土木工程测量专项指导.docx
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土木工程测量专项指导
工程测量
实
验
指
导
书
金陵科技学院建筑工程学院
二OO八年八月
测量实验须知
一、测量实验规定
(1)在测量实验之前,应复习教材中的有关内容,认真仔细地预习实验或实验指导书,明确目的与要求、熟悉实验步骤、注意有关事项,并准备好所需文具用品,以保证按时完成实验任务。
(2)实验分小组进行,组长负责组织协调工作,办理所用仪器工具的借领和归还手续。
(3)实验应在规定的时间进行,不得无故缺席或迟到早退;应在指定的场地进行,不得擅自改变地点或离开现场。
(4)必须严格遵守本书列出的“测量仪器工具的借领与使用规则”和“测量记录与计算规则”
(5)服从教师的指导,每人都必须认真、仔细地操作,培养独立工作能力和严谨的科学态度,同时要发扬互相协作精神。
每项实验都应取得合格的成果并提交书写工整规范的实验报告,经指导教师审阅签字后,方可交还测量仪器和工具,结束实验。
(6)实验过程中,应遵守纪律,爱护现场的花草、树木和农作物,爱护周围的各种公共设施,任意砍折、踩踏或损坏者应予赔偿。
二、测量仪器工具的借领与使用规则
(1)测量仪器工具的借领
1)在教师指定的地点办理借领手续,以小组为单位领取仪器工具。
2)借领时应该当场清点检查。
实物与清单是否相符,仪器工具及其附件是否齐全,背带及提手是否牢固,脚架是否完好等。
如有缺损,可以补领或更换。
3)离开借领地点之前,必须锁好仪器箱并捆扎好各种工具;搬运仪器工具时,必须轻取轻放,避免剧烈震动。
4)借出仪器工具之后,不得与其他小组擅自调换或转借。
5)实验结束,应及时收装仪器工具,送还借领处检查验收,消除借领手续。
如有遗失或损坏,应写出书面报告说明情况,并按有关规定给予赔偿。
(2)测量仪器使用注意事项
1)携带仪器时,应注意检查仪器箱盖是否关紧锁好,拉手、背带是否牢固。
2)打开仪器箱之后,要看清并记住仪器在箱中的安放位置,避免以后装箱困难。
3)提取仪器之前,应注意先松开制动螺旋,再用双手握住支架或基座轻轻取出仪器,放在三脚架上,保持一手握住仪器,一手去拧连接螺旋,最后旋紧连接螺旋使仪器与脚架连接牢固。
4)装好仪器之后,注意随即关闭仪器箱盖,防止灰尘和湿气进人箱内。
仪器箱上严禁坐人。
5)人不离仪器,必须有人看护,切勿将仪器靠在墙边或树上,以防跌损。
6)在野外使用仪器时,应该撑伞,严防日晒雨淋。
7)若发现透镜表面有灰尘或其他污物,应先用软毛刷轻轻拂去,再用镜头纸擦拭,严禁用手帕、粗布或其他纸张擦拭,以免损坏镜头。
观测结束后应及时套好物镜盖。
8)各制动螺旋勿扭过紧,微动螺旋和脚螺旋不要旋到顶端。
使用各种螺旋都应均匀用力,以免损伤螺纹。
9)转动仪器时,应先松开制动螺旋,再平衡转动。
使用微动螺旋时,应先旋紧制动螺旋。
动作要准确、轻捷,用力要均匀。
10)使用仪器时,对仪器性能尚未了解的部件,未经指导教师许可不得擅自操作。
11)仪器装箱时,要放松各制动螺旋,装人箱后先试关一次,在确认安放稳妥后,再拧紧各制动螺旋,以免仪器在箱内晃动。
受损,最后关箱上锁。
12)测距仪、电子经纬仪、电子水准仪、全站仪、GPS等电子测量仪器,在野外更换电池时,应先关闭仪器的电源;装箱之前,也必须先关闭电源,才能装箱。
13)仪器搬站时,对于长距离或难行地段,应将仪器装箱,再行搬站。
在短距离和平坦地段,先检查连接螺旋,再收拢脚架,一手握基座或支架,一手握脚架,竖直地搬移严禁横杠仪器进行搬移。
罗盘仪搬站时,应将磁针固定,使用时再将磁针放松。
装有自动归零补偿器的经纬仪搬站时,应先旋转补偿器关闭螺旋将补偿器托起才能搬站,观测时应记住及时打开。
(3)测量工具使用注意事项
1)水准尺、标杆禁止横向受力,以防弯曲变形。
作业时,水准尺、标杆应由专人认真扶直,不准贴靠树上、墙上或电线杆上,不能磨损尺面分划和漆皮。
