工程测量课程设计.docx
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工程测量课程设计
课程编号：
SJ000350课程性质：
必修
工程测量学课程设计报告
--建筑场地施工控制网的建立及建筑物放样方案设计
学院：
矿业工程学院
专业：
测绘工程
地点：
太原理工大学虎峪校区
班级：
测绘1301班
姓名：
学号：
指导教师：
2016年6月3日至2016年6月10日
一、工程概况
1.1工程任务
为了培养学生对运动的兴趣，决定在太原理工大学虎峪校区建造一个体育馆，所以这次的主要任务是在体育场周围对体育馆的施工放样的方案进行设计。
1.2工程的地理位置
地址在迎泽大街新矿院路南端，相当于在迎西校区对面，两个校区一北一南相对应。
其中迎西校区又叫北区，虎峪校区又叫中区。
虎峪校区目前开的有个三门，北门是和迎西校区对应的大门，西门靠北的是小门，出门就是千峰南路，对面是山西财专。
还有一个门也在西边，不过稍微靠南一点，正对着校内的工程训练中心，是个电子门，不过这个门有专人控制，一般不开，虎峪校区的地理位置还是不错的，距离迎泽大街并不远，而且校园后边就是美特好超市，附近还有一个果艺园千峰南路店的水果4S店，买东西特别方便。
新矿院路上各种买吃的的，以及眼镜店，在北门西门都有。
出了西门向北50米有药店，有移动厅，生活很方便。
本次课程设计主要是想在虎峪校区矿业工程馆和美食广场之间建立一个体育馆。
1.3工程简介
《工程测量学》课程设计是该课程理论学习后的一个学术性实践环节，是对课程理论的综合和补充，对加深课程理论的理解和应用具有重要意义。
本次实验主要是根据《工程测量规范》和相关施工设计规范设计要求，在利用老师所给的已知的测绘成果，如太原理工大学虎峪校区的地形图一份，以及少量已知控制点，布设出太原理工大学虎峪校区的施工控制网，然后在根据此施工控制网，放样出体育馆的实际位置，要保证设计的施工控制网和施工测量方案满足精度要求，并力求做到经济合理，设计的工程测量软件系统精度满足要求，能用于生产实际。
使同学们能在室内进行篮球比赛。
1.4已有的测绘成果
a）太原理工大学虎峪校区1：
1000的地形图一份。
b）已知虎峪校区内GPSD级点和二等水准点哥2个，平面坐标为80西安坐标系，高程为85国家高程系。
分别为：
C01，4192376.645，633309.026，C02，4192260.011，633316.029；H1：
787.420；H2：
787.326.
二、体育馆施工控制网的建立
2.1概述
2.1.1建筑施工控制网的特点
1.平面控制网测量
施工平面控制网既可以单独建立，也可用原有地面测图控制网替代。
但由于测图网的密度和精度有时不能满足施工测量要求，需要增补控制点，并重新对网进行高精度测量，然后再以平面控制网数据测设出主轴线。
根据需要和条件，可以采用GPS、全站仪、经纬仪等多种设备按三角网、导线网等形式实施平面控制测量。
观测要满足国家规范要求，一般是距离丈量相对误差不超过1/10000，测角误差不超过10分。
2.高程控制网测量
施工放样的任务，除了通过建筑物的定位放线确定建筑物的平面位置、控制建筑物的平面形状和尺寸大小外，还要通过高程的测设来控制建筑物各个部件的标高。
为了保证整个建筑场地各部分高程的统一和精度要求以及高程测设的便利，在开工之前需要建立施工高程控制网。
观测仪器可以选择水准仪，按水准仪测量法实施，也可以利用全站仪用三角高程实施。
2.1.2施工控制网的精度
2.1.2施工控制网精度
