建筑测量实训案例要点.docx
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建筑测量实训案例要点.docx
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建筑测量实训案例要点
建筑工程施工
题目:
建筑测量实训
案例
2011年
建筑测量实训案例
案例一:
课题:
水准仪操作和水准路线观测
教学目的要求:
掌握DS3型水准仪的操作方法以及水准路线的实测方法
教学重点、难点:
水准仪操作
授课方法:
讲授、实际操作
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
学生基本会操作。
板书设计或授课提纲
一、仪器和工具
一.水准仪的使用
二.水准点(BenchMark)
三.水准路线(levelingline)
四.水准测量的实施(外业)
教学活动及板书设计
一、仪器和工具
(一)水准仪(level)
1.望远镜(telescope)——由物镜、目镜和十字丝(上、中、下丝)三部分组成。
2.水准器(bubble)有两种:
圆水准器(circularbubble)——精度低,用于粗略整平。
水准管(bubbletube)——精度高,用于精平。
特性:
气泡始终向高处移动。
3.基座(tribrach)
(二)水准尺(levelingstaff)——主要有单面尺、双面尺和塔尺。
1.尺面分划为1cm,每10cm处(E字形刻划的尖端)注有阿拉伯数字。
2.双面尺的红面尺底刻划:
一把为4687mm,另一把为4787mm。
(三)尺垫(staffplate)
放置在转点上,为防止观测过程中水准尺下沉。
二、水准仪的使用
操作程序:
粗平——瞄准——精平——读数
(一)粗平——调节脚螺旋,使圆水准气泡居中。
1.方法:
对向转动脚螺旋1、2——使气泡移至1、2方向的中间——转动脚螺旋3,使气泡居中。
2.规律:
气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。
(二)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:
眼睛在目镜端上下移动时,十字丝与目标像有相对运动。
产生原因:
目标像平面与十字丝平面不重合。
消除方法:
仔细反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。
(二)精平
1、方法:
如图所示微倾式水准仪(tiltlevel),调节微倾螺旋,使水准管气泡成像抛物线符合。
2、说明:
若使用自动安平水准仪(compensatorlevel),仪器无微倾螺旋,故不需进行精平工作。
(四)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。
三、水准点(BenchMark)
通过水准测量方法获得其高程的高程控制点,称为水准点BM,一般用表示。
有永久性和临时性两种。
(见图)
四、水准路线(levelingline)
水准路线依据工程的性质和测区情况,可布设成以下几种形式:
1.闭合水准路线(closedlevelingline)。
由已知点BM1——已知点BM1
2.附合水准路线(annexedlevelingline)。
由已知点BM1——已知点BM2
3.支水准路线(spurlevelingline)。
由已知点BM1——某一待定水准点A。
五、水准测量的实施(外业)
a)观测要求
如图,有:
(1)水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。
(2)为及时发现观测中的错误,通常采用“两次仪器高法”或“双面尺法”。
两次仪器高法:
高差之差h-h’5mm;双面尺法,①红黑面读数差3mm②h黑-h红5mm。
案例二:
课题:
水准测量的内业数据处理方法
教学目的要求:
掌握水准测量的内业数据处理方法
教学重点、难点:
平差计算、闭合差分配
授课方法:
讲授、学生处理数据
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
大部分学生可以在教室的指导下完成数据的处理。
板书设计或授课提纲
一、水准测量的成果处理(内业)
二.水准测量的成果实例
教学活动及板书设计
一、水准测量的成果处理(内业)
(一)计算闭合差:
1.闭合水准路线:
2.附合水准路线:
(二)分配高差闭合差