塔尺的使用,还应注意接口处的正确连接,用后及时收尺。
2)测图板的使用,应注意保护板面,不得乱写乱扎,不能施以重压。
3)皮尺要严防潮湿,万一潮湿,应晾干后再收入尺盒内。
4)钢尺的使用,应防止扭曲、打结和折断,防止行人踩踏或车辆碾压,尽量避免尺身着水。
用完钢尺,应擦净、涂油,以防生锈。
5)小件工具如垂球、测钎、尺垫等的使用,应用完即收,防止遗失。
6)测距仪或全站仪使用的反光镜,若发现反光镜表面有灰尘或其他污物,应先用软毛刷轻轻拂去,再镜头纸擦拭。
严禁用手帕、粗布或其他纸张擦拭,以免损坏镜面。
三、测量记录与计算规则
(1)所有观测成果均要使用硬性(2H或3H)铅笔记录,同时熟悉表上各项内容及填写、计算方法。
记录观测数据之前,应将仪器型号、日期、天气、测站、观测者及记录者姓名等无一遗漏地填写齐全。
(2)观测者读教后,记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写,并复诵回报,以防听错、记错。
不得另纸记录事后转抄。
(3)记录时要求字体端正清晰,字体的大小一般占格宽的一半左右,留出空隙作改正错误用。
(4)数据要全,不能省略零位。
如水准尺读数1.300,度盘读数
中的“0”均应填写。
(5)水平角观测,秒值读记错误应重新观测,度、分读记错误可在现场更正,但同一方向盘左、盘右不得同时更改相关数宇。
垂直角观测中分的读数,在各测回中不得连环更改。
(6)距离测量和水准测量中,厘米及以下数值不得更改,米和分米的读记错误,在同一距离、同一高差的往、返测或两次测量的相关数字不得连环更改。
(7)更正错误,均应将错误数字、文字整齐划去,在上方另记正确数字和文字。
划改的数字和超限划去的成果,均应注明原因和重测结果的所在页数。
(8)按四舍五入,五前单进双舍(或称奇进偶不进)的取数规则进行计算。
如数据1.1235和1.1245进位均为l.124。
实验1水准仪的使用练习
一、实验项目:
1.练习使用水准仪和水准尺;
2.用水准仪测定两点间的高差。
二、目的要求:
1.认识S3微倾式水准仪的构造,包括望远镜、水准器和基座三个主要部分,明确各部分在测量中的作用。
2.熟悉水准尺的分划单位、读数方法和持尺的要求。
3.明确水准测量的基本原理和一个测站的观测方法。
三、操作说明:
1.安置仪器:
在实习场地上,张开三脚架腿,先固定两腿,用另一腿使圆水准器气泡大致居中。
(注意高度适中,仪器稳固)。
2.粗略整平:
调节脚螺旋使气泡居中,气泡恒随左手大拇指动作之方向移动。
如下图所示,图中箭头表示脚螺旋旋转方向和气泡移动方向。
3.照准目标:
将望远镜用镜外瞄准器对准水准尺,调节目镜看清十字丝,再调节物镜对光螺旋看清水准尺象,消除视差。
观测者在从望远镜中进行水准尺读数之前,必须将水准尺之分划值认识清楚,否则易发生读尺错误。
4.精平与读数:
调节微倾螺旋使长水准管气泡严格居中(或使气泡像吻合),按十字丝中横丝读取水准尺读数,再检查气泡是否仍然居中。
5.记录:
要复述读数,随测、随记、随算。
在上述练习的基础上,即可进行简单水准测量。
各组以给定的水准点为后视,任选一点A为前视,测出两点高差,并按已知点高程求出点A的高程。
每个同学至少练习两次,并将观测记入手簿,进行高差与高程之计算。
四、记录举例:
测点
水准尺读数
高差
高程
备注
后视
前视
+
-
BM1
1.248
9.504
A
1.632
0.384
9.120
BM1
1.403
9.504
B
1.168
0.235
9.739
五、注意事项:
1.持尺者将水准尺立于测点之上,以尺面对向观测者,注意尺身直立,勿使手掌遮蔽尺面。
2.水准尺上读数至毫米,高差、高程、仪器高程均以米为单位。
高差:
h=a(后视)-b(前视)
高程:
HB=HA(后视点高程)+h
仪器高程:
3.每次读数时,必须调节微倾螺旋使长水准管气泡严格居中,气泡两端半象吻合,并注意消除视差。
六、仪器工具:
水准仪1,水准尺2,尺垫2,记录板1。
