施工测量教学PPT.ppt
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1、第一章 施工测量概述,第一节 施工测量的内容与特点一、施工测量的内容建立控制网;施工放样;竣工测量;变形观测。,二、施工测量的原则,“从整体到局部、先控制后碎部”的原则。三、施工测量的精度 一般来说,施工测量的精度要求高,且因施工对象而有不同。例如钢筋混凝土工程放样精度比砖石结构工程要求高,金属结构物放样精度要求更高。,四、施工测量的特点,1.施工测量的成果必须符合设计的目的和工程质量的要求。2.施工测量贯穿于施工的全过程,测量工作必须配合施工进度的要求。3.施工测量易受干扰。现场工种多样,交通频繁,又有大量挖填,地面变动很大,且有动力机械的震动,五、施工测量的准备工作,了解设计意图;熟悉设计
2、图纸;校核起始数据;准备放样数据;做出放样计划;编制施工放样图。,(1)图解法 用量角器和比例尺在图上直接量取放样数据。(2)解析法 根据工程建筑物轴线点或角点的设计坐标及控制点的坐标,利用坐标反算的方法,算出放样数据。做出放样计划,编制施工放样图。,准备放样数据,六、施工坐标系与测量坐标系的坐标换算,若已知P点的施工坐标(xp,yp)将其换算为测量坐标(xp,yp)时,按下式计算:xp=x0+xp cos-yp sinyp=y0+xp sin+ypcos,x x yp p y0 xp x0 y y,若已知P点的测量坐标(xp,yp),而将其换算为施工坐标(xp,yp)时,则按下式计算:xp=
3、(xp-x0)cos+(yp-y0)sinyp=(xp-x0)sin+(yp-y0)cos,第二节 施工放样的基本工作,施工放样-将工程建筑物的特征点在相应的地面上标定出来。施工放样的基本工作:已知水平距离的放样;已知水平角度的放样;已知高程的放样;点的平面位置的放样。,一、已知高程的放样,b=(HA+a)HB二、已知水平距离的放样钢尺:往返丈量全站仪:逐渐趋近,第三节 点位测设的基本方法,一、极坐标法放样元素:,S=AB-APS=xAP/cos AP=yAP/sin AP放样方法:角度测设,距离测设,二、直角坐标法,放样元素:a,ba=S sin b=S cos 放样方法,三、角度交会法,放
4、样元素、=AB-AP=BP-BA放样方法 骑马桩,四、距离交会法,放样元素S1、S2放样方法,第四节 已知坡度线的放样,如图,设在地面上A点的设计高程为HA,A、B两点间的水平距离为S,设计坡度为i,则B点的设计高程应为HB=HA+i S。,第二章 施工测量的基本知识,2.1 概述,2.2 水平距测设,2.3 水平角测设,2.4 高程测设,M,N,T,1,2,4,3,1,q,k,g,d,设计建筑物平面位置图,施工测量的基本工作:,1、水平距离的测设,2、水平角的测设,3、高程的测设,水平距离的测设,使用全站仪测设,M,N,N,N,已知水平角的测设,M,N,00000,A,A,A,正倒镜分中法,
5、已知水平角的测设,M,N,00000,A,A,多测回修正法(归化法),已知高程的测设,BM6,a,b,b,第三章 隧道施工测量,3-1 隧道施工的特点及 施工测量的任务和内容,3-2 隧道贯通误差,3-3 隧道洞外控制测量,3-4 进洞关系计算和进洞测量,3-5 隧道洞内控制测量,3-6 隧道施工中线测设,3-1 隧道施工的特点及施工测量的任务和内容,为了保证工期,常利用增加开挖面的方法,将整个隧道分成若干段同时施工;,一、隧道施工的特点,开挖顺着中线不断地向洞内延伸,衬砌和洞内建筑物(避车洞、排水沟、电缆槽等)的施工紧跟其后,不等贯通,隧道内的大部分建筑物已经建成;,增加开挖面的主要方法有:
6、设置平行导坑或在隧道中部设置横洞、斜井或竖井。,二、隧道施工测量的主要任务,保证洞内各项建筑物以规定的精度按照设计位置修建,不得侵入建筑限界。,保证相向开挖的工作面,按照规定的精度在预定位置贯通;,两个开挖面相向开挖,在预定位置挖通称为贯通。贯通后,由两端分别引进的线路中线,应按设计规定的精度正确衔接。,洞外总体控制 作为指导隧道施工的测量工作,在隧道开挖前一般要建立具有必要精度的、独立的隧道洞外施工控制网,作为引测进洞的依据;对于较短的隧道,可不必单独建立洞外施工控制网,而以经隧道施工复测、调整后并确认的洞外线路中线控制桩为引测进洞的依据。,三、隧道施工测量的特点,2.洞内分级控制 洞内控制
7、点控制正式中线点(正式中线点是洞内衬砌和洞内建筑物施工放样的依据),正式中线点控制临时中线点;临时中线点控制掘进方向。,洞内高程控制与平面相仿,临时水准点控制开挖面的高低,正式水准点控制洞内衬砌和洞内建筑物的高程位置。,对于采用全断面开挖法开挖的隧道,其测量过程与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道基本一样,不同的是对临时中线点、临时水准点的测设精度要求较高,或者是直接测设正式中线点、正式水准点。,3.开挖方法影响测量方式 先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一定的纠正余地,隧道施工测量可先粗后精;,全断面开挖法一次成型,隧道施工测量必须一次到位。,4.隧道施工的特殊环境对控制点布设提出特殊要求 隧道贯
8、通前,洞内平面控制测量只能采用支导线的形式,测量误差随着开挖的延伸而积累。洞外控制网和洞内施工控制测量应保证必要的精度。控制点应设置在不易被破坏的位置处。,四、隧道施工测量的主要内容,洞外平面控制测量;,洞外高程控制测量;,洞内平面控制测量;,洞内高程控制测量;,进洞测量;,洞内中线测设;,贯通误差调整;,竣工测量。,3-2 隧道贯通误差,一、贯通误差及其对隧道贯通的影响,相向开挖的两条施工中线上,具有贯通面里程的中线点不重合,两点连线的空间线段称为贯通误差。,实际的贯通误差只有在贯通后才能确定!,1.贯通误差的分类,贯通误差在水平面上的正射投影称为平面贯通误差;在铅垂面上的正射投影称为高程贯
9、通误差,简称高程误差。,贯通面,平面贯通误差在水平面内可分解为两个分量:,与贯通面平行的分量,称为横向贯通误差,简称横向误差;与贯通面垂直的分量,称为纵向贯通误差,简称纵向误差。,贯通面,2.贯通误差对隧道贯通的影响,高程误差主要影响线路坡度。,纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度。,横向误差影响线路方向,如果超过一定的范围,就会引起隧道几何形状的改变,甚至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除重建,既给工程造成重大经济损失又延误了工期。因此,必须对横向误差加以限制。,3.横向误差和高程误差的限差,4.影响贯通误差的主要因素及其分解,由于洞外控制测量、洞内外联系测量、洞内控制测量和洞内中线放
10、样等项误差的共同影响。,一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧道横向贯通误差的一个独立的因素,将两相向开挖的洞内导线测量的误差各为一个独立的因素,按照等影响原则确定相应的横向贯通误差。,高程控制测量中,洞内、洞外高程测量的误差对高程贯通误差的影响,按相等原则分配。,5.控制测量对贯通精度影响的限值,注意:,计算洞外导线测角误差影响值时,不应计入始、终点(即洞口控制桩)。但在引入洞内导线时,两洞口控制桩上需测角,故其测角误差应计入洞内的测量误差。,3-3 隧道洞外控制测量,直线隧道长度大于1000m,曲线隧道长度大于 500 m,均应根据横向贯通精度要求进行隧道平面控制测量设计。,两相邻开挖洞口
