《工程测量学》课程设计与实习指导书.docx
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《工程测量学》课程设计与实习指导书
《工程测量学》
课程设计与实习指导书
中国矿业大学环境与测绘学院
测绘与地理信息系
目录
一、设计与实习目的1
二、设计与实习要求1
三、设计与实习主要内容1
1、桥梁施工控制网的建立及桥台、桥墩放样方案设计1
2、线路工程测量6
3、建筑物方格网建立9
一、设计与实习目的
巩固和深化课堂教学内容,培养学生实际动手操作能力和分析问题解决问题能力。
通过工程测量实习,使学生进一步加强对工程测量内容的理解,掌握工程控制网设计及精度估算、线路工程测量及建筑物控制网建立的方法;根据具体的工程要求,能编写出测量技术方案。
二、设计与实习要求
要求每一个学生必须遵守课程设计与实习的具体项目的要求,独立完成设计内容,并按时上交设计报告。
以分组的形式提交实习报告。
在学习知识、培养能力的过程中,树立严谨、求实、勤奋、进取的良好学风。
课程设计与实习前学生应认真复习教材有关内容和《工程测量学》课程设计与实习大纲及课程设计与实习指导书,务必弄清基本概念和本次课程设计及实习的目的、要求及应注意的事项,以保证按质、按量、按时完成设计与实习任务。
三、设计与实习主要内容
1、桥梁施工控制网的建立及桥台、桥墩放样方案设计
(一)工程概况
如图1所示,某地区大桥位于某条江上,桥梁全长约1000m,桥面总宽18m,结构形式为(30+5×40+30)m普通钢筋混凝土双悬臂加挂梁结构。
桥的横断面由8根变截面T型梁组成。
(二)已有测绘成果
(1)桥址及周边1:
500地形图;
(2)桥两岸有国家二等水准点各两个;
(3)桥两岸有国家三角测量控制点各两个(可满足桥梁控制及施工测量要求)。
表1桥梁两侧控制点坐标(单位:
米)
点号
X
Y
Z
A
19562.544
89500.907
31.116
B
20479.544
89745.919
41.226
C
19620.278
86873.099
36.278
D
21291.801
86689.395
44.178
图1桥梁施工控制网设计
(三)设计依据
国家一、二等水准测量规范GB12897--2006
国家三、四等水准测量规范GB12898--2009
工程测量规范GB50026--2007
1:
5001:
10001:
2000地形图数字化规范GB/T17160--2008
国家三角测量规范GB/T17942—2000
全球定位系统(GPS)测量规范GB/T18314—2009
《DZS2自动安平水准仪使用说明书》(北京博飞)
《LeicaTC1500用户手册》(瑞士徕卡)
(四)等级、精度要求
桥梁施工平面控制网的建立,应符合下列规定:
(1)桥梁施工平面控制网,宜布设成自由网,并根据线路测量控制点定位。
(2)控制网可采用GPS网、三角形网和导线网等形式。
(3)控制网的边长,宜为主桥轴线长度的0.5-1.5倍。
(4)当控制网跨越江河时,每岸不少于3点,其中轴线上每岸宜布设2点。
表2平面控制测量等级
等级
公路路线控制测量
桥梁桥位控制测量
隧道洞外控制测量
二等三角
—
>5000m特大桥
>6000m特长隧道
三等三角、导线
—
2000~5000m特大桥
4000~6000m特长隧道
四等三角、导线
—
1000~2000m特大桥
2000~4000m特长隧道
一级小三角、导线
高速公路、一级公路
500~1000m特大桥
1000~2000m中长隧道
二级小三角、导线
二级及二级以下公路
<500m大中桥
<1000m隧道
三级导线
三级及三级以下公路
—
—
表3桥梁施工控制网等级的选择
桥长L(m)
跨越的宽度l(m)
平面控制网的等级
高程控制网的等级
L>5000
l>1000
二等或三等
二等
2000≤L≤5000
500≤l≤500
三等或四等
三等
