《建筑工程测量》项目一--台阶高程的测定.ppt

建建 筑筑 工工 程程 测测 量量使用规范说明使用规范说明【项目导读】【项目导读】高程测量是指确定地面点高程的测量工作。一点的高程一般是指这高程测量是指确定地面点高程的测量工作。一点的高程一般是指这点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，又称海拔或绝对高程。点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，又称海拔或绝对高程。测量高程通常采用的方法有：水准测量和三角高程测量。其中，水测量高程通常采用的方法有：水准测量和三角高程测量。其中，水准测量是测定两点间高程的主要方法，也是最精密的方法。本项目将详准测量是测定两点间高程的主要方法，也是最精密的方法。本项目将详介绍使用水准测量方法来测量台阶的高程。介绍使用水准测量方法来测量台阶的高程。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明任务一任务一 水准仪的架设水准仪的架设任务目标任务目标 熟悉水准仪的构造，水准测量的原理；熟练掌握水准仪的架设方法熟悉水准仪的构造，水准测量的原理；熟练掌握水准仪的架设方法和使用水准仪进行读数的方法。和使用水准仪进行读数的方法。相关知识相关知识 一、水准仪简介一、水准仪简介 水准仪是水准测量中最主要的仪器，其作用是提供一条水平视线水准仪是水准测量中最主要的仪器，其作用是提供一条水平视线（视准轴），并能照准水准尺进行读数。（视准轴），并能照准水准尺进行读数。如果按构造划分，水准仪可分为普通微倾式水准仪、自动安平水准如果按构造划分，水准仪可分为普通微倾式水准仪、自动安平水准仪与电子水准仪。这里我们主要介绍普通微倾式水准仪，其构造如图仪与电子水准仪。这里我们主要介绍普通微倾式水准仪，其构造如图1-1所示。所示。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明图图1-1 普通微倾式水准仪普通微倾式水准仪 项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 （一）望远镜（一）望远镜 望远镜是构成水平视线、瞄准目标并对水准尺进行读数的主要部件，望远镜是构成水平视线、瞄准目标并对水准尺进行读数的主要部件，它主要由物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板，如图它主要由物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板，如图1-2所示。所示。图图1-2 水准仪视准轴水准仪视准轴 项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 （二）水准器（二）水准器 水准器用来整平仪器，从而供操作人员判断视准轴是否水平。水准水准器用来整平仪器，从而供操作人员判断视准轴是否水平。水准器分为圆水准器和管水准器两种器分为圆水准器和管水准器两种。圆水准器为一密闭的玻璃圆盒，其顶面内壁为球面，内装有乙醚溶圆水准器为一密闭的玻璃圆盒，其顶面内壁为球面，内装有乙醚溶液，密封后留有气泡。球面中心有圆形分划圈，圆圈的中心为圆水准器液，密封后留有气泡。球面中心有圆形分划圈，圆圈的中心为圆水准器零点，零点与球面球心的连线为圆水准轴（见图零点，零点与球面球心的连线为圆水准轴（见图1-3左图）。左图）。管水准器又称水准管，它是一个玻璃管，其纵向内壁被磨成一定半管水准器又称水准管，它是一个玻璃管，其纵向内壁被磨成一定半径的圆弧，圆弧的中心点（最高点）为水准管的零点。管内装有乙醚溶，径的圆弧，圆弧的中心点（最高点）为水准管的零点。管内装有乙醚溶，并留有一个气泡。当气泡位于零点时，称气泡居中，此时水准轴处于水并留有一个气泡。当气泡位于零点时，称气泡居中，此时水准轴处于水平位置，否则，水准轴处于倾斜位置（见图平位置，否则，水准轴处于倾斜位置（见图1-3右图）。