工程测量复习整理文档格式.docx

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•在正式施工开始时，对控制网进行全面复测

•检查验收承包人的施工定线

•验收承包人测定的原始地面高程对桥梁施工还需进行桥梁下、上部结构的施工放样的检测

•对每层路基的厚度、平整度、宽度、纵横坡度进行抽查，

•检查施工单位的内业资料是否真实

•审批承包人提交的施工图

2.3工程运营管理阶段的测量

监测：

用测量的手段，定期地，动态地或持续地描述变形。

变形监测是基础，变形分析是手段，变形预报是目的。

思考题

工程监理测量在工程施工阶段起什么作用，主要工作内容是什么？

按照工程建设的程序，工程测量可以划分为几个阶段，各个阶段的测量工作是什么？

我国铁路勘测设计中，工程勘测的初测和定测有哪些测量工作？

•3.1工程测量学的理论

•测量误差理论、测量精度理论、可靠性理论、灵敏度理论、工程控制网优化设计理论和测量基准理论；

•3.1.1.1测量误差理论

1．测量误差理论

测量误差包括：

偶然误差、系统误差、粗差。

其中偶然误差绝大多数服从正态分布。

粗差的特点是：

大的误差、随机出现，大小与精度有关，能否被发现与可靠性有关。

粗差的发现与多余观测数有关，可进行粗差探测和定值定位。

系统误差：

全部的观测值都含有系统误差，其中一部分的观测值的系统误差，引起系统性影响。

•抵抗和减弱系统误差的方法：

1.重复观测：

使系统误差偶然化

2.仪器检测：

减小系统误差

3.进行基准点稳定性分析：

完善平差模型

4.测站选址：

稳定、通视好、减小系统误差

•二、误差分配理论

•误差分配理论是测量设计的基础。

•三个原则：

等影响原则、忽略不计原则、按比例分配原则。

•3.1.1.2测量精度理论

•测量精度是指测量精确度和准确度的总称。

•测量中，精度主要包括仪器的精度和数值的精度。

其中前者又称为标称精度。

数值精度分为相对精度和绝对精度。

☐相对精度分为两种：

a）观测量的精度与该观测量的比值，比值越小，相对精度就越高。

b）一点相对于另一个点特别是邻近点的精度。

相对精度与基准是无关的。

•绝对精度是指一个观测量相对于真值的精度，或相对于基准点的精度。

其与基准有关，只能在同一基准下比较。

•测量精度和误差是密不可分的，通常用中误差（标准差）来表示测量精度。

•注意：

测量精度与测量误差是两个不同的概念，精度是精确度和准确度的总称。

•3.1.2可靠性理论

•内部可靠性：

发现或探测观测值粗差的能力

•外部可靠性：

抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力

•三、广义可靠性

•广义可靠性：

是测量系统发现和抵抗粗差与系统误差的能力，以及减小偶然误差的能力。

•3.1.3灵敏度理论

•定义：

在给定显著水平α和检验功效β下，通过对周期观测的平差结果进行统计检验，所能发现的变形向量的下界值。

•通常用于变形监测网设计中。

灵敏度实质上是特殊方向上的网点精度，可以通过网点的误差椭圆直观地反映。

网的灵敏度越高，则所要求的精度也越高，即精度与灵敏度是成正比的。

•3.2测量技术和方法

•3.2.2方向测量

•地面任意一点与真北方向的夹角。

陀螺经纬仪、罗盘

•3.2.3距离测量

•距离测量包括直接丈量、间接视距测量和物理测量。

•一、直接丈量法

•尺子（测绳、皮尺、钢尺）直接在地面上测定量点之间的距离。

•二、视距法

•一种间接测距方法。

利用装有视距丝装置的测量仪器。

•三、电磁波测距法

•按测距方式分：

脉冲式测距仪、相位式测距。

•脉冲法：

通过测定电磁波在传播路线上往返传播过程中的脉冲数来测定时间。

•相位法：

通过调制光在测线上往返传播所产生的相位差来测定时间。

•四、双频激光干涉测量

•3.2.4高程测量

•几何水准测量、

•三角高程测量、

•液体静力水准测量、

•GNSS高程测量

•3.4特殊测量技术和方法

•3.4.1基准线法测量

•基准线法测量是构成一条基准线，通过测量获取沿基准线所布设的测量点到基准线的偏离值（偏距或垂距），以确定测量点相对于基准线的距离的测量，是工程测量学的一种特殊测量，常用于监测直线型建筑物的水平位移和大型线性设备的安装检校。

