年的歷史。對礦山測量和其它工程勘測有很大的貢獻。3/28/202431博觀而約取,厚積而薄發(fā)！?在工程測量學的發(fā)展也受到了戰(zhàn)爭的促進。公元前210年秦始皇修建的“塹山堙谷，千八百里”直道，古羅馬構(gòu)筑的兵道，以及公元前218年歐洲修建的通向意大利的“漢尼撥通道”等，都是著名的軍用道路。?大型特種精密工程建設(shè)和對測繪提出的愈來愈高的要求是工程測量學發(fā)展的動力。一、工程測量學概述----4.工程測量學的發(fā)展概況?工程測量學的發(fā)展在很長的一段時間內(nèi)是非常緩慢的。直到二十世紀初，由于西方的第一、二次技術(shù)革命和工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，工程測量學才受到人們的重視，并發(fā)展成為測繪學的一個重要分支。1964年國際測量師聯(lián)合會（FIG）為了促進和繁榮工程測量，成立了工程測量委員會（第六委員會），從此，工程測量學在國際上作為一門獨立的學科開展活動。3/28/202432博觀而約取,厚積而薄發(fā)！5.大型特種精密工程測量

大型特種精密工程建設(shè)和對測繪的要求是工程測量學發(fā)展的動力。這里僅簡單介紹國內(nèi)外有關(guān)情況。

一、工程測量學概述3/28/202433博觀而約取,厚積而薄發(fā)！1.國內(nèi)覽勝

三峽水利樞紐工程變形監(jiān)測和庫區(qū)地殼形變、滑坡、巖崩以及水庫誘發(fā)地震監(jiān)測，其規(guī)模之大，監(jiān)測項目之多，都堪稱世界之最。不僅采用目前國內(nèi)外最成熟最先進的儀器、技術(shù)，在實踐中也在不斷發(fā)展新的技術(shù)和方法，如對滑坡體變形與失穩(wěn)研究的計算機智能仿真系統(tǒng)；擬進行研究的三峽庫區(qū)滑坡泥石流預(yù)報的3S工程等，都涉及到精密工程測量。隔河巖大壩外部變形觀測的GPS實時持續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測點的位置精度達到了亞毫米。該工程用地面方法建立的變形監(jiān)測網(wǎng)，其最弱點精度優(yōu)于±1.5mm。

一、工程測量學概述一、工程測量學概述----5.大型特種精密工程測量3/28/202434博觀而約取,厚積而薄發(fā)！三峽大壩全景圖一、工程測量學概述----5.大型特種精密工程測量3/28/202435博觀而約取,厚積而薄發(fā)！北京正負電子對撞機的精密控制網(wǎng)，精度達±0.3mm。設(shè)備定位精度優(yōu)于±0.2mm，200m直線段漂移管直線精度達±0.1mm。大亞灣核電站控制網(wǎng)精度達±2mm，秦山核電站的環(huán)型安裝測量控制網(wǎng)精度達±0.1mm。

北京正負電子對撞機一、工程測量學概述----5.大型特種精密工程測量3/28/202436博觀而約取,厚積而薄發(fā)！上海楊浦大橋控制網(wǎng)的最弱點精度達±0.2mm，橋墩點位標定精度達±0.1mm；武漢長江二橋全橋的貫通精度(跨距和墩中心偏差)達毫米級。高454m的東方明珠電視塔對于長114m、重300t的鋼桅桿天線，安裝的垂準誤差僅±9mm。

一、工程測量學概述----5.大型特種精密工程測量3/28/202437博觀而約取,厚積而薄發(fā)！長18.4km的秦嶺