1H41工程测量技术.docx
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1H41工程测量技术
1H412010 工程测量技术
1H412011 工程测量的方法
一、机电工程测量的作用和内容
（一）机电工程测量的作用
1.定位作用：
将图纸上设计的钢结构、设备或管线测设到实地。
2.已完成工程实体的变形监测，包括沉降观测和倾斜观测。
（二）机电工程测量的主要内容
1.设备安装放线、基础检查、验收。
2.工序或过程测量。
每道施工工序完工之后，都要通过测量检查工程各部位的实际位置及高程是否与设计要求相符合。
3.变形观测。
4.交工验收检测。
5.工程竣工测量。
二、机电工程测量的特点
1.工程测量贯穿于整个施工过程中。
从基础划线、标高测量到设备安装的全过程，都需要进行工程测量，以使其各部分的尺寸、位置符合设计要求。
2.精度要求高。
相比土建的建筑物，机电工程测量的精度误差要求要精确得多，有些精度要求较高的设备其标高和中心线要求近乎零偏差。
3.工程测量与工程施工工序密切相关。
4.受施工环境干扰大。
【2018真题】下列检测，不属于机电工程测量的是（ ）。
A.钢结构的变形监测
B.钢结构的应变测量
C.设备基础沉降观测
D.设备安装定位测量
『正确答案』B
『答案解析』本题考查的是工程测量的方法。
机电工程测量的主要内容：
1.基础检查、验收。
2.每道施工工序完工之后，都要通过测量检查工程各部位的实际位置及高程是否与设计要求相符合。
3.变形观测。
随着施工的进展，测定已安装设备在平面和高程方面产生的位移和沉降，收集整理各种变化资料，作为鉴定工程质量和验证工程设计、施工是否合理的依据。
4.交工验收检测。
【2019真题】关于工程测量的说法，错误的是（ ）。
A.通常机电工程的测量精度高于建筑工程
B.机电工程的测量贯穿于工程施工全过程
C.必须对建设单位提供的基准点进行复测
D.工程测量工序与工程施工工序密切相关
『正确答案』C
『答案解析』本题考查的是工程测量的方法。
选项A正确，相比土建的建筑物，机电工程测量的精度误差要求要精确得多；选项B正确，工程测量贯穿于整个施工过程中；选项D正确，工程测量工序与工程施工工序密切相关。
三、机电工程测量的原则和要求
1.机电工程测量的原则
工程测量应遵循“由整体到局部，先控制后细部”的原则，即先依据建设单位提供的永久基准点、线为基准，然后测设出各个部位设备的准确位置。
2.工程测量的要求
（1）测设。
保证测设精度，满足设计要求，减少误差累积。
（2）检核。
是测量工作的灵魂。
即由内部及外部对测量工作全过程进行全面的复核及确认，从而保证测量结果的准确性。
检核分为：
仪器检核、资料检核、计算检核、放样检核和验收检核。
【2018二级真题】工程测量的核心是（ ）。
A.测量精度
B.设计要求
C.减少误差累积
D.检核
『正确答案』D
『答案解析』本题考查的是工程测量的方法。
检核是测量工作的灵魂。
即由内部及外部对测量工作全过程进行全面的复核及确认，从而保证测量结果的准确性。
四、机电工程测量的基本原理与方法
（一）水准测量原理
水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程。
测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。
1.高差法——采用水准仪和水准尺测定待测点与已知点之间的高差，通过计算得到待定点的高程的方法。
2.仪高法——采用水准仪和水准尺，只需计算一次水准仪的高程，就可以简便地测算几个前视点的高程。