右图）。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明图图1-3 水准仪的圆水准器和管水准器水准仪的圆水准器和管水准器 项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 二、水准尺与尺垫二、水准尺与尺垫 水准尺是水准测量中用于高差量度的标尺，水准尺制造用材有优质水准尺是水准测量中用于高差量度的标尺，水准尺制造用材有优质木材、合金材和玻璃钢等几种，有木材、合金材和玻璃钢等几种，有2 m、3 m、5 m等多种长度和整尺、等多种长度和整尺、尺、塔尺等多种类型。水准尺按精度高低可分为普通水准尺和精密水准尺、塔尺等多种类型。水准尺按精度高低可分为普通水准尺和精密水准尺。尺。普通水准尺多用木料、铝材和玻璃钢制成，其尺长多为普通水准尺多用木料、铝材和玻璃钢制成，其尺长多为3 m，两根，两根为一副，且为双面（黑、红面）刻划，每隔为一副，且为双面（黑、红面）刻划，每隔1 cm印刷有黑白或红白相分印刷有黑白或红白相分划，每分米处注有数字，如图划，每分米处注有数字，如图1-4左图所示。左图所示。对一对水准尺而言，黑、红面注记的零点不同。黑面尺的尺底端从对一对水准尺而言，黑、红面注记的零点不同。黑面尺的尺底端从零开始注记读数，两尺的红面尺底端分别从常数零开始注记读数，两尺的红面尺底端分别从常数4687 mm和和4787 mm始，始，称为尺常数称为尺常数K（用于检核），即（用于检核），即K1=4.687 m，K2=4.787 m。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明图图1-4 水准尺与尺垫水准尺与尺垫 项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 三、水准测量的原理三、水准测量的原理 水准测量是获得点高程的常用测量手段，也是高程测量精度最高的一水准测量是获得点高程的常用测量手段，也是高程测量精度最高的一种方法。种方法。如图如图1-5所示，若已知所示，若已知A点的高程为点的高程为HA（称已知高程点），现在要测（称已知高程点），现在要测定定B点的高程点的高程HB（称为待测高程点），则只要测定（称为待测高程点），则只要测定A、B两点间的高两点间的高hAB即可。则即可。则B点高程为点高程为HB=HA+hAB 而要测定而要测定hAB，可在，可在A、B点间点间O处（称为测站）安置一台可提供水平处（称为测站）安置一台可提供水平视线的水准仪，然后通过水准仪的视线在视线的水准仪，然后通过水准仪的视线在A点（称为后视点）水准尺称点（称为后视点）水准尺称为后视尺）上读数，记为为后视尺）上读数，记为a（称为后视读数）；在（称为后视读数）；在B点（称为前视点）点（称为前视点）水准尺（称为前视尺）上读数，记为水准尺（称为前视尺）上读数，记为b（称为前视读数）。则（称为前视读数）。则hAB=ab 项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明图图1-5 水准测量的原理水准测量的原理 项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明任务实施任务实施 步骤步骤1 安置三脚架，并将水准仪固定到三角架上。安置三脚架，并将水准仪固定到三角架上。（1）各个小组在台阶前分别选择一个空旷的地方安置三脚架。先拿起）各个小组在台阶前分别选择一个空旷的地方安置三脚架。先拿起三脚架，松开三脚架架腿上三个伸缩螺旋，抽出架腿上的活动腿，将其三脚架，松开三脚架架腿上三个伸缩螺旋，抽出架腿上的活动腿，将其调整至适当高度（使三脚架大致与肩平齐），然后拧紧伸缩螺旋。调整至适当高度（使三脚架大致与肩平齐），然后拧紧伸缩螺旋。（2）张开架腿，使脚尖大致呈等边三角形，摆动架腿使架头大致水平，）张开架腿，使脚尖大致呈等边三角形，摆动架腿使架头大致水平，踩实三脚架。