•基准线类型：

水平，垂直，任意一条不变动的直线。

•方式：

光学法、机械法、光电法。

•一、光学法

•在测小角中，设要求测定的偏距精度为0.6mm，置镜点到监测点的距离为240m，试问小角的测量精度应为多少？

若采用J1经纬仪，其放大倍数为40，需要观测几个测回？

•1）由l=m*s/p得m=pl/s=0.52秒。

•2）m1=60秒/40=1.5秒。

测回数n>

=（1.5/0.52）2≈9测回。

•活动站牌法：

偏距是利用安置在测点上的活动站牌测定的，活动站牌读数尺上最小分划是1mm，用游标可以读至0.1mm

•二、光电法

• 

尼龙丝准直系统:

•激光准直系统：

基准线是激光束。

•三、机械法：

在已知基准点上吊挂钢丝或尼龙丝构成基准线，用测尺游标、投影仪或传感器测量中间的目标点相对于基准线的偏距。

•引张线、正倒垂。

•正垂线法：

用正垂线装置测量偏距的一种方法。

•倒垂线法：

用倒垂线装置测量偏距的一种方法。

•3.4.2微距及其变化的测量

用伸缩测微仪监测岩体移动

•3.4.3倾斜测量

•确定地面或建筑物倾斜值的测量，地面上两点之间的倾斜值可以通过测量两点间的高差和距离进行计算获得。

•3.4.4挠度测量

•相对于水平或垂直基准线的弯曲线，曲线上某点到基准线的垂距称该点的挠度。

•采集方法：

正倒垂，倾斜仪

•3.4.5投点测量

•就是将点从一个高程面上垂直投放到另一个高程面上，主要用于高层建筑物几何中心的放样。

•3.4.6传感器测量

•基于光电信号转换的技术，将距离、角度和高差等几何量及其微小变化转化为电信号。

•思考题

1.狭义可靠性？

广义可靠性？

2.误差分配的三原则？

3.什么叫边角精度匹配？

4.偶然误差的系统性影响？

系统误差的偶然化？

5.LiDAR技术的优点和特点？

有哪些方面的应用？

•4.1概述

•控制网作用：

•提供基准、控制全局、加强局部和减小测量误差累积

•4.5工程控制网的质量准则

•精度准则、可靠性准则、灵敏度准则、费用准则。

•测量控制网的主要作用？

•什么是工程控制网的基准？

•工程测量控制网包括哪些精度准则？

•变形监测网的灵敏度？

•5.1地形图及其比例尺系列

•5.1.1地形图的定义和特点

•地形图是指将地球表面的起伏形态和地物的位置、形状采用水平投影的方法并按一定的比例尺缩绘到图纸上，或以数字形式放在计算机上。

•5.1.2地形图的比例尺

•大比例尺：

大于等于5000的地形图，500，1000，2000，5000

•中比例尺：

10000，2.5万，5万，10万

•小比例尺：

小于10万，20万、25万、50万、100万

•我国规定1万、2.5万、5万、10万、25万、50万、100万为国家基本比例尺地形图，我国已经5万全覆盖，东部1万全覆盖

•1万至5万是测绘的

•10万至100万是编绘

•5.2.2水下地形图测绘

•包括平面定位和水深测量；

1平面定位测量：

GNSS、无线电定位、全站仪

2回声测深仪

3双波束回声测深仪

4回声测深仪的安装和校准；

5水位观测

•深度基准面：

将不同时刻测得的某点水深归算到该面。

通常去在当地多年平均海面下深度。

既要保证舰船航行安全、又要考虑航道利用率

•5.4.2大比例尺地形图的典型应用—场地平整

•1、在地形图拟建场地内绘制方格网，绘制完成后，内插求出每个网格点的地面高程，并标注。

•2、计算设计高程单纯的平整场地可以视其为场地的平均高程。

给每一个网格点赋权，权依据该点与几个网格相关而定。

•3绘制出填、挖方边界线在地形图上绘制出设计高程的等高线。

•4计算填、挖高度。

该点的地面高程与设计高程之差。

•5分别计算出挖、填土石方工程量。

•6放样填、挖边界线及填、挖高度。

在拟建场地内。

按适当间隔分别放样出设计高程点，用明显标志将这些设计高程点连成曲线。

1.我国的国家基本比例尺地形图有哪些？

2.为什么说实测基本地形图是比例尺和更新周期是一个国家测绘水平发达与否的重要标志？

3.什么叫深度基准面？

•建筑物：

具备、包含或提供人类居住功能的人工建造物

•构筑物：

不具备、不包含或不提供人类居住功能的人工建造物

•施工放样：

将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程按设计要求，以一定的精度在实地标定出来，作为施工的依据。