水准测量原理
（二）基准线测量原理
基准线测量原理是利用经纬仪和检定钢尺，根据两点成一直线原理测定基准线。
测定待定位点的方法有水平角测量和竖直角测量，这是确定地面点位的基本方法。
每两个点位都可连成一条直线（或基准线）。
平面安装基准线不少于纵横两条。
相邻安装基准点高差应在0.5mm以内。
沉降观测采用二等水准测量方法。
例如，对于埋设在基础上的基准点，在埋设后就开始第一次观测，随后的观测在设备安装期间连续进行。
【2016二级真题】埋设在基础上的沉降观测点，第一次观测应在（ ）进行。
A.观测点埋设后
B.设备底座就位后
C.设备安装完成后
D.设备调整后
『正确答案』A
『答案解析』本题考查的是工程测量的方法。
对于埋设在基础上的基准点，在埋设后就开始第一次观测。
随后的观测在设备安装期间连续进行。
五、工程测量的程序
无论是建筑安装还是工业安装的测量，其基本程序都是：
确认永久基准点、线→设置基础纵横中心线→设置基础标高基准点→设置沉降观测点→安装过程测量控制→实测记录等。
六、机电工程中常见的工程测量
（一）设备基础的测量
设备基础的测量工作大体包括以下步骤：
设备基础位置的确认，设备基础放线，标高基准点的确立，设备基础标高测量。
（二）连续生产设备安装的测量
1.安装基准线的测设
中心标板应在浇灌基础时，配合土建埋设，也可待基础养护期满后再埋设。
放线就是根据施工图，按建筑物的定位轴线来测定机械设备的纵、横中心线并标注在中心标板上，作为设备安装的基准线。
设备安装平面基准线不少于纵、横两条。
2.安装标高基准点的测设
标高基准点一般埋设在基础边缘且便于观测的位置。
标高基准点一般有两种：
一种是简单的标高基准点；另一种是预埋标高基准点。
例如，简单的标高基准点一般作为独立设备安装的基准点；预埋标高基准点主要用于连续生产线上的设备在安装时使用。
3.连续生产设备只能共用一条纵向基准线和一个预埋标高基准点。
【2017真题】连续生产线上的设备安装标高测量应选用（ ）基准点。
A.简单标高
B.预埋标高
C.中心标板
D.木桩式标高
『正确答案』B
『答案解析』本题考查的是机电工程中常见的工程测量。
简单的标高基准点一般作为独立设备安装的基准点；预埋标高基准点主要用于连续生产线上的设备在安装时使用。
（三）管线工程的测量
1.测量内容：
管线工程测量包括：
给水排水管道、各种介质管道、长输管道等的测量。
3.测量方法
（1）管线中心定位的测量方法
定位的依据：
定位时可根据地面上已有建筑物进行管线定位，也可根据控制点进行管线定位。
例如，管线的起点、终点及转折点称为管道的主点。
其位置已在设计时确定，管线中心定位就是将主点位置测设到地面上去，并用木桩或混凝土桩标定。
（2）管线高程控制的测量方法
为了便于管线施工时引测高程及管线纵、横断面测量，应沿管线敷设临时水准点。
例如，水准点一般都选在旧建筑物墙角、台阶和基岩等处。
如无适当的地物，应提前埋设临时标桩作为水准点。
（3）地下管线工程测量
地下管线工程测量必须在回填前，测量出起止点，窨井的坐标和管顶标高，应根据测量资料编绘竣工平面图和纵断面图。
【2019二级真题】地下管线工程回填前，不需要测量的项目是（ ）。
A.管线起点坐标
B.窨井位置坐标
C.管线顶端标高
D.管线中心标高
『正确答案』D
『答案解析』本题考查的是机电工程中常见的工程测量。
地下管线工程测量必须在回填前，测量出起止点、窨井的坐标和管顶标高，应根据测量资料编绘竣工平面图和纵断面图。
（四）长距离输电线路钢塔架（铁塔）基础施工的测量
1.长距离输电线路定位并经检查后，可根据起止点和转折点及沿途障碍物的实际情况，测设钢塔架基础中心桩。