踩实三脚架。（3）将水准仪用中心连接螺旋固定在脚架上，并使基座连接板三边与）将水准仪用中心连接螺旋固定在脚架上，并使基座连接板三边与架头三边对齐，如图架头三边对齐，如图1-6所示。所示。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明图图1-6 安置三脚架安置三脚架 项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 步骤步骤2 粗平水准仪。主要是通过调整水准仪的脚螺旋，使圆水准器粗平水准仪。主要是通过调整水准仪的脚螺旋，使圆水准器气泡居中，以使水准仪竖轴大致铅直。气泡居中，以使水准仪竖轴大致铅直。（1）任选两个脚螺旋）任选两个脚螺旋1、2，双手相向等速转动这对脚螺旋，使气泡移，双手相向等速转动这对脚螺旋，使气泡移动至与动至与1、2连线垂直且过零点的直线上，如图连线垂直且过零点的直线上，如图1-7（a）所示。）所示。（2）转动另一个脚螺旋）转动另一个脚螺旋3，使圆水准器中的气泡移动到零点位置（小，使圆水准器中的气泡移动到零点位置（小圆圈内），如图圆圈内），如图1-7（b）所示。）所示。项目一 台阶高程的测定图图1-7 粗平粗平使用规范说明使用规范说明 步骤步骤3 瞄准水准尺。主要是通过使望远镜对准水准尺，清晰地看瞄准水准尺。主要是通过使望远镜对准水准尺，清晰地看到目标和十字丝成像，以便准确地进行水准尺读数。到目标和十字丝成像，以便准确地进行水准尺读数。（1）在离水准仪几米的地方，先将尺垫踩实，将水准尺立在尺垫的半）在离水准仪几米的地方，先将尺垫踩实，将水准尺立在尺垫的半球顶端，然后站在尺后，双手握住把手，两臂紧贴身躯，借助尺上水准球顶端，然后站在尺后，双手握住把手，两臂紧贴身躯，借助尺上水准器气泡（气泡居中即为已竖直）将尺竖直立在尺垫上，如图器气泡（气泡居中即为已竖直）将尺竖直立在尺垫上，如图1-8（a）所）所示。示。（2）将水准仪望远镜朝向明亮背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝影）将水准仪望远镜朝向明亮背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝影像清晰；然后旋松制动螺旋，通过望远镜上的缺口和准星初步瞄准水准像清晰；然后旋松制动螺旋，通过望远镜上的缺口和准星初步瞄准水准尺，随即拧紧制动螺旋，如图尺，随即拧紧制动螺旋，如图1-8（b）所示。）所示。（3）转动物镜调焦螺旋，使水准尺影像清晰，然后转动微动螺旋，使）转动物镜调焦螺旋，使水准尺影像清晰，然后转动微动螺旋，使十字丝竖丝与水准尺分划线一侧边缘重合，如图十字丝竖丝与水准尺分划线一侧边缘重合，如图1-8（b）所示。）所示。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明图图1-8 瞄准水准尺瞄准水准尺 项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 步骤步骤4 精平。如图精平。如图1-9（a）所示，调节微倾螺旋，透过水准管放大）所示，调节微倾螺旋，透过水准管放大镜观察水准管气泡，使其两半弧影像符合成一光滑圆弧，这时视准轴已镜观察水准管气泡，使其两半弧影像符合成一光滑圆弧，这时视准轴已精确水平。图精确水平。图1-9（b）、图）、图1-9（c）所示水平管气泡形状显示水准仪未）所示水平管气泡形状显示水准仪未精平。精平。项目一 台阶高程的测定图图1-9 精平水准仪精平水准仪使用规范说明使用规范说明 步骤步骤5 读数。在读数前应判明水准尺的注记、分划特征和零点常读数。在读数前应判明水准尺的注记、分划特征和零点常数，以免读错。望远镜十字丝的中丝所对的水准尺的读数即为我们需要数，以免读错。望远镜十字丝的中丝所对的水准尺的读数即为我们需要读取的读数。读取的读数。读数时要按从小到大的顺序读取，并依次读取分米、厘米、毫米，读数时要按从小到大的顺序读取，并依次读取分米、厘米、毫米，其中，毫米为估读。