•6.1建筑限差和精度分配

•一.建筑限差

•竣工后建筑物的实际位置与设计位置的极限偏差

二.放样精度的确定方法：

误差分配

建筑限差的相关规范

•《混凝土结构工程施工及验收规范》

•《钢筋混凝土高程建筑结构设计与施工规程》

•《建筑安装工程施工及验收技术规范》

•6.2施工放样的种类和常用方法

•6.2.1施工放样的种类

•施工放样的种类可分为角度放样、距离放样、点位放样、直线放样、铅垂线放样、高程放样等。

•6.2.2点和平面直线放样方法

•放样点位的常用方法有：

交会法、归化法、自由设站法、极坐标法、GPSRTK法。

•6.2.2.1.交会法距离交会、角度交会、轴线交会。

•距离交会

1计算DAP、DBP

2在测站A用钢尺测设D1；

3在测站B用钢尺测设D2，

4相交得P点，定P点标志。

•角度交会

•1.计算方位角∠AB、∠AP、∠BP，则：

β1=∠AP-∠ABβ2=∠BP-∠AB

•2.在测站A测设β1，得AP方向；

在测站B测设β2，得BP方向，相交得P点，定P点标志

♦测设时，通常先沿AP、BP的方向线打“骑马桩”，然后交会出P点位置。

♦注意交会角30<

γ<

150

•

•轴线交会法

•采用侧方交会原理得到被放样点的位置。

P0为AB轴线上的待放样点

•在轴线上先找出任意一点P。

将仪器放置于P点，测量夹角α1、α2。

利用获得的两个夹角，分别从C、D点计算P坐标，获得两个点的坐标取平均值，根据P0和P点的坐标移动P至P0点

•6.2.2.2归化法

•归化法是将放样和测量相结合的一种放样方法。

•先初步放样出一点，通过多测回测量获取该点的精确位置，

•然后与待放样量比较，获得改正量，通过改正，得到待放样点。

•6.2.2.3极坐标法 

•6.2.2.4自由设站法

•6.2.2.5GPSRTK法

•6.2.3铅垂线放样方法

1.用专用仪器——铅垂仪投测铅垂线，能向上、下瞄出精确的铅垂视线，能向上、下投射出精确的铅垂激光束

2.经纬仪+弯管目镜

6.2.4高程放样方法

•1.几何水准法

•2.测距三角高程法

•何谓建筑限差？

他的大小与什么有关？

•自由设站法原理是什么？

为什么叫自由设站？

画图说明

•何谓曲线要素？

圆曲线和带缓和曲线的圆曲线有哪些曲线要素？

•7.1变形监测的基础知识

•7.1.1.1变形监测的定义

•变形监测：

对监视对象或物体（简称变形体）进行测量，以确定其空间位置随时间的变化特征。

•7.1.1.2变形监测的分类

•工程建筑物的变形可以分两类：

变形体的刚体位移和变形体的自身形变。

•变形体自身的形变：

伸缩、错动、弯曲和扭转。

•变形体的刚体位移:

整体平移、转动、升降和倾斜。

•变形几何量：

水平位移、垂直位移以及偏距、倾斜、扰度、弯曲、扭转、震动、裂缝等。

•获取与变形有关的影响因子（物理量）：

应力、应变、温度、气压、水位（库水位、地下水位）、渗流、渗压、扬压力等。

•应变：

当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变（Strain）。

•应力：

材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为应力（Stress）

•渗压（渗透压力）：

是指在渗流方向上水对单位体积土的压力，

•7.1.2.2变形监测的特点

●1.变形监测贯穿于工程建设和运营的始终，需要进行长期的重复观测。

●2.精度差别很大，有极高精度要求。

●3.对遥控、遥测和自动化要求很高

7.1.3变形影响因子和变形模型

•7.1.3.1变形影响因子

☐引起工程建筑物变形的原因：

地壳运动、基础形变、地下开采、地下水位变化、各种荷载（风、日光、雪、冰、暴雪、水压、地震、滑坡、泥石流、自重、车辆等）、机械设备安装偏离设计值

☐变形原因的时间特征表现：

急剧变化、随机变化、近线性变化、周期性变化

•7.1.3.2变形体的几何模型

•变形监测是通过对变形体进行空间上的离散化和数据获取在时间上的离散化实施的。

•变形体空间上的离散化：

监测点（目标点）

•时间上的离散化：

周期性监测、持续性监测

•7.1.3.4几种典型的变形模型

•变形模型与变形影响因子有关

a）周期型变形模型

b）突变模型

c）渐变模型

运动型变形模型

•变形监测有哪些内容？

与变形有关的物理量有哪些？

•变形体的几何模型？

•变形监测方案设计包括那些内容？

•在确定变形监测精度时需要考虑那些问题？

•变形测量工程应提交哪些成果资料？

•9.3高层建筑物测量

•9.3.2垂直度计算

9.3.3高程传递

•钢尺垂直量距

•全站仪天顶测距法

•9.3.4深基坑变形监测

•深基坑的变形监测内容：

基坑周围土体沉降、基坑隆起；

支护结构水平位移、基坑周边收敛、坑壁倾斜和外鼓、深层土体差异沉降和水平位移等。

•基坑周围土体沉降、基坑隆起：

采用几何水准或三角高程；

•边坡水平位移：

布网，采用交会法、视准线法、极坐标法；

•非设站型变形监测网及其监测技术

•在基坑周围稳定的构筑物上粘贴反射片（或微型棱镜，距离较远）全站仪采用自由设站的方式对反射片进行观测，三维严密平差，建立非设站型变形监测网。

•应用

•1.采用自由设站法测量三维监测网点的三维坐标

•2.监测基坑周边和坑壁水平位移

•3.坑壁收敛监测

•思考题

•大型厂区建设主要有哪些测量？

•什么是建筑方格网，他的特点？

为什么现在较少使用？

•高层建筑物的高程传递通常采用哪些方法？

•非接触型安装控制网？

•深基坑变形监测内容有哪些？

采用什么方法

•什么是分层投点法？

•把高层建筑物或高耸建筑物按高度分为若干段，在建筑物内部间隔一定高度搭建测量平台，将控制点采用垂准仪逐层向上投递，以提高竖向轴线精度。

施工过程中，从最靠近施工层面的测量平台向施工层面投点。

•10.1概述

•>

200KM/h称为高速铁路；

•线下工程和轨道系统；

线下工程测量和轨道系统测量有本质的区别。

•线下工程：

路基、桥梁、隧道、涵洞；

•轨道工程：

线下工程完备后，且各种变形趋于稳定后，以线下工程为依托，通过特殊精调装置和专用测量设备，将轨道构件（轨道板、轨枕、钢轨等）精确测设到设计位置，形成高平顺的轨道系统。

•高速铁路的线下工程的高稳定性需依靠对变形和沉降的严格控制来实现，轨道系统的高平顺则依靠精密测量技术。

•变形控制和精密测量技术是高速铁路建设中与测量相关的两大关键技术。

•轨道系统的施工测量属于精密工程测量范畴，精密的安装、定位测，控制基准是轨道控制网。

轨道控制网的精度要求是点位绝对精度2mm，相邻点间的相对精度1mm，轨道铺设精度是0.3mm（两根轨道之间）。

•高速铁路与传统铁路的区别体现在如下方面：

1.线下工程与轨道系统所采用的坐标基准不同；

☐前者采用统一的国家基准；

后者需要独立的工程坐标基准，包括：

任意中央子午线和抵偿高程面的独立坐标系，用高斯分带投影方法建立，长度在轨道面的投影变形不大于10mm/km；

并在此基准下建立具有最佳相对精度网形的精密控制网。

2.高速铁路控制测量分线下工程控制网和轨道控制网；

☐前者用于初测、定测以及线下工程施工测量；

后者用于轨道系统的安装、调试、检查和运营维护，且采用三网合一技术（勘测、施工、运营控制网）。

3.要求的精度高；

☐毫米、亚毫米级。

需要专用轨道测量设备对轨道系统构件进行测设定位，对轨道几何状态进行测量和平顺性估计。

4.高精度GNSS、智能型全站仪、数字水准仪和轨道检测仪等精密仪器得到普遍应用

•102高铁控制网的布设和测量基准

•1平面控制网

•四级布设。

•框架控制网CP0—为GPS三维控制网，作为高速铁路三网合一平面坐标的基准。

•CP0在线路初测之前建立，与IGS或国家A、B级GNSS点联测，不少于两个点，点上的独立基线不少于3条；

•CPⅠ初测阶段建立，三角形、大地四边形组成带状网，附和在CP0之上；

一次布网，整体平差；

三维约束和无约束平差应在2000坐标系下进行，将平差后的空间直角坐标，分别投影到相应投影带；

•CPⅡ定测阶段建立，一次布网，整体平差；

隧道内导线严密平差；

•轨道控制网CPⅢ--沿线路布设的三维控制网，一般在线下工程施工完成后施测，为无砟轨道铺设和运营维护提供基准。

•2.高程控制网

•由于高速铁路对线下工程的稳定性要求很高，兼顾线下工程沉降监测的需要，二等水准点作为沉降监测的基准点。

•线路水准基点应沿线路布设成附合路线，每2km布设一个水准基点，重点工程（大桥、长隧及特殊路基结构）地段应根据实际情况增设水准基点，点位距线路中线50～300m为宜。