中心桩测定后，一般采用十字线法或平行基线法进行控制，控制桩应根据中心桩测定，其允许偏差应符合规定。
2.当采用钢尺量距时，其丈量长度不宜大于80m，同时，不宜小于20m。
3.考虑架空送电线路钢塔之间的弧垂综合误差不应超过确定的裕度值，一段架空送电线路，其测量视距长度，不宜超过400m。
4.大跨越档距测量。
在大跨越档距之间，通常采用电磁波测距法或解析法测量。
【2017二级真题】关于长距离输电线路铁塔基础设施测量的说法，正确的是（ ）。
A.根据沿途实际情况测设铁塔基础
B.采用钢尺量距时的丈量长度适宜于80～100m
C.一段架空线路的测量视距长度不宜超过400m
D.大跨越档距之间不宜采用解析法测量
『正确答案』C
『答案解析』本题考查的是机电工程中常见的工程测量。
（1）长距离输电线路定位并经检查后，可根据起、止点和转折点及沿途障碍物的实际情况，测设钢塔架基础中心桩，其直线投点允许偏差和基础之间的距离丈量允许偏差应符合规定。
中心桩测定后，一般采用十字线法或平行基线法进行控制，控制桩应根据中心桩测定，其允许偏差应符合规定。
（2）当采用钢尺量距时，其丈量长度不宜大于80m，同时，不宜小于20m。
（3）考虑架空送电线路钢塔之间的弧垂综合误差不应超过确定的裕度值，一段架空送电线路，其测量视距长度，不宜超过400m。
（4）大跨越档距测量。
在大跨越档距之间，通常采用电磁波测距法或解析法测量。
1H412012 工程测量的要求
一、水准测量法的主要技术要求
一个测区及其周围至少应有3个水准点。
水准点之间的距离，一般地区应为1～3km，工厂区宜小于1km。
设备安装过程中，测量时应注意：
最好使用一个水准点作为高程起算点。
当厂房较大时，可以增设水准点，但其观测精度应提高。
1H412013 工程测量仪器的应用
一、水准仪
水准仪的主要功能是用来测量标高和高程。
（一）水准仪组成及用途
水准仪的用途：
水准仪是测量两点间高差的仪器，广泛用于控制、地形和施工放样等测量工作。
（二）水准仪的应用
用于建筑工程测量控制网标高基准点的测设及厂房、大型设备基础沉降观察的测量。
二、经纬仪
（一）经纬仪的组成和用途
经纬仪的用途：
广泛用于控制、地形和施工放样等测量。
例如，光学经纬仪的主要功能是测量纵、横轴线（中心线）以及垂直度的控制测量等。
光学经纬仪主要应用于机电工程建（构）筑物建立平面控制网的测量以及厂房（车间）柱安装铅垂度的控制测量，用于测量纵向、横向中心线，建立安装测量控制网并在安装全过程进行测量控制。
（二）经纬仪的应用
经纬仪的主要功能是测量水平角和竖直角的仪器。
1.光学经纬仪的应用范围。
主要应用于机电工程建（构）筑物建立平面控制网的测量以及厂房（车间）柱安装垂直度的控制测量。
2.在机电安装工程中，用于测量纵向、横向中心线，建立安装测量控制网并在安装全过程进行测量控制。
三、全站仪
全站仪具有角度测量、距离（斜距、平距、高差）测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。
BIM放样机器人：
适用于机电系统众多、管线错综复杂、空间结构繁复多变等环境下施工。
管道检测机器人：
工业管道检测机器人广泛应用于供水管道、排水管道、工业管道、燃气管道和石油管道的施工监测、管网检查、新管验收、管道检修、养护检测、修复验收等，同时还拓展广泛应用于矿井检测勘探、隧道验收、地震搜救、消防救援、灾害援助、电力巡查等。
四、其他测量仪器
（一）电磁波测距仪
电磁波测距仪按其所采用的载波可分为：
用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪；用激光作为载波的激光测距仪；用红外光作为载波的红外测距仪。