实验2水准点高程测量
一、实验项目:
1.施测一条支线水准线路(往返水准)或闭合水准线路。
2.施测一条附合水准线路。
二、目的要求:
1.练习复合水准测量的施测方法及计算步骤。
2.测定两水准点之间的高差。
3.掌握往返水准和附合水准线路的高差闭合差的计算与调整。
4.明确水准测量计算校核与成果样核的不同意义。
三、操作说明:
1.在校内布置一条往返线路,长度在400~500米,在起点和终点定出两个水准点,设为BM1和BM2。
2.根据BM1的高程(各组起始水准点数据出发),用复合水准测量方法,自BM1往测至BM2,再自BM2返测至BM1。
3.观测时,持尺者先在BM1上立尺,观测者将仪器安置于适当地点,另一个沿线路前进方向选一转点(TP1),置尺垫,水准尺立于尺垫之上。
仪器置平后,后视BM1之水准尺读数,设为a,前视TP1之水准尺读数,设为b,均记入手簿中。
4.第一站测毕,搬仪器至第二站,同法进行观测。
5.视线长度不超过50米(主要为增加观测次数),每站必须使前、后视距离大致相等。
从仪器至水准尺之距离(即视距)可用步幅估测之。
6.现场计算往测和返测的高差,两者应数值相等而符号相反。
如不相等,则得高差闭合差fh,容许闭合差
毫米。
式中n为测站数。
如fh大于此值,则需重新观测,如fh不超过fh容,则进行高差调整,计算出BM2的正确高程。
四、记录、计算举例:
往测记录
测点
水准尺读数
高差
高程
备注
后视
前视
+
-
BM1
1328
9.479
TP1
1602
1583
0255
TP2
1517
1718
0116
TP3
1489
1224
0293
BM101
1260
0229
9.630
检查a
计算
5836b
-5785
-0.151
5785
h
0522
-0371
-0.151
0371
9.630
-9.479
-0.151
返测记录
测点
水准尺读数
高差
高程
备注
后视
前视
+
-
BM101
1307
9.630
TP4
1398
1490
0183
TP5
1640
1607
0209
TP6
1548
1440
0200
BM1
1519
0029
9.467
检查a
计算
5893b
-6056
-0.163
6056
h
0229
-0392
-0.163
0392
9.467
-9.630
-0.163
根据往、返观测记录得Σh往=0.151米,Σh返=-0.163米,其高差闭合差fh=0.151-0.163=-0.012米,即12毫米。
两水准点间观测视距站数为4站,则高差容许闭合差为fh容=40毫米。
成果合格,取往、返测高差平均值+0.157米作为高差成果,则BM2的高程为9.479+0.157=9.636米。
对于附合水准线路,其高差闭合差是由实测高差与起、终点水准点已知高程之差进行比较而得。
五、注意事项:
1.在每次读数之前,应使水准管气泡严格居中,并消除视差;
2.应使前、后视距离大致相等;
3.在已知高程点和待定高程点上不能放置尺垫。
转点用尺垫时,应将水准尺置于尺垫半圆球的顶点上;
4.尺垫应踏入土中或置于坚固地面上,在观测过程中不得碰动仪器或尺垫,迁站时应保护前视尺垫不得移动。
5.水准尺必须扶直,不得前、后倾斜。
六、仪器工具:
水准仪1;水准尺2;尺垫2;记录板1。
实验3经纬仪的使用练习
一、目的要求:
1.认识J6级光学经纬仪的构造和各主要部分的作用,要求初步掌握几对制动和微动螺旋的使用法。
2.掌握水平度盘和竖直度盘的读数方法。
3.初步掌握经纬仪的对中、安平,进一步掌握望远镜的使用。
二、实习内容:
本次实习,每组用一台仪器,在现场对照实物边讲、边看、边练习。
一)认识J6级光学经纬仪的构造
1.认识仪器的主要组成部分:
基座部分;
水平度盘部分;
照准部(又称上盘部分):
包括望远镜、读数显微镜、水准管、竖直度盘;
2.制动和微动螺旋,度盘变换手轮的作用。
3.经纬仪与三脚架的连接。
二)水平度盘与竖直度盘读数法:
1.水平度盘读数:
直读至分('),估读至0.'1。
2.竖直度盘读数:
直读至分('),估读至0.'1。
3.盘左(正镜)与盘右(倒镜)位置的读数的练习。
三)经纬仪的安置工作
在实习场地钉一木桩,桩顶钉一小钉(或划十字)作为测站点的点位。
先将三脚架放在测站点上,然后取出仪器,与三脚架头连接螺旋相连接,不宜用力过度。
然后挂上锤球。
1.对中:
使仪器水平度盘中心与地面测站点在同一铅垂线上。
对中时应保持三脚架头处于大致水平位置。
初步对中时,先使三脚架之一腿着地,然后双手执二脚作前后、左右移动,使锤球尖约略对准桩顶,将架腿踩入土中。
稍微旋松架头连接螺旋,移动基座部分使锤球尖端准确对准测站点,其偏差应小于3mm。
2.安平:
将仪器的水平度盘置于水平位置。
安平时先将水准管平行于两个螺旋,相对调节两脚螺旋使气泡居中,然后将仪器旋转90,调节第三个脚螺旋,使水准气泡居中,此项工作需反复数次,直至在任何位置气泡偏差不超过一格(2mm)为止。
如用光学对中器对中,则对中与安平需反复进行,直至对中偏差不超过1mm,安平偏差不超过2mm为止。
3.瞄准:
以望远镜瞄准目标,其步骤为:
(1)将望远镜对向亮处(天空),调节目镜,使十字丝清晰。
(2)转动照准部与望远镜,先用镜外瞄准装置对准目标,再用望远镜观看,如目标已在视场内,即可旋紧望远镜与照准部制动螺旋。
(3)调节物镜对光螺旋,使目标成象清晰。
(4)调节望远镜与照准部微动螺旋,使十字丝交点精确对准目标,并注意消除视差。
4.读数:
读取水平度盘与竖直度盘读数。
(1)打开反光镜,调节读数显微镜目镜,使度盘与分微尺象同时清晰,读取水平度盘读数,如14306.'8。
(2)调节竖盘指标水准管微动螺旋,使竖盘指标水准管气泡居中(或符合),读取竖直度盘读数。
如8618.'3。
三、记录举例:
测站
目标
竖盘位置
水平盘读数
竖直盘读数
备注
A
1
左
14306.'8
8618.'3
右
32307.'0
27341.'7
2
左
26748.'2
9847.'8
右
8748.'4
26112.'2
四、注意事项:
1.仪器开箱时,必须仔细观察仪器在箱中的位置,以便在仪器用毕时,很方便地放入箱中。
2.仪器安装到三脚架上,必须随即将架头连接螺旋紧。
各种制动螺未放松时,不可强行转动仪器。
不允许拿着望远镜水平向转动仪器,必须用双手扶着望远镜支架转动仪器。
3.仪器上各种螺旋不宜拧得过紧,以免损伤轴身。
4.注意爱护仪器,仪器箱不能当凳子坐,并应放在干燥地点。
五、仪器工具:
经纬仪1,记录板1,花杆(花杆架)2,锤球1。
实验4水平角与竖直角观测
一、实验项目:
测回法观测水平角,竖直度盘指标差的测定与竖直角观测。
竖盘零位(MO)的测定与竖直角观测:
二、目的要求:
1.练习用测回法观测水平角的方法;
2.掌握用测回法观测水平角的记录与计算方法;
3.练习竖盘指标差的测定与计算;
4.练习竖直角的观测与计算。
三、操作说明:
(一)水平角观测
在施测地区按顺时针布置A、B、C三点,打下四个木桩,桩顶钉以小钉或画十字标志点位。
在A、B、C桩上各竖立标杆,将仪器置于B点。
地面上A、B、C点系由A经B至C,则A点为后,C点为前,为右角。
测回法观测右角(水平角)的方法如下:
1.安置经纬仪于B点,经对中、安平,调节望远镜准备观测。
2.盘左(正镜)时,转动照准部,先瞄准后站A,读取水平度盘读数,设为a1;
3.转动照准部瞄准前站C,读取水平度盘读数,设为b1。
以上盘左测角一次,称为前半测回,其角值为:
1=a1-b1;
4.倒转望远镜(即望远镜绕横轴转180)成盘右(倒镜)位置,先瞄准前站C,读取水平度盘读数,设为b2;再瞄准后站A,读取水平度盘读数,设为a2,则后半测回的角值为:
2=a2-b2。
前半测回与后半测回所测角值之差,不得超过40",即
。
两个半测回合起来称为一个测回,即
。
如两个半测回所测角值之差超过40",则必须检查原因,重新观测。
5.记录举例:
测站
目标
竖盘位置
水平盘读数
水平角
平均水平角
备注
B
A
左
24216.'4
12027.'6
12027.'8
C
左
12148.'8
A
右
6216.'6
12028.'0
C
右
30148.'6
表中盘右时A点后视读数小于C点前视读数,必须先加360然后再减。
本例两个半测回角值之差0.'4<40",符合精度要求。
(二)竖直角观测
1.以盘左位置,望远镜瞄准一高处(或低处)目标(如教学楼顶部角点),调节竖盘指标水准管微动螺旋,使指标水准管气泡严格居中,读取竖盘读数L。
2.以盘右位置,再次瞄准同一目标,读取竖盘读数R。
3.计算竖盘零位(MO)
或计算指标i:
4.计算竖直角:
或=MO-L或=R-MO
5.记录举例:
次数
镜位
竖盘读数
竖盘零位(MO)
竖直角
平均竖直角
1
L
6818.'4
9000.'5
2142.'1
2142.'1
R
29142.'6
27000.'5
2142.'1
2
L
9720.'2
9000.'5
-719.'7
-719.'7
R
26240.'8
27000.'5
-719.'7
四、注意事项:
水平角观测时,应随测随记,观测完毕,即应将水平角值算出;先将前半测回测完,再进行后半测回观测。
竖直角观测时,每次读数前应使竖盘指标水准管气泡居中。
五、仪器工具:
经纬仪1,花杆(花杆架)1,记录板1
实验5距离丈量
一、实验项目:
1.用钢尺丈量直线的水平距离;
2.测定步幅的长度;
二、目的要求:
1.明确量距工作的分工和掌握量距的操作步骤。
2.掌握量距的记录,改正计算与明确量距的精度概念。
3.测定各自的寻常复步步幅长度。
三、操作:
1.平坦地区丈量方法用钢尺丈量两点间水平距离,往返各量两次,读数取至毫米,计算AB的水平距离D=ml+q。
2丈量精度不低于
。
3.各人以正常步幅在两点间往返步行二次,往返步差每百步不超过二步,取平均数计算复步步幅长度。
四、记录举例:
测线
距离
较差
平均距离
精度
步数
平均步数
步幅长度
备注
AB
110.452
0.016
110.460
1/6900
74
73.5
1.50
BA
110.468
73
AB
110.455
0.014
110.462
1/7890
BA
110.469
实验6视距测量
一、实验项目:
掌握视距测量的观测方法;学会用计算器进行视距计算。
二、目的要求:
会视距法测距离及高差。
三、操作:
1在测站点A安置经纬仪,用小钢尺量取仪器高i(测站点至经纬仪横轴的高度),并假定测站点的高程HA=10.00m。
2视距测量一般以经纬仪的盘左位置进行观测,视距尺立于若干待测定的地物点上(设为B点)。
瞄准直立的视距尺,转动望远镜微动螺旋,以十字丝的上丝对准尺上某一整分米数,读取下丝读数a、上丝读数b、中丝读数v。
下丝读数减上丝读数,即得视距间隔。
然后,将竖盘指标水准管气泡居中,读取竖盘读数,立即算出竖直角α。
3按测得的i、l、v和α用公式
计算出A、B两点间水平距离及B点高程。
四、记录举例:
组别:
仪器号码:
年月日
测站
(高程)仪器高
目标
下丝读数
中丝
读数
竖盘读数
垂直角
水平距离
高差
高程
上丝读数
视距间隔
五、注意事项:
1.必须养成爱护仪器工具的良好习惯。
在量距过程中勿使钢尺被车轮辗压和行人踩踏,勿使钢尺卷扭和在地上拖行,用毕须用干布擦净并上油。
使用标杆时不可当标枪投掷。
2.必须养成记录整结的良好习惯。
记录应用铅笔,用工程字体端正书写,不准用纸片誊清。
记录如有写错,不许用橡皮擦拭或涂改,必须用笔将错误数值划去,在其上方写出正确数值。
实习结束,应检查仪器工具,勿使遗失。
3.视距测量观测前应对竖盘指标差进行检验校正,使指标差在±60″以内。
六、仪器工具:
标杆3,钢尺1,测钎1串(6根),记录板1,DJ6经纬仪1,视距尺1。
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