1.高差闭合差限差(容许误差)
对于普通水准测量,有:
式中,
——高差闭合差限差,单位:
mm
L——水准路线长度,单位:
km;n——测站数
2.分配原则:
按与距离L或测站数n成正比,将高差闭合差反号分配到各段高差上。
(三)计算各待定点高程
用改正后的高差和已知点的高程,来计算各待定点的高程。
二.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线观测成果略图。
BM-A和BM-B为已知高程的水准点,图中箭头表示水准测量前进方向,路线上方的数字为测得的两点间的高差(以m为单位),路线下方数字为该段路线的长度(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:
因为
,可进行闭合差分配。
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=-11mm,V3=-8mm,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Vi
H1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.323=47.609(m)
H2=H1+(h2+V2)=47.509+2.802=50.411(m)
H3=H2+(h3+V3)=50.311-2.252=48.159(m)
HBM-B=H3+(h4+V4)=48.059+1.420=49.579(m)
案例三:
课题:
三、四等水准测量
教学目的要求:
掌握三、四等水准测量的观测步骤以及数据处理
教学重点、难点:
数据处理方法与精度评价
授课方法:
讲授、学生操作
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
一部分学生可以当堂完成数据的采集。
板书设计或授课提纲
一、适用:
平坦地区的高程控制测量。
二、精度要求和技术要求。
三、作业方法
教学活动及板书设计
一、适用:
平坦地区的高程控制测量。
二、精度要求和技术要求。
(见表)
三、作业方法
1、每站观测程序(见图)
(1)顺序——“后前前后”(黑黑红红);一般一对尺子交替使用。
(2)读数——黑面按“三丝法”(上、中、下丝)读数,红面仅读中丝。
2、计算与记录格式(见P114表6-12)
(1)视距=100×|上丝-下丝|
(2)前后视距差di=后视距-前视距
(3)视距差累积值∑di=前站的视距差累积值∑di-1+本站的前后视距差di
(4)黑红面读数差=黑面读数+K-红面读数。
(K=4787mm或4687mm)
(5)黑面高差h黑=黑面后视中丝-黑面前视中丝
(6)红面高差h红=红面后视中丝-红面前视中丝
(7)黑红面高差之差=h黑-(h红±0.100m)
(8)高差中数(平均高差)=[h黑+(h红±0.100m)]/2
(9)水准路线总长L=∑后视距+∑前视距
案例四:
课题:
经纬仪基本操作与水平角观测原理
教学目的要求:
掌握经纬仪的基本操作方法与水平角的概念
教学重点、难点:
DJ6的对中、整平
授课方法:
讲授、学生动手操作
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
学生基本都能掌握操作过程。
板书设计或授课提纲
角度测量概念
一.水平角定义
二.竖直角定义
§3.2光学经纬仪(opticaltheodolite)的使用
一、DJ6光学经纬仪的构造
二、J6的读数方法
三、J2光学经纬仪的构造
四、J2的读数方法
经纬仪的安置
教学活动及板书设计
角度测量概念
角度测量(angularobservation)包括水平角(horizontalangle)测量和竖直角(verticalangle)测量。
一、水平角定义
从一点出发的两空间直线在水平面上投影的夹角即二面角,称为水平角。
其范围:
顺时针0º~360º。
二、竖直角定义
在同一竖直面内,目标视线与水平线的夹角,称为竖直角。
其范围在00~±900之间。
如图当视线位于水平线之上,竖直角为正,称为仰角;反之当视线位于水平线之下,竖直角为负,称为俯角。
光学经纬仪(opticaltheodolite)的使用
经纬仪是测量角度的仪器。
按其精度分,有DJ6、DJ2两种。
表示一测回方向观测中误差分别为
、
。
一、DJ6光学经纬仪的构造
如图3-2:
1、照准部(alidade)
2、水平度盘(horizontalcircle)
3、基座(tribrach)