后两者又统称为光电测距仪。
（二）激光测量仪器
激光准直仪和激光指向仪：
主要应用于大直径、长距离、回转型设备同心度的找正测量以及高塔体、高塔架安装过程中同心度的测量控制。
激光经纬仪：
用于施工及设备安装中的定线、定位和测设已知角度。
常用测量仪器主要功能对比表
仪器
测量内容
水准仪
标高基准点、沉降观测点；标高、高程
经纬仪
纵、横轴线（中心线）、垂直度、测角度
全站仪
角度测量、距离（斜距、平距、高差）测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量
【例题】（2014二级真题）常用于设备安装定线定位和测设已知角度的仪器是（ ）。
A.激光准直仪
B.激光经纬仪
C.激光指向仪
D.激光水准仪
『正确答案』B
『答案解析』本题考查的是其他测量仪器。
激光经纬仪用于施工及设备安装中的定线、定位和测设已知角度。
1H412020 起重技术
1H412021 起重机械分类与选用要求
一、起重机械的分类、适用范围及基本参数
（一）起重机械的分类
机电工程常使用的起重机械可分为轻小型起重设备、起重机等。
1.轻小型起重设备分类
千斤顶、滑车、起重葫芦、卷扬机。
2.起重机的分类
起重机可分为：
桥架型起重机、臂架型起重机、缆索型起重机三大类。
（二）常用起重机的特点及适用范围
2.塔式起重机
（2）特点：
吊装速度快，台班费低。
但起重量一般不大，并需要安装和拆卸。
（3）适用范围：
适用于在某一范围内数量多，而每一单件重量较小的设备、构件吊装，作业周期长。
3.桅杆起重机
（2）特点：
其结构简单，起重量大，对场地要求不高，使用成本低，但效率不高。
（3）适用范围：
主要适用于某些特重、特高和场地受到特殊限制的吊装。
（三）起重机选用的基本参数
主要有吊装载荷（也称作：
吊装重量）、吊装计算载荷、额定起重量、最大幅度、最大起升高度等，这些参数是制定吊装技术方案的重要依据。
1.吊装载荷
吊装载荷是指设备、吊钩组件、吊索（吊钩以上滑轮组间钢丝绳质量）、吊具及其他附件等的质量总和。
例如，履带起重机的吊装载荷为被吊设备（包括加固、吊耳等）和吊索（绳扣）重量、吊钩滑轮组重量和从臂架头部垂下的起升钢丝绳重量的总和。
2.吊装计算载荷
（1）动荷载系数
起重机在吊装重物的运动过程中所产生的对起吊机具负载的影响而计入的系数。
（2）不均衡荷载系数
在两台及其以上（多台起重机、多套滑轮组等）共同抬吊一个重物时，由于起重机械之间的相互运动可能产生作用于起重机械、重物和吊索上的附加载荷，或者由于工作不同步，各分支往往不能完全按设定比例承担载荷，在起重工程中，以不均衡载荷系数计入其影响。
（3）吊装计算载荷
吊装计算载荷（简称计算载荷）为吊装载荷扣减吊钩组件、吊索（吊钩以上）质量后的量值，等同于设备（构件）吊点作用于起升吊钩处合力量值（也称作起重量）。
例如：
采用单台流动式起重机作为主吊时，不考虑动荷载系数和不平衡荷载系数，采用桅杆等工具应予以考虑动荷载系数和不平衡荷载系数。
3.额定起重量
（1）流动式起重机额定起重量是在确定回转半径和起升高度后，能安全起吊的重量。
额定起重量应大于设备吊装载荷。
例如：
现行行业标准《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》JGJ276—2012规定：
Qmax>Q≥Q1+Q2
（2）当采用两台起重机作为主吊抬吊高、细设备时，起重机起重能力宜相同。
每台起重机的吊装载荷不得超过其额定起重能力的80%。