11、(包括横洞口、斜井口)高程路线长度大于5000m,应根据高程贯通精度要求进行隧道高程控制测量设计。,一、洞外平面控制测量,对于直线隧道,洞外平面控制测量的目的主要是获取两端洞口较为精确的点的平面位置和引测进洞的方向;,对于曲线隧道,洞外平面控制测量除具有与直线隧道相同的目的外,还在于间接求算隧道所在曲线的转向角及两端洞口控制桩与交点的相对位置,进而按设计选配的圆曲线半径和缓和曲线长重新确定隧道中线的位置。,1.中线法,中线法一般只能用于短于1000 m的直线隧道和短于500 m的曲线隧道的洞外平面控制。,建立洞外平面控制的常用的方法有:中线法、精密导线法、三角网和GPS网等。,先将洞内线路中线
12、点的平面位置测设于地面,经检核确认该段中线与两端相邻线路中线能够正确衔接后,方可以此作为依据,进行引测进洞和洞内中线测设。,2.精密导线法,导线最短边长不应小于300m,相邻边长的比不应小于1:3,并尽量采用长边,以减小测角误差对导线横向误差的影响。,用导线方式建立隧道洞外平面控制时,导线点应沿两端洞口的连线布设。,导线点的位置应根据隧道的长度和辅助坑道的数量及分布情况,并结合地形条件和仪器测程选择。,导线的水平角一般采用方向观测法。当水平角只有两个方向时,可按奇数和偶数测回分别观测导线的左角和右角,这样可以检查出测角仪器的带动误差,数据处理时可以较大程度地消除此项误差的影响。,导线的内业计算
13、一般采用严密平差法,对于四、五等导线也可采用近似平差计算,隧道洞外导线应组成闭合环,一个控制网中导线环的个数应不少于 4 个;每个环的边数约为 46 条,应尽可能将两端洞口控制点纳入到导线网中。,3.三角网法,三角测量建立隧道洞外平面控制时,一般是布设成单三角锁的形式。,对于直线隧道,一排三角点应尽量沿线路中线布设。条件许可时,可将线路中线做为三角锁的一条基本边,布设为直伸三角锁。以减小边长误差对横向贯通的影响。,对于曲线隧道,应尽量沿着两洞口的连线方向布设,以减弱边长误差对横向贯通的影响。,二、洞外高程控制测量,洞外高程控制测量的任务,是按照测量设计中规定的精度要求,以洞口附近一个线路定测点
14、的高程为起算高程,测量并传算到隧道另一端洞口与另一个定测高程点闭合。,闭合的高程差应设断高,或推算到路基段调整。这样,既使整座隧道具有统一的高程系统,又使之与相邻线路正确衔接,从而保证隧道按规定精度在高程方面正确贯通,保证各项建筑物在高程方面按规定限界修建。,洞外高程测量的等级划分,隧道高程控制测量一般采用水准测量,对于四、五等高程控制测量也可采用光电测距三角高程测量。,3-4 进洞关系计算和进洞测量,控制测量确认了隧道两端线路中线控制桩与洞外平面控制点的相对位置关系。根据洞外控制测量成果,计算由洞外控制点引测进洞测设数据,据此指导隧道的进洞及洞内开挖,称为进洞关系计算。,进洞关系计算和进洞测
15、量的主要任务,1.确定隧道中线与平面控制网之间的关系;,2.在洞内控制建立之前,指导中线进洞和洞内开挖。,隧道进洞测设的主要方法极坐标法,将隧道的中线控制桩纳入洞外平面控制网,控制测量完成后,即可求得它们的精确坐标。根据这些点的坐标和洞口(或洞内)中线点的坐标,进而现场测设。,A,B,C,D,3-5 隧道洞内控制测量,洞内控制测量起始于两端洞口处的洞外控制点,随着隧道的开挖而向前延伸。,因此,只能敷设成支线形式,其形状完全取决于隧道的形状;,只能用重复观测的方法进行检核。,一、洞内平面控制测量,洞内平面控制通常有两种形式,即中线形式和导线形式。,中线形式就是以定测精度或稍高于定测精度,在洞内按
16、中线测量的方法测设隧道中线。这种方法只适用于短隧道。,洞内导线主要有以下几种形式:,1.单导线,2.导线环,3.主副导线环,4.交叉导线,5.旁点导线,洞内导线应注意的问题,导线点应尽量布设在施工干扰小、通视良好、地层稳固的地方;,点间视线应离开洞内设施0.2 m 以上;,导线的边长在直线地段不宜短于200m,在曲线地段不宜短于70 m,并尽量选择长边和接近等边;,导线点应埋于坑道底板面以下1020cm,上面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损坏,为便于寻找,应在边墙上用红油漆预以标注;,采用双照准法测角,测回间要重新对中仪器和觇标,以减小对中误差和对点误差的影响;,由洞外引向洞内的测角工作,宜在