如图其中，毫米为估读。如图1-10所示，水准尺上所示，水准尺上“E”形的最长边为分米的形的最长边为分米的整数位（如整数位（如19分米、分米、20分米），相邻两分米之间被分为分米），相邻两分米之间被分为10等分，每一黑等分，每一黑色条或白色条的边缘均为厘米整数位。读数时可先根据中丝所在位置读色条或白色条的边缘均为厘米整数位。读数时可先根据中丝所在位置读出出“分米分米”数，然后将其转换为数，然后将其转换为“米米”数。数。例如，本例中的例如，本例中的“分米分米”读数为读数为19分米，则记为分米，则记为1.9m；接下来再根；接下来再根据中丝所在位置读出据中丝所在位置读出“厘米厘米”数。在本例中，中丝处于数。在本例中，中丝处于4厘米与厘米与5厘米之厘米之间，则读数记为间，则读数记为0.04m；最后估读不足；最后估读不足1厘米的厘米的“毫米毫米”数，本例约为数，本例约为8mm（即（即0.008m）。综合起来，）。综合起来，4位的全读数为位的全读数为1.948m。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 项目一 台阶高程的测定图图1-10 水准尺读数水准尺读数使用规范说明使用规范说明任务二任务二 使用水准仪测量台阶高程使用水准仪测量台阶高程任务目标任务目标 熟练掌握水准测量的步骤以及高程的计算方法。熟练掌握水准测量的步骤以及高程的计算方法。相关知识相关知识 一、水准点一、水准点 用水准测量方法测定高程时建立的高程控制点称水准点。需要长期保用水准测量方法测定高程时建立的高程控制点称水准点。需要长期保存的水准点一般用混凝土或石头制成标石，中间嵌半球型金属标志，埋存的水准点一般用混凝土或石头制成标石，中间嵌半球型金属标志，埋设在冰冻线以下设在冰冻线以下0.5m左右的坚硬土基中，并设防护井保护，称为永固性左右的坚硬土基中，并设防护井保护，称为永固性水准点。水准点。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 二、水准路线二、水准路线 水准测量进行的路线称为水准路线。根据测区情况和需要，建筑工程水准测量进行的路线称为水准路线。根据测区情况和需要，建筑工程建设中水准路线可布设成以下形式。建设中水准路线可布设成以下形式。（1）闭合水准路线）闭合水准路线 如图如图1-11（a）所示，从一已知高程点）所示，从一已知高程点BM.A出发，沿线测定待测高程出发，沿线测定待测高程点点1、2、3、的高程后，最后闭合在点的高程后，最后闭合在点BM.A上。这种水准测量路线称上。这种水准测量路线称为闭合水准路线，多用于面积较小的块状测区。为闭合水准路线，多用于面积较小的块状测区。（2）附合水准路线）附合水准路线 如图如图1-11（b）所示，从一已知高程点）所示，从一已知高程点BM.A出发，沿线测定待测高程出发，沿线测定待测高程点点1、2、3、的高程后，最后符合在另一个已知高程点的高程后，最后符合在另一个已知高程点BM.B上。这种上。这种水准测量路线称附合水准路线，多用于带状测区。水准测量路线称附合水准路线，多用于带状测区。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 （3）支水准路线）支水准路线 如图如图1-11（c）所示，从一已知高程点）所示，从一已知高程点BM.A出发出发，沿线测定待测高，沿线测定待测高程点程点1、2、3、的高程后，即不闭合又不附合在已知高程点上。这种的高程后，即不闭合又不附合在已知高程点上。这种水准测量路线称为支水准路线。由于支水准路线不具有检核功能，因此，水准测量路线称为支水准路线。由于支水准路线不具有检核功能，因此，通常要进行往返测量，以便用于检核。通常要进行往返测量，以便用于检核。项目一 台阶高程的测定图图1-11 水准测量的布设形式水准测量的布设形式使用规范说明使用规范说明任务实施任务实施 执行任务前，首先确定一个水准点作为已知水准点，然后在台阶上执行任务前，首先确定一个水准点作为已知水准点，然后在台阶上用红漆标注几个待测点，记为用红漆标注几个待测点，记为B、B1、B2等。