当设有平衡装置或对偏载不敏感的粗矮或细长卧式设备时，可按分配的载荷选择起重机。
4.最大幅度
最大幅度即起重机的最大吊装回转半径，即额定起重量条件下的吊装回转半径。
5.吊装计算高度
吊装计算高度应满足下式要求：
H＞h1+h2+h3+h4
二、流动式起重机的选用
（二）流动式起重机的特性曲线
反映流动式起重机的起重能力随臂长、幅度的变化而变化的规律和反映流动式起重机的最大起重高度随臂长、幅度变化而变化的规律的曲线称为起重机的特性曲线。
起升高度—工作范围曲线和起重性能表
【例题】（2019二级真题）流动式起重机特性曲线已图表化的有（ ）。
A.各种工况下作业范围图
B.起升高度和工作范围图
C.各种工况下主臂仰角图
D.各种工况下起重能力表
E.臂长与作业半径匹配表
『正确答案』ABD
『答案解析』本题考查的是流动式起重机的选用。
目前，大型吊车特性曲线已图表化。
例如，吊车各种工况下的作业范围（或起升高度一工作范围）图和载荷（起重能力）表等。
（二建机电教材内容）。
（三）流动式起重机的选用步骤
流动式起重机的选用步骤如下：
（1）根据被吊装设备或构件的就位位置、现场具体情况等确定起重机的站车位置，再确定作业半径。
（2）根据被吊装设备或构件的就位高度、设备外形尺寸、吊索高度、站车位置和作业半径，依据起重机的起重特性曲线，确定其臂长。
（3）根据上述已确定的作业半径（回转半径）、臂长，依据起重机的性能表，确定起重机的额定起重量。
（4）如果起重机的额定起重量大于计算载荷，则起重机选择合格，否则重新选择。
（5）计算吊臂与设备（平衡梁）之间的安全距离，若符合规范要求，则选择合格，否则重选。
即，流动式起重机的选用步骤为：
确定站车位置→确定作业半径→确定臂长→确定起重机的额定起重量→选择→计算安全距离。
【例题】（2013真题）吊装某台设备，依据起重机特性曲线确定其臂长时，需考虑的因素有（ ）。
A.设备重量
B.设备尺寸
C.设备就位高度
D.吊索高度
E.吊车工作幅度
『正确答案』BCDE
『答案解析』本题考查的是流动式起重机的选用。
根据被吊设备或构件的就位高度、设备外形尺寸、吊索高度、站车位置和作业半径，依据起重机的起重特性曲线，确定其臂长。
（四）流动式起重机站位的地基处理
流动式起重机必须在水平坚硬地面上进行吊装作业。
吊车的工作位置（包括吊装站位置和行走路线）的地基应进行处理。
应根据其地质情况或测定的地面耐压力为依据，采用合适的方法（一般施工场地的土质地面可采用开挖回填夯实的方法）进行处理。
处理后的地面应做耐压力测试，地面耐压力应满足吊车对地基的要求，在复杂地基上吊装重型设备，应请专业人员对地基处理进行专门设计。
吊装前必须进行地基验收。
1H412022 吊具种类与选用要求
一、钢丝绳
钢丝绳的选用主要考虑以下几点：
（一）钢丝绳钢丝的强度极限。
（二）钢丝绳的规格：
钢丝绳是由高碳钢丝制成。
（三）钢丝绳的直径：
在同等直径下，6×19钢丝绳中的钢丝直径较大，强度较高，但柔性差，常用作缆风绳。
6×61钢丝绳中的钢丝最细，柔性好，但强度较低，常用来做吊索。
6×37钢丝绳的性能介于上述二者之间。
后两种规格钢丝绳常用作穿过滑轮组牵引运行的跑绳和吊索。
（四）吊索（俗称千斤绳或绳扣）
用于连接起重机吊钩和被吊装设备。
若采用2个以上吊点起吊时，每点的吊索与水平线的夹角不宜小于60°。
（五）安全系数
《石油化工大型设备吊装工程规范》GB50798—2012对钢丝绳的使用安全系数应符合下列规定：
（1）作拖拉绳时，应大于或等于3.5；
（2）作卷扬机走绳时，应大于或等于5；
（3）作捆绑绳扣使用时，应大于或等于6；
（4）作系挂绳扣时，应大于或等于5；