500 200 四等或一级 四等 L≤500 l≤200 一级 四等或五等 注: 1L为桥的总长 2l为跨越的宽度指桥梁所跨越的江、河、峡谷的宽度。 表4水准测量的主要技术要求 等级 每千米高差中误差 (mm) 路线 长度 (km) 水准 仪型 号 水 准 尺 观测次数 往返较差、附合或 环线闭合差 与已知点联测 附合或环线 平地 (mm) 山地 (mm) 二等 2 --- DS1 因瓦 往返各一次 往返各一次 4√¯L 三等 6 ≤50 DS1 因瓦 往返各一次 往一次 12√¯L 4√¯n DS3 双面 往返各一次 四等 10 ≤16 DS3 双面 往返各一次 往一次 20√¯L 6√¯n 五等 15 -- DS3 双面 往返各一次 往一次 30√¯L --- 注: 1.成带节点的水准网时,节点之间或节点与已知点之间的路线长度,不应大于表中规定的0.7倍。 2.L为往返段附合或闭合环的水准路线长度,km。 n为测站数。 表5主要测量仪器表 序号 名称 制造单位 规格型号 标称精度 单位 数量 1 全站仪 莱卡 TC1500及TC802 测角±2.0″、测距(2mm+2ppm×D)。 套 1 3 水准仪 苏州 DSZ2自动安平水准仪 往返1km误差为1.5㎜。 台 1 徕卡 NA728自动安平水准仪 往返1km误差为1.5㎜。 台 4 铟钢尺 苏州及徕卡 2m 把 2 5 塔尺 南方测绘 5m 把 2 7 对讲机 MOTOROLA GP88s 台 5 及与全站仪配套的对点器、反射镜。 (五)桥梁施工控制网的建立 (1)概述a、桥梁施工控制网建立的特点。 b、施工控制网精度的确定。 c、从桥墩定位的角度对施工控制网进行必要精度分析。 (2)平面控制方案。 a、点位布置方案。 b、控制网网形简介、对于特定的桥梁应选择什么样的网形、控制网布设方案及示意图。 (3)高程控制方案(跨河水准): a、方法b、图形c、示意图 (4)数据处理 (六)桥台、桥墩施工放样方案 a、施工放样方法简介b、特定桥梁的桥台、桥墩施工放样方案设计(优先考虑前方交会法) 本次数据处理采用《控制测量优化设计与平差2.13版》或基于MATLAB或编程语言完成(可加分) 2、线路工程测量 (一)综合曲线圆曲线测设 已知综合曲线的参数如表6,计算综合圆曲线的标定要素和主点里程桩号、详细桩点里程(坐标),分别用偏角法、全站仪极坐标法及GPSRTK方法测设该圆曲线。 表6综合曲线参数 曲线半径(m) 200 转向角(度) 20 角点桩号 K1+135.12m 缓和曲线长 10 点间距 5 交点坐标 在地形图上确定 ZH切线方位角 在地形图上确定 图2综合曲线示意图 (二)测设场地选择及已知点获取 在南湖校区的任何一块场地上都可以进行。 具体现场确定ZH方位角及JD点的方法如下: 利用所给文件夹中的“综合曲线测设图.dwg”和“矿大校园图(含控制点).dwg”叠加完成,具体步骤为: (1)在AUTOCAD中打开“综合曲线测设图.dwg”,利用带基点复制的方法复制圆曲线; (2)在AUTOCAD中打开“矿大校园图(含控制点).dwg”,然后,将圆曲线粘贴到合适的地方(空旷区以方便曲线放样); (3)在AUTOCAD中获取ZH方位角及JD点的坐标。 (三)曲线中桩测设 曲线测设先测设曲线主点,然后依据主点详细测设曲线。 曲线上中桩间距宜为5m。 圆曲线测设前应先进行综合曲线要素计算和主点里程计算,然后进行主点测设;综合曲线详细测设的方法采用 (1)偏角法; (2)全站仪极坐标方法; (3)GPSRTK方法 分别对三种方法放样结果进行对比(以全站仪放出的坐标为参考值)。 (综合曲线测设的要素及放样点坐标可以通过测量数据处理系统5.31专业版获取或自己计算获得) (四)中桩平面坐标测量 利用全站仪测量偏角法及GPSRTK放样出的点的平面坐标。 (五)中桩高程测量 已知JD点的高程为50.325m,综合曲线上每隔5m左右测设一个加桩,测设各加桩的地面高程,及沿着线路加桩两侧10m左右的横断面线上的地面高程,为绘制线路纵横断面提供资料。 (六)纵断面图绘制 按照线路中线里程和中桩高程,利用CASS软件绘制出沿线路中线地面起伏变化的纵断面图。 及道路的横断面图(5m间距)。 (七)土石方量计算 在CASS软件中利用DTM及横断面法计算土方量。 (八)所需仪器 表7各小组借领仪器、备品清单 序号 备品名称 数量 1 GPSRTK 1套 2 全站仪 1套 3 棱镜 1套 4 花杆 1个 5 毛笔 1支 6 油漆 少量 7 水准仪 1台 8 水准尺 2把 9 30m钢卷尺 1把 10 铅笔 2根 11 橡皮 1个 12 水准记录手簿 1本 (九)实习小组提交成果: (1)曲线要素计算过程及成果; (2)主要点里程计算过程及成果; (3)坐标法测设圆曲线放样数据一览表(可用附件形式粘贴); (4)中桩点坐标及图形;(偏角法、全站仪极坐标法、GPSRTK方法的结果分析表) (4)纵断面和横断面测量图; (5)土石方计算表 个人提交成果: 在实习报告中,体现上述成果的基本数据信息! 3、建筑物方格网建立 (一)方案设计 各实习小组根据实习场地和基本要求,按照图3的要求(长度为50m,宽度我30米),A、B、O、C和D为方格网的主轴点。 1,2,3,4,5,6,7,8分别为各边的终点。 