每个小组从已知水准等。每个小组从已知水准点点BM点开始，通过闭合水准路线测定台阶上各待测点的高程。点开始，通过闭合水准路线测定台阶上各待测点的高程。为了更好地使同学们理解计算过程，我们选取从已知水准点为了更好地使同学们理解计算过程，我们选取从已知水准点BM点测点测定待测点定待测点B点这段路线来进行讲解。假设点这段路线来进行讲解。假设BM点的高程点的高程HBM=40.685m，则，则测定台阶待测点测定台阶待测点B点高程的步骤如下（参见图点高程的步骤如下（参见图1-12）。）。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 项目一 台阶高程的测定图图1-12 台阶高程测量示意图台阶高程测量示意图使用规范说明使用规范说明 步骤步骤1 将后视尺立于将后视尺立于BM点上，在路线前进方向距离为点上，在路线前进方向距离为D（不超过（不超过100m为宜）的适当位置选择一点为宜）的适当位置选择一点ZD1，作为临时的高程传递点，称为转，作为临时的高程传递点，称为转点；然后在点；然后在ZD1点放上尺垫并踩实，将前视尺立于其上；接下来将水准点放上尺垫并踩实，将前视尺立于其上；接下来将水准仪架设在两水准尺的中间位置，并粗平。仪架设在两水准尺的中间位置，并粗平。步骤步骤2 照准照准BM点后视尺，精平仪器，读取后视读数点后视尺，精平仪器，读取后视读数a1（如（如1.384m）；照准）；照准ZD1点前视尺，精平仪器，读取前视读数点前视尺，精平仪器，读取前视读数b1（如（如1.179m）。将数据记入水准测量手簿中（表）。将数据记入水准测量手簿中（表1-3），则），则h1=a1b1=1.3841.179=0.205m。步骤步骤3 将将BM点水准尺移至与点水准尺移至与ZD1点距离为点距离为D1（依然以不超过（依然以不超过100m为宜）的为宜）的ZD2点上，并架好；将水准仪移至点上，并架好；将水准仪移至ZD1与与ZD2的中间位置的中间位置并粗平；将并粗平；将ZD1点水准尺标记面面向仪器。点水准尺标记面面向仪器。项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 步骤步骤4 照准照准ZD1点水准尺，精平仪器后读取读数点水准尺，精平仪器后读取读数a2（如（如1.479m）；）；照准照准ZD2点水准尺，精平仪器后读取读数点水准尺，精平仪器后读取读数b2（如（如0.912m）。将读数记入）。将读数记入水准测量手簿中，则水准测量手簿中，则h2=a2b2=1.4790.912=0.567m。步骤步骤5 按照步骤按照步骤3、4依次连续设站施测，直至测到待测点依次连续设站施测，直至测到待测点B点，结点，结果如表果如表1-3所示。所示。步骤步骤6 由于各测站的高差为由于各测站的高差为 hi=aibi（i=1,2,3）则则B点和点和BM点之间的高差为点之间的高差为 H=hi=aibi=1.684m 则则B点的高程为点的高程为 HB=HBM+H=40.685+1.684=42.369m 项目一 台阶高程的测定使用规范说明使用规范说明 步骤步骤7 为了检核测量结果，可从为了检核测量结果，可从B点进行返测，从而使测量线路成点进行返测，从而使测量线路成为闭合水准线路。返测的测量方法与往测完全相同，同时，还应将相关为闭合水准线路。返测的测量方法与往测完全相同，同时，还应将相关测量数据记录在水准测量簿中。测量数据记录在水准测量簿中。项目一 台阶高程的测定仪器型号：仪器型号：日期：日期：观测：观测：计算：计算：仪器编号：仪器编号：记录：记录：复核：复核：测站测点水准尺读数（m）高差（m）高程（m）备注1BM1.3840.20540.685ZD11.1792ZD11.4790.56740.890ZD20.9123ZD21.4980.91241.457B0.586表表1-3 水准测量手簿水准测量手簿 谢 谢