17、夜晚或阴天进行,以减小折光差的影响;,洞内导线应重复观测,定期检查;,设立新点前必须检查与之相关的既有导线点,在对既有导线点确认的基础上测量新点;,应构成多边形闭合导线或主副导线环;,当有平行导坑时,应利用横向通道,使平行导坑的单导线与正洞的导线联测,以资检核。,二、洞内高程控制测量,洞内高程控制测量的目的,是由洞口高程控制点向洞内传递高程,即测定洞内各高程控制点的高程,做为洞内施工高程放样的依据。,洞内应每隔200500m设立一对高程控制点。高程控制点可选在导线点上,也可根据情况埋设在隧道的顶板、底板或边墙上。,当采用水准测量时,应进行往返观测;采用光电测距三角高程测量时,应进行对向观测;,
18、三等及以上的高程控制测量应采用水准测量,四、五等可采用水准测量或光电测距三角高程测量;,高程导线宜构成闭合环。,洞内高程控制测量采用水准测量时,除采用常规的方法外,有时为避免施工干扰还采用倒尺法传递高程。,应用倒尺法传递高程时,规定倒尺的读数为负值,则高差的计算与常规水准测量方法相同:hAB=a-b,一、概述,1、桥梁施工测量的主要任务是什么?,2、桥梁施工测量的主要内容有什么?,定位桥梁构造物的两个要素:1)平面坐标;2)对应点位的高程;这样,施工测量的主要任务就是确定这两个要素。,1)桥位中线测量;主要控制桥轴线的长度和方向,用以定位桥墩、桥台的位置。2)桥梁三角网的布设;主要求出桥轴线长
19、度及交会出 墩台位置;3)高程测量;,第四章 桥梁施工测量,二、桥梁中线测量,A、B为控制桩,两岸桥头中线上埋设的控制桩。作用:保证墩台间的相对位置正确,并使之与相邻线路在平面位置上正确衔接。,桥梁施工测量,二、桥轴线长度测量,测量方法:1)直接测定法,全站仪测距法;,直接丈量法;,三角网法;,2)间接测定法,桥梁施工测量,二、桥轴线长度测量,特点:精度高 操作快 计算方便 不受地形限制,全站仪测距法,桥梁施工测量,二、桥轴线长度测量,使用条件:在水面较窄,地势平坦时可使用。优点:设备简单;缺点:精度不能得到保证,且操作不方便。,直接丈量法,现因全站仪仪的广泛使用,而逐步不被采用。,桥梁施工测
20、量,二、桥轴线长度测量,使用条件:深水大河,传统的测量方法。使用方法:把AB作为三角网的一条边,测量基线长度AC、AD,用 三角测量原理测量并解算。,三角网法,桥梁施工测量,三、三角网的布设,三角网的常用图形:,A:双三角形,C:双大地四边形,B:大地四边形,桥梁施工测量,三、高程测量,水准点应与相邻的线路水准点联测,以保证桥梁与相邻线路在高程位置上的正确衔接。,水准测量的等级、精度、限差应符合相应的规定。,为了便于施工放样,可根据实际需要在施工地点附近设立若干个施工水准点。,桥梁施工测量,三、高程测量,桥梁施工测量,三、高程测量,过河水准测量用两台水准仪同时作对向观测,两岸测站点和立尺点布置
21、成如图所示的对称图形。,A、B为立尺点,C、D为测站点,要求AD与BC长度基本相等,AC与BD长度基本相等且不小于10m。,用两台水准仪作同时对向观测,在C站先测本岸A点尺上读数,得 a1,然后测对岸B点尺上读数24次,取其平均值得b1,高差为h1=a1-b1。,同时,在D站先测本岸B点尺上读数,得b2,然后测对岸A点尺上读数24次,取其平均值得a2,高差为h2=a2-b2。,取h1和h2的平均值,即完成一个测回。一般进行4个测回。,桥梁施工测量,三、高程测量,在河的两岸布置A、B两个临时水准点,在A点安置全站仪,量取仪器高;在B点安置棱镜,量取棱镜高。全站仪照准棱镜中心,测得垂直角和斜距S,
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