二、J6的读数方法
分微尺测微器读数法:
(1)如图,分微尺的分划值为1ˊ,估读到获0.1ˊ(即:
6")。
(2)“H”——水平度盘读数,“V”——竖直度盘读数。
三、J2光学经纬仪的构造
如图与J6相比,增加了:
1.测微轮——用于读数时,对径分划线影像符合。
2.换像手轮——用于水平读数和竖直读数间的互换。
3.竖直读盘反光镜——竖直读数时反光。
四、J2的读数方法
一般采用对径重合读数法——转动测微轮,使上下分划线精确重合后读数。
五、经纬仪的安置
内容及要求:
对中(centering)3mm
整平(leveling)1格
1、垂球对中整平法步骤
(1)移动或伸缩三脚架(粗略对中)
(2)脚架头上移动仪器(精确对中)
(3)旋转脚螺旋使水准管气泡居中(整平)
(4)反复
(2)、(3)两步。
2、光学对中整平法步骤
(1)大致水平大致对中
眼睛看着对中器,拖动三脚架2个脚,使仪器大致对中,并保持“架头”大致水平。
(2)伸缩脚架粗平
根据气泡位置,伸缩三脚架2个脚,使圆水准气泡居中。
(3)旋转三个脚螺旋精平
按“左手大拇指法则”旋转三个脚螺旋,使水准管气泡居中。
1)转动仪器,使水准管与1、2脚螺旋连线平行。
2)根据气泡位置运用法则,对向旋转1、2脚螺旋。
3)转动仪器900,运用法则,旋转3脚螺旋。
(4)架头上移动仪器,精确对中
(5)脚螺旋精平。
(6)反复(4)、(5)两步。
案例五:
课题:
测回法与方向观测法
教学目的要求:
掌握经纬仪施测水平角的基本方法以及数据处理
教学重点、难点:
测回法与方向观测法
授课方法:
讲授
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
学生可以掌握测回法。
板书设计或授课提纲
水平角测量(horizontalangleobservation)
一、经纬仪(theodolite,transit)的安置
二、瞄准方法
三、测回法
四、方向观测法
教学活动及板书设计
水平角测量(horizontalangleobservation)
常用的有:
测回法(methodofobservationset)
方向观测法(methodofdirectionobservation)。
一、经纬仪(theodolite,transit)的安置
内容及要求:
对中(centering)3mm
整平(leveling)1格
1、垂球(plumbbob)法
2、光学对中器(opticalplummet)法
(1)大致水平大致对中
看着对中器,拖动三脚架两个脚,使仪器大致对中,并保持“架头”大致水平。
(2)伸缩脚架粗平
根据气泡位置,伸缩三脚架两个脚,使圆水准气泡居中。
(3)脚螺旋精平——左手大拇指法则
1)转动仪器,使水准管与脚螺旋1、2连线平行。
2)根据气泡位置运用法则,对向旋转脚螺旋1、2。
3)转动仪器900,运用法则,旋转脚螺旋3。
(4)架头上移动仪器,精确对中
(5)脚螺旋精平
反复(4)、(5)两步。
二、瞄准方法
步骤:
粗瞄—制动—调焦—微动精瞄。
两个基本概念:
盘左(正镜)、盘右(倒镜)
三、测回法
1.适用:
两个方向的单角(∠AOB)。
2.观测步骤:
(1)盘左瞄准左边A,配度盘至
0X´,读取a1。
(2)顺时针旋转瞄准右边B,读取b1。
则上半测回角值:
β1=b1-a1。
(3)倒镜成盘右,瞄准右边B,读取b2。
(4)逆时针旋转瞄准左边A,读取a2。
则下半测回角值:
β2=b2-a2
(5)计算角值。
若β1-β2≤±40"(图根级)则有:
β=(β1+β2)/2
3.记录格式(见表)
若要观测n个测回,为减少度盘分划误差,各测回间应按1800/n的差值来配置水平度盘。
测回法小结:
四、方向观测法
1.适用:
在一个测站上需要观测两个以上方向。
2.观测步骤:
(如图,有四个观测方向)
(1)上半测回
选择一明显目标A作为起始方向(零方向),用盘左瞄准A,配置度盘,顺时针依次观测A、B,C,D,A。
(2)下半测回
倒镜成盘右,逆时针依次观测A,D,C,B,A。
同理各测回间按1800/n的差值,来配置水平度盘。
3.记录、计算(见表)
(1)2C值(两倍照准误差):
2C=盘左读数-(盘右读数±180°)。
一测回内2C互差,对J2≤
。
对J6不作要求。
(2)半测回归零差:
对J2,≤
;对J6,≤
。
(3)各方向盘左、盘右读数的平均值:
平均值=[盘左读数+(盘右读数±180°)]/2
注意:
零方向观测两次,应将平均值再取平均。
(4)归零方向值:
将各方向平均值分别减去零方向平均值,即得各方向归零方向值。
(5)各测回归零方向值的平均值:
同一方向值各测回间互差,对J2≤
;对J6≤
。
方向观测法小结:
案例六:
课题:
竖直角观测
教学目的要求:
掌握经纬仪观测竖直角的方法与数据计算
教学重点、难点:
经纬仪观测竖直角的方法与数据计算
授课方法:
讲授
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
学生基本可以掌握竖直角测量方法。
板书设计或授课提纲
竖直角测量
一.竖直度盘(verticalcircle)的构造
二.竖直角(verticalangle)的计算公式
三.竖盘指标差(indexerrorofverticalcircle)
四.竖直角的观测及记录(格式见表)
教学活动及板书设计
§3.4竖直角测量
一、竖直度盘(verticalcircle)的构造
1.包括:
(1)竖盘(verticalcircle)、竖盘指标水准管(verticalindexbubbletube)和(3)竖盘指标水准管微动螺旋。
后两部分可采用竖盘指标自动归零补偿器(verticalindexcompensator)来替代。
2.指标线固定不动,而整个竖盘随望远镜一起转动。
3.竖盘的注记形式有顺时针与逆时针两种。
二、竖直角(verticalangle)的计算公式
1.顺时针注记形式
故有:
α左=90°-L
同理:
α右=R-270°
一测回竖直角α=(α左+α右)/2
2.逆时针注记形式
有:
α左=L-90°
α右=270°-R
一测回的竖直角为:
α=(α左+α右)/2
i.竖盘指标差(indexerrorofverticalcircle)
1、定义
由于指标线偏移,当视线水平时,竖盘读数不是恰好等于90°或270°上,而是与90°或270°相差一个x角,称为竖盘指标差。
当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时,x为正,反之为负。
2、计算公式
(1)指标差:
x=(L+R-360°)/2
对于顺时针注记的:
正确的竖直角α=(90°+x)-L=α左+x
α=R-(270°+x)=α右-x
(2)结论:
取盘左盘右的平均值,可消除指标差的影响。
四、竖直角的观测及记录(格式见表)
一般规范规定,指标差变动范围,J6≤
、J2≤
。
案例七:
课题:
钢尺量距
教学目的要求:
掌握钢尺量距的基本方法以及数据处理
教学重点、难点:
钢尺量距的精密测量方法
授课方法:
讲授、实际操作
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
学生能够互相配合,完成钢尺量距。
板书设计或授课提纲
§4.1钢尺量距(steeltapemeasuring)
一.量距工具
二.钢尺量距
教学活动及板书设计
钢尺量距(steeltapemeasuring)
二、量距工具
有:
钢尺(steeltape)、标杆(measuringbar)、垂球(plumbbob)、测钎(measuringrod)、温度计(thermometer)、弹簧秤(springbalance)。
三、钢尺量距
钢尺量距最基本的要求——平、准、直
按精度分:
一般量距和精密量距
(一)一般量距步骤
1.定线(linealignment)。
按精度分:
目估法和经纬仪法。
2.丈量。
(1)喊“预备”、“好”前后尺手同时读数。
(2)在山区丈量时,可采用平量法、斜量法。
3.内业成果整理。
丈量精度用“相对误差”来衡量:
要求:
一般量距≤1/3000(平坦),≤1/1000(山区)。
(二)精密量距步骤(*)
1.经纬仪定线。
在桩顶画出十字线。
2.精密丈量。
(1)前尺手零端用标准拉力拉紧钢尺。
(2)前读尺员发“预备”,后读尺员发“好”;此时前后尺手同时读数。
(3)移动后尺整厘米刻划,按上述方法再测二次,三次较差不超限时(一般不得超过2~3mm),取平均值作为尺段结果。
每测完一尺段,用温度计读取一次温度。
(4)要进行往返测量。
3.记录格式见课本。
4.3.测量各桩顶间高差。
5.4.内业成果整理
6.某钢尺的尺长方程式:
7.
——钢尺在t温度时的实际长度;
——钢尺的名义长度
8.
——检定时,钢尺实际长与名义长之差;
——钢尺的膨胀系数
9.
——钢尺使用时的温度;
——钢尺检定时的温度
10.斜距
的各项改正:
11.
(1)尺长改正
12.
13.
(2)温度改正
14.
15.(3)倾斜改正
16.