无论民用或工业建筑,就其土建工程部分来说,对测量精度的要求,一般不很高,而与设备安装有关的基础工程,则要求精度很高。
一般地说,施工控制网的实际精度要求是不均匀的,而且也不是高级网控制低级网的精度。
从施工控制网的范围上来说，应该是从大到小逐级控制,即误差允许范围内的相对控制。
从整体上说它的精度分布是不均匀的,越到局部精度要求越高。
根据工程测量规范（GB50026-2007），由于场地面积小于1
，所以得到训练馆平面控制应该建立二级控制网，高程控制网规范中要求建立不低于四等的控制我那个，综合场地的各种因素，应建立四等水准网，这样可以降低成本的投入，并且能够满足施工的精度要求。
在规范前半部分查的其对应关系为：
选用的建立平面控制网所用的全站仪根据规范中二级网的要求其测角误差不大于8
，测距中误差不大于15mm，考虑到该工程的工程范围较小和成本问题，所以选用的全站仪为南方NTS-325，测角精度为5
，侧边精度为3+2ppm，该仪器符合该工程的工作需要。
建立高程控制网所用的水准仪为因高程控制使用四等控制网，规范中规定使用DS3水准仪配合双面尺进行控制网的测量，即仪器的每公里往返测中误差为3mm，而且训练馆控制点的高程是与已知点联测，所以需要进行往返各测一次。
考虑到仪器的精度及其成本问题，选用比较便宜的国产货，南方NL20，每公里2测量的需要。
《GPS测量规范》D级GPS控制网的精度要求：
级别
相邻点基线分量中误差
相邻点平均距离/km
水平分量/mm
垂直分量/mm
D
20
40
5
2.2平面控制方案
2.2.1点位布置方案
经过我到实地勘察，我觉得应该建立闭合的导线网对体育馆进行施工放样，因为这样方法比较简单，而且精度较高，能很好的完成体育馆施工放样的方案，而且所选各点之间必须要满足相应的要求，相邻两点之间应该相互通视，相邻两点之间的距离也不应该超过100米。
便于测量，点位应在导线上均于分布，点位分布如图所示。
2.2.2控制网网形简介、网形选择，控制网布设方案及示意图
通过在室内对太原理工大学地形图的研究以及室外对所选点进行勘察，埋石，形成闭合导线网，是最小约束网，这个工程控制网有必要起算数据，有足够的基准，能很好的控制测量过程中所产生的误差，精度比较高。
本次建网主要是根据两个已知的虎峪校区内GPSD级点和二等水准点2个，平面坐标为80西安坐标系，高程为85国家高程系。
这两个点分别为：
C01，4192376.645，633309.026；C02，4192260.011，63316.029；H1：
787.420；H2:
787.326施工面积为2.5平方千米。
这次我打算选取国家80坐标系为坐标基准，这样就省去了坐标转换等繁琐的步骤，这次我打算用全站仪对这些点进行测量，因为全站仪测量控制点只需要相邻两点之间通视即可，不像GPS存在信号遮挡，信号弱的问题，所以最终综合考虑选定控制点A,B,C,D,E,F,G和已知点C01，C02共9个测量控制点，使测量精度能够满足要求。
我选择闭合导线网来对体育馆设计施工放样的方案，平面控制网的具体布设是以设计图上建筑物的角点和墙体的中点为依据为导线选点依据，选择通视良好的点位，进行导线测量，建立平面施工控制网。
开始选择布9个控制点，且布置在建筑物之间能够很好通视，便于测量的四周仔细研读设计图纸之后。
最终选择图2所示的控制点布设，能够很好的测量碎部点，完成测量工作。
最终选择布置7个点（A、B、C、D、E、F、G点）作为整个建筑物的控制点，F、G点是为了检核。
之后建立如图所示的网形。
2.3高程控制方案
2.3.1点位布置方案