将所给DWG文件(目录《工程测量学》课程设计与实习\建筑网格设计.dwg)叠加在所给的矿大校区地形图(使用带基点复制的方法)上的某个地区(空旷地)。 根据所设计的图形,得出A、B、O、C和D为方格网的主轴点,E,F,G,H和1,2,3,4,5,6,7,8各个点的设计坐标。 图3建筑方格网示意图 (二)主轴线放样 1、精度要求 (1)轴线点的点位中误差不应大于±2cm; (2)放样后的主轴线点位应进行直线定位,直线度的限差在180±5",长主轴线长度相对误差不应超过1/50000; (3)端主轴线定位应根据改化后长主轴线采用极坐标法定位。 其测量精度与长轴线相同,交角在90±5"以内,短主轴线长度相对误差不超过1/50000; (4)注意调整归化值的方向和数值的准确性; (5)绘制主轴线放样简图。 2、放样方法 如图3,A、B、O、C和D为方格网的主轴点。 根据主轴点的设计坐标与附近的已知控制点,用极坐标的方法测设主轴线的点并用红油漆标在现场。 其中极坐标放样方法为归化法放样,角度测回数为3。 或多次放样点的平均位置。 (1)测设长主轴点A,O,B。 (2)交角检核,不应超过±5"; 长主轴线点A,O,B的直线性检查,限差为180±5"以内,AO,BO长度检核,相对误差为1/30000。 主轴线调整示意图如图4所示; (3)计算调整值,调整A,B,O三定位点的位置,计算公式为 (4)O点安置仪器测设短主轴点C,D; (5)交角检核,限差在90±5";CO,DO长度检核,相对误差为1/30000; (6)计算调整值,调整C,D定位点的位置,公式为 式中, ,为1弧度对应的秒数 图4 3、测量记录 (1)水平角 、 的测量见表8 表8测回法测水平角记录表 (2)水平距离a,b,s测量值,见表9 表9a,b,s观测值 (3)计算调整值 经计算得出 及 (三)方格网放样 1、精度要求 角度误差不超过±10",边长长度相对误差不应超过1/50000; 2、放样方法 (1)分别在A,B,C,D四点安置仪器,用全站仪极坐标的方法测定E,F,G,H和1,2,3,4,5,6,7,8点的坐标。 (2)建筑方格网的测量、平差及归化改正 对所建立的建筑方格网进行实地测量。 边长观测宜采用2″级全站仪,进行往返测各2个测回。 角度观测可采用方向观测法,其主要技术要求可参照表1的规定。 表10水平角观测的主要技术要求 方格网的边长采用全站仪往返观测各1测回,并进行气象和仪器加、乘常数改正。 观测数据经测量数据处理系统5.31专业版软件平差处理后,应将测量坐标与设计坐标进行比较,确定归化数据,并在实地将点位归化至设计位置。 点位归化后,必须进行角度和边长的复测检查。 角度偏差值,方格网不应大于±10",距离偏差值,一级方格网不应大于1/25000。 (四)所需仪器 表11各小组借领仪器、备品清单 序号 备品名称 数量 1 全站仪 1套 2 棱镜 1套 3 花杆 1个 4 毛笔 1支 5 油漆 少量 6 铅笔 2根 7 小刀 1把 8 橡皮 1个 (五)实习小组提交成果: (1)建筑方格网点设计坐标成果表 (2)建筑方格网平差报告 (3)建筑方格网点归化改正值一览表 (4)建筑方格网施测原始记录表 个人提交成果: 在实习报告中,体现上述成果的基本数据信息及分析评述! 例如,(部分)设计成果表、主轴线测设数据计算及归化放样直线的信息、全网观测量简介、平差计算的精度信息、归化改正信息等等。 4、全站仪无仪器高作业法测设高程 利用所给地形图上控制点信息,测量环测楼二楼平台的觇标中心的高程。 要求: (1)给出测量示意图; (2)给出高程计算过程及结果。 《工程测量学》课程设计报告 大桥施工控制网优化技术设计 学院: 班级: 姓名: 学号: 环境与测绘学院 2014-6-100 课程设计说明书编写提纲 1、课程设计各项目的目的、任务、时间及地点安排。 2、课程设计各项目的地点概况。 简述各设计项目地点的地理位置、范围、交通情况和已知点资料情况,并作适当的分析。 3、课程设计各项目内容介绍。 4、课程设计各项目的设计步骤。 5、后记。 说明本次课程设计的收获,设计中存在的问题及经验、教训等。 《工程测量学》 实 习 报 告 学院: 班级: 姓名: 学号: 环境与测绘学院 2014-6-10 实习报告编写提纲 1、实习的目的、任务、时间及地点安排。 2、实习项目概况。 简述各设计项目分组等。 3、仪器设备 4、实习主要内容、步骤和成果。 5、后记。 说明本次课程设计的收获,设计中存在的问题及经验、教训等。
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