17.故斜距
经改正后为:
案例八:
课题:
导线内业(闭合导线)
教学目的要求:
掌握闭合导线的内业数据处理方法
教学重点、难点:
闭合导线的内业数据处理方法
授课方法:
讲授、学生数据处理
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
大部分学生能够进行数据处理。
板书设计或授课提纲
闭合导线平差计算步骤:
1、绘制计算草图,在图上填写已知数据和观测数据。
2、角度闭合差的计算与调整
3、按新的角值,推算各边坐标方位角。
4、按坐标正算公式,计算各边坐标增量。
5、坐标增量闭合差的计算与调整
6、坐标计算
教学活动及板书设计
闭合导线平差计算步骤:
1、绘制计算草图,在图上填写已知数据和观测数据。
2、角度闭合差的计算与调整
计算闭合差:
计算限差:
(图根级)
若在限差内,则按平均分配原则,计算改正数:
计算改正后新的角值:
3、按新的角值,推算各边坐标方位角。
4、按坐标正算公式,计算各边坐标增量。
5、坐标增量闭合差的计算与调整
计算坐标增量闭合差。
有:
导线全长闭合差:
导线全长相对闭合差:
(2)分配坐标增量闭合差。
若K<1/2000(图根级),则将
、
以相反符号,按边长成正比分配到各坐标增量上去。
并计算改正后的坐标增量。
6、坐标计算
根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量,来依次计算各导线点的坐标。
案例九:
课题:
导线内业(附合导线)
教学目的要求:
掌握附合导线的内业数据处理方法
教学重点、难点:
附合导线的内业数据处理方法
授课方法:
讲授、学生数据处理
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
大部分学生能够进行数据处理。
板书设计或授课提纲
1、角度闭合差的分配与调整
2、坐标增量闭合差的计算
教学活动及板书设计
附合导线平差计算
说明:
与闭合导线基本相同,以下是两者的不同点:
1、角度闭合差的分配与调整
◆方法一:
(1)计算方位角闭合差:
(2)满足精度要求,若观测角为左角,则将fα反符号平均分配到各观测角上;若观测角为右角,则将fα同符号平均分配到各观测角上。
◆方法二:
(1)计算角度闭合差
,其中,
的计算公式如下:
左角:
右角:
(2)满足精度要求,将fβ反符号平均分配到各观测角上。
2、坐标增量闭合差的计算
例题:
P102表5-6
查找导线测量错误的方法
角度闭合差如果超限,则测角有误;如果角度闭合差符合要求,导线相对闭合差大大超限,则可能是边长测错。
此时,必须采取一定的方法进行检查,对可能有误的边角进行重测。
案例十:
课题:
交会定点方法
教学目的要求:
掌握交会定点的概念及方法
教学重点、难点:
前方交会、后方交会
授课方法:
讲授、实际操作
教学参考及教具(含多媒体教学设备):
教材
授课执行情况及分析:
大部分学生基本能够理解,掌握良好。
学生基本可以掌握交会定点方法。
板书设计或授课提纲
一、基本概念
二、小三角测量的布设形式与等级
(一)布设形式
(二)等级
三、小三角测量的外业工作
四、小三角测量的内业计算
教学活动及板书设计
一、基本概念
1.三角点:
测区内的控制点组成相互连接的而成三角网,网中各三角形的顶点称为三角点
2.小三角测量:
在小范围内布设边长较短的小三角网,观测所有三角形的各内角,并丈量起始边长,用近似方法进行平差,然后应用正弦定律算出各三角形的边长,再根据已知边的坐标方位角、已知点坐标,求出各三角点的坐标。
二、小三角测量的布设形式与等级
(一)布设形式
1.单三角锁(P104图6-18)
2.中点多边形(P104图6-19)
3.线形三角锁(P104图6-20)
(二)等级
1.一级小三角
2.二级小三角
3.图根小三角
三、小三角测量的外业工作
(一)踏勘选点
(二)建立标志
(三)测量起始边
(四)观测水平角
四、小三角测量的内业计算
(一)绘制计算略图
(二)角度闭合差的计算与调整
(三)边长闭合差的计算与调整
(四)三角形边长计算
(五)计算各三角点的坐标
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- 建筑 测量 案例 要点