•线路水准基点网要求采用二等水准测量的方法和精度要求施测，并符合到国家二等及以上精度的水准点上，是轨道控制网CPⅢ高程网起闭的基准。

•10.3轨道控制网（CPⅢ）的布设和处理

•CPⅢ网是在工程独立坐标系下的精密三维控制网，在路基、桥梁、隧道等线下工程施工完成，并且各种变形趋于稳定，具备轨道施工条件后，在线下工程的结构物上布设。

•10.3.1测量基准和精度匹配问题

•精密测量基准的建立流程：

•CPI网应在WGS84坐标系中进行整网三维无约束平差，然后利用CPI点为约束点，对CPII网进行整网三维约束平差，平差结果转换到2000坐标系中，在根据实际需要，分段投影到相应的投影带中。

•10.3.2CPIII布设

•CPIII网采用自由设站后方边角交会方式布设，使用高精度智能型全站仪进行自动化测量。

•CPⅢ控制点的测量标志

•CPⅢ棱镜组件--轨道控制网CPIII控制点精确定位观测的一种特殊的强制对中测量标志。

一般由预埋件、高程测量连接杆、平面测量棱镜连接杆和反射棱镜组成。

一个CPIII测量组至少配备12个CPIII棱镜组件。

•CPIII的棱镜组件要求具有较好的互换性和重复安装性精度，X、Y两方向的互换性和重复安装性误差要求≤±

0.4mm，Z方向的互换性和重复安装性误差要求≤±

0.2mm。

•所谓的互换性精度指的是同一组的12个棱镜组件，依次在同一个CPIII点上测量的三维坐标较差；

所谓的重复安装性精度指的是同一个棱镜组件，多次在同一个CPIII点上重复安装测量的三维坐标较差。

•10.3.3CPIII网平面测量

•10.3.4CPIII网高程测量

•10.3.5三网合一技术

•CPI网在高速铁路勘测和建设期间起主要作用；

•CPII线下工程完工时，一部分将因施工而被破坏，剩余部分无法满足施工要求（200M限制）；

•因此，在轨道施工前，应在高铁建筑红线内，布设一个全新的CPII网，埋设在线下工程的结构物上，不锈钢标志，长期保存。

•新的CPII网将全部CPI点纳入网中，形成整体网，约束条件是CPI网的无约束平差坐标，在WGS84下进行整网三维约束平差；

•平差结果转换至2000国家大地坐标系，再分段转换至工程独立坐标系中，为CPIII提供基准。

•CPI，CPII，CPIII形成了一个三网合一的整体网。

•两套坐标：

•国家测绘基准下的坐标；

•工程独立基准下的精密坐标。

•作用：

满足高铁轨道系统精密测量，运营维护期间。

•10.3.6CPIII网三维严密平差技术

•1.三维函数平差模型

2.确定观测量的权

3.不同基准下函数模型的转换

•4近似坐标计算

•高速铁路测量与传统铁路的测量有何不同之处？

•高速铁路平面控制网有何特点？

采用什么方法建立？

•高速铁路的轨道控制网有何特点？

起何作用？

•CPIII网的网形、点位、以及点的埋设有何特点？

•什么是三网合一？

•何谓搭接测量？

•垂线偏差的获取方法有哪些？

•11.3悬索桥基准索股的垂度测量

•悬索桥包括：

锚碇、索塔、主缆、主梁；

•11.3.1垂度测量的内容和方法

•内容：

基准索股的绝对垂度、一般索股的相对垂度；

•方法：

垂度测量只可以使用单向三角高程测量方法。

•影响三角高程测量精度的最大因素是大气折光；

•对向观测消除折光影响可以提高三角高程测量精度；

•对于悬索桥的垂度测量无法采用对向观测，因此可以采用进行大气折光系数改正的单向三角高程测量。

•垂度测量的特点

1在垂度测量的每一个阶段都应测量单向折光系数，以便进行大气折光改正，因为不同气候条件下折光系数不同；

2由于跨中距两岸较远，基准索股跨中垂度的测量，应从两个不同的方向同时进行，对结果进行比较分析，从两岸向跨中同一点测量的垂度互差应控制在20mm以内；

3在测量垂度时，还要测索塔的倾斜和索股的表面温度等，因为跨径的变化和索股的热胀冷缩对跨中垂度有影响；

4在主缆索股的整个架设过程中，需不定期对基准索股的垂度进行监控观测；

5为