（5）作载人吊篮时，应大于或等于14。
二、起重滑车
（三）滑轮组的穿绕方法
根据滑轮组的门数确定其穿绕方法，常用的穿绕方法有：
顺穿、花穿和双跑头顺穿。
一般3门及以下宜采用顺穿；4～6门宜采用花穿；7门以上，宜采用双跑头顺穿。
（四）滑轮组的选用步骤
5.滑轮组动、定（静）滑轮之间的最小距离不得小于1.5m。
跑绳进入滑轮的偏角不宜大于5°。
6.滑车组穿绕跑绳的方法有顺穿、花穿、双抽头穿法。
当滑车的轮数超过5个时，跑绳应采用双抽头方式。
若采用花穿的方式，应适当加大上、下滑轮之间的净距。
起重滑车图片：
三、卷扬机
卷扬机的基本参数：
额定牵引拉力、工作速度（卷筒卷入钢丝绳的速度）、容绳量（即卷扬机的卷筒允许容纳的钢丝绳工作长度的最大值）。
每台卷扬机的铭牌上都标有对某种直径钢丝绳的容绳量，选择时必须注意，如果实际使用的钢丝绳的直径与铭牌上标明的直径不同，还必须进行容绳量校核。
【例题】（2018真题）关于卷扬机卷筒容绳量的说法，正确的是（ ）。
A.卷筒允许容纳的钢丝绳工作长度最大值
B.卷筒允许容纳的钢丝绳最多缠绕匝数
C.卷筒允许使用的钢丝绳直径范围
D.卷筒允许缠绕的钢丝绳最大长度
『正确答案』A
『答案解析』本题考查的是卷扬机。
容绳量：
即卷扬机的卷筒允许容纳的钢丝绳工作长度的最大值。
四、平衡梁
（一）平衡梁的作用
1.保持被吊设备的平衡，避免吊索损坏设备。
2.缩短吊索的高度，减小动滑轮的起吊高度。
3.减少设备起吊时所承受的水平压力，避免损坏设备。
4.多机抬吊时，合理分配或平衡各吊点的荷载。
（三）平衡梁的选用
起重作业中，一般都是根据设备的重量、规格尺寸、结构特点及现场环境要求等条件来选择平衡梁的形式，并经过设计计算来确定平衡梁的具体尺寸。
平衡梁
1H412023 吊装方法与吊装方案
一、常用吊装方法
（七）缆索系统吊装：
用在其他吊装方法不便或不经济的场合，重量不大、跨度、高度较大的场合。
如桥梁建造、电视塔顶设备吊装。
（八）液压提升：
目前多采用“钢绞线悬挂承重、液压提升千斤顶集群、智能化监视与控制”方法整体提升（滑移）大型设备与构件，其中有上拔式和爬升式两种方式。
1.上拔式（提升式）多适用于屋盖、网架、钢天桥（廊）等投影面积大、重量重，提升高度相对较低场合构件的整体提升。
2.爬升式（爬杆式）多适用于如电视塔钢桅杆天线等提升高度高，投影面积一般、重量相对较轻场合的直立构件。
（九）利用构筑物吊装：
即利用建筑结构作为吊装点，通过卷扬机、滑轮组等吊具实现设备的提升或移动。
利用构筑物吊装法作业时应做到：
1.编制专门吊装方案，应对承载的结构在受力条件下的强度和稳定性进行校核。
2.选择的受力点和方案应征得设计人员的同意。
3.对于通过锚固点或直接捆绑的承载部位，还应对局部采取补强措施；如采用大块钢板、枕木等进行局部补强，采用角钢或木方对梁或柱角进行保护。
4.施工时，应设专人对受力点的结构进行监视。
【2014真题】采用上拔式液压提升方法适宜整体吊装的构件有（ ）。
A.投影面积大，重量重的构件
B.投影面积小，提升高度高的构件
C.投影面积小，重量较轻的构件
D.提升高度高，重量较轻的构件
E.提升高度相对较低的构件
『正确答案』AE
『答案解析』本题考查的是常用吊装方法。
上拔式（提升式）多适用于屋盖、网架、钢天桥（廊）等投影面积大、重量重，提升高度相对较低场合构件的整体提升。
二、吊装方案选择步骤
技术可行性论证→安全性分析→进度分析→成本分析→综合选择。
安全性分析：
例如：
大型设备吊装工艺和吊点
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