建立高程控制网，主要是以两个已知的控制点C01，C02作为高程基准，然后在依据这两个已知点使用与平面控制点布设相类似的方法向建筑物引点，使这些点绕建筑物一圈后沿着另外一条水准路线返回，最后是其余已知点C02重合，而且高程网不像平面控制网，它可以适当减少控制点个数，这样一来可以节约经费，而且布设过程十分简单，而且不会造成数据的冗余误差，所以我们可以用水准仪来测量高程，然后依据该点的高程建立高程控制网。
2.3.2控制网布设方案及示意图
用水准仪对高程进行测量，首先在已知点出与待测点之间架设水准仪，测出两点之间的高差，即可以得出待测点的高程，然后用同样的方法对其他未知高程的点测出他们的高程，建立约束网。
最后进行解算、平差，最后检验其中误差，对照规范要求，进行评定。
三、体育馆施工放样方案
3.1施工放样方法
（a）根据测量控制点定位
（b）根据建筑基线定位
（c）根据建筑方格网定位
（d）根据与现有建筑物关系定位
（e）根据建筑红线定位
在具体进行建筑物放样时，控制点的分布对放样方法的选择起着十分重要的作用，根据前面对放样方法的分析可以看出：
不同的放样方法对控制点的要求不同。
即使对同样的放样方法，，选择不同的控制点，对放样点位的精度影响也不相同，因此，对放样方法的选择要进行综合考虑。
测量仪器的使用，对放样方法的确定也起着不可忽视的作用，如使用全站仪一，将改变传统放样方法，可以使用极坐标法，提高其放样精度。
由于我们已有的体育馆的设计图纸是在地形图上，故我们不能使用设计的施工坐标，而使用的是80或者54国家大地坐标，所以可以考虑使用GPS-RTK或者全站仪进行放样，但是由于训练馆周围有树木遮挡，很明显周围15°左右都有树木，信号弱，误差大，再加上GPS使用比较昂贵而且我们的放样场地太小，所以体育馆的放样方法是根据测量控制点定位，并使用全站仪极坐标法进行放样。
3.2体育馆施工放样方案设计
1.极坐标法放样：
设A、B为已知点，P为待放样点。
在A处架设经纬仪，放样一个角度
，在放样出的方向上标定一个P’点，再从A出发沿着A平P’方向放样距离S，即得待定点P的位置，然后用某种标志在实地标出P的位置。
极坐标法放样的两个元素
和S是由A、B、P三点的坐标反算出来的。
2.高程放样方法：
水准仪法：
在工程建筑施工时，需要放样由设计指定的高程。
如挖基坑时要求放样坑底高程；平整场地需要按设计的要求放样一系列点的高程等。
设地面放仪器时对A点尺上的读数为a1,对钢尺的读数为b1，坑内放仪器对钢尺读数为a2，对B点尺上的应有读书为b2,。
由
得：
b2=a2+（a1-b1）-
3.3实施步骤及应注意的事项
平面坐标放样的步骤：
将全站仪架设在一个已知点C02上面，对中整平，在对准C01点，输入两点坐标完成后视，然后将需要放样的点输入仪器中，用跑棱镜的方法找到待放样的点。
注意事项：
1.放样前对立杆的人员进行交底
2.全站仪在测站点上安置仪器，对中，整平时注意脚架的稳定
3.全站仪架设好后，对好后视点，开始放样工作
4.为了保证测量精度，放样的距离不宜超过测站点到后视点的距离；
5.放样过程中，严禁触碰仪器脚架，否则重新对后视点 ；
6.放样过程中，发现有错误时，应重新对后视并对前视导线点进行复核；
7.必要时：
放好样后，重新对后视进行复核；
8.注意自己人身安全和仪器的安全；
高程放样的步骤：
先在已知点与待测点之间架设水准仪，先瞄准已知点上的标尺读数，之后再倒转镜头，瞄准待测点上的标尺读数，然后在调整仪器高度，重新测量一次，若两次高程相差不大，则取平均值。
注意事项：
1.测量前应对仪器进行校核
2.测量前对立塔尺的人员进行交底
