建筑工程测量学毕业论文定稿.doc
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山西工程技术学院
毕业设计
毕业生姓名
:
刘朋昀
专业
:
学号
:
指导教师
所属系(部)
:
二〇一五年五月
山西工程技术学院
毕业设计评阅书
题目:
建筑工程测量学
系 专业姓名刘朋昀
设计时间:
200年 月 日~200年 月 日
评阅意见:
成绩:
指导教师:
(签字)
职 务:
200年 月 日
山西工程技术学院
毕业设计答辩记录卡
系 专业姓名刘朋昀
答辩内容
问题摘要
评议情况
记录员:
(签名)
成绩评定
指导教师评定成绩
答辩组评定成绩
综合成绩
注:
评定成绩为100分制,指导教师为30%,答辩组为70%。
专业答辩组组长:
(签名)
200年 月 日
iii
摘要
测量学是研究地球表面形状和大小以及确定地面点位的科学。
测量学因其研究范围和对象不同,产生了许多分支学科,例如:
大地测量学、普通测量学、摄影测量学等。
建筑工程测量,只是工程测量学范畴的一部分。
测量工作的实质是用水准测量、角度测量观测和距离丈量来确定地面点平面位置和高程。
测量工作作业环境比较艰苦,劳动强度的不断发展和提高,测量的理论和方法、使用的仪器工具都有很大的改进和提高,测量工作不再是繁重的体力劳动,正逐步向数学化、自动化、标准化方向发展。
建筑工程测量分为设计测量和施工测量两大类,书中重点对施工测量进行了详尽的介绍。
主要包括工程测量基础知识、水准测量、角度测量、距离测量、测量误差、小地区控制测量、大比例地形图的应用和测绘、建筑施工测量和线路施工测量等内容。
同时,对新技术、新方法及新仪器在工程测量方面的应用,做了简明扼要的介绍。
关键词:
Abstract
Keywords:
目录
第一章绪论 1
第一节测量学的任务和分类 1
第二节工程测量学在建筑工程中的作用 1
第三节地面点的确定 3
第四节用平面代替曲面的限度 7
第五节直线的方向 8
第六节测量工作的管理和要求 9
小结 11
第二章水准测量 12
第一节水准测量原理 12
第二节水准测量的仪器和工具 12
第三节普通水准测量 17
第四节水准仪的检验与校正 21
第五节三、四等水准测量 22
第六节精密水准仪和精密水准测量 25
第七节水准测量的误差及削弱误差的方法 28
第八节普通水准仪的保养检修的设备、工具和材料 29
第三章角度测量 31
第一节水平角与竖直角测量原理 31
第二节光学经纬仪的构造和使用 32
第三节角度测量方法 35
第四节角度测量误差及观测注意事项 37
太原理工大学阳泉学院----毕业设计
第一章绪论
第一节测量学的任务和分类
一、测量学的任务
测量学是研究地球形状、大小和确定地球表面(包括空中、地下、外层空间、海洋)物体的形状、大小、具体位置以及相互关系的一门实用科学。
从数据信息的采集、分析、研究、存储直至应用,是测量学的主要任务。
测量的成果为国民经济建设、工农业生产、国防建设和科学研究服务。
测量工作的实质就是用水准测量、角度观测和距离丈量来确定地面点的平面位置和高程。
所以,水准测量、角度(包括水平角和垂直角)观测、距离(包括水平距离和垂直距离)丈量是测量学的三大要素。
二、测量学的分类
测量学在大的范围内可分为以下几类:
一是大地测量学。
它