3.在测量开始时，对上一次测量的点进行复核
4.在转点时，应注意前后视距相等
5.测量完毕后，应复核到另一水准点上，一旦误差超限，立即重测
6.注意自己人身安全和仪器的安全
3.4方案评价
为了完成这次体育馆施工放样方案的设计，我选择了布设闭合导线网，建立约束网，使用全站仪以及水准仪对所选的9个控制点（7个未知点以及两个已知点）进行高程以及坐标的量测，这次选取这么多的控制点，主要是为了解决相邻两点之间的通视问题，因为选取较少控制点，点与点之间的视线可能会被建筑物以及树木遮挡，所以应该选取比较多的控制点，保证相邻两点能通视，而且我采用了“先整体后局部，先控制后碎步”的基本原则，按照施工测量规范规定的精度要求，提高了控制精度和可靠性，而且做到了步步检核。
完全符合精度要求。
运用老师所教的知识和同学们的帮助，十分顺利的完成了本次体育馆的施工放样的方案设计。
四、总结
《工程测量学》是高等学校中测绘工程专业本科生的一门重要的专业技术课。
根据我院测绘工程专业本科教学计划及该课程教学大纲的要求，学生在完成
《工程测量学》理论学习后，必须进行为期一周的课程设计。
这次课程设计我选择的是建筑场地施工控制网的建立及建筑物放样方案设计，主要是利用老师所给的太原理工大学虎峪校区1：
1000的地形图一份，还有两个已知控制点C01，C02来完成这次课程设计，经过我的反复思考，我决定布设闭合的导线网来完成体育馆放样方案的设计。
因为我觉得我们从大一开始就开始接触导线网，对导线网的了解要比其他网要更加的深刻，实施起来会比较得心应手，而且我觉得导线网的测量过程和计算过程会比较简单，易于理解，通过查阅资料，知道了施工控制网有控制范围小，控制点密度大，精度要求高，并且使用频繁，而且受施工干扰大等特点。
在方案实施过程中，我们也遇到了一些问题，最大问题是我在图上选好点之后，到实地勘察的时候发现，发现有些点并没有通视，被数目遮挡住了，于是经过深思熟虑，我打算再加两个控制点，使得所有控制点都通视了，所以，这就告诉我们在测量过程中，不能仅仅依赖资料，而应该多去实地考察，才能发现问题所在，实践是检验真理的唯一标准，而且在布网过程中我也遇到了许多的问题，例如如何检核，平面控制点的测量和高程的测量选用何种方法更加简单方便，更加节约经费，但是最后再和同学们的讨论之后，才解决了这个问题，从中我明白了，我们如果只学习书本上的理论知识，而不去实践中去验证，我们将不能深入理解这些理论，无法彻底明白各种方法的优缺点，所以我们在了解书中的知识之后，应该要动手去验证，尤其是工程测量学这门学科，理论教学必须和工程实践紧密相结合，所以我们在进行这次课程设计时必须采取理论结合实际的方法，针对具体的工程项目进行设计，从而加深我们对工程测量学基本理论的理解，着重培养学生分析问题和解决实际工程问题的能力。
同时，我们要明白，团体的力量要大于个人，我们遇到不懂的问题时，要多向同学们和老师们请教，这样我们才能收获一些新的东西。
通过这次课设，我学到了许多我在课本上学不到的东西，对以前所学的知识有了新的领悟，新的理解，直到如何融会贯通，如何将自己所学的知识与实际应用相结合。
同时，我也认识到了自身的不足，我们在学习过程中一定要谦虚，多向别人请教，要日积月累，不积跬步无以至千里，不积小流何以成江海，我们要珍惜身边的每一次机会，尤其是每次实习的机会，因为每次实习都会是我们对所学知识有了更深的认识，使所学知识变得有头绪。
综合评语：
平时成绩
所占比例
20%
报告成绩
所占比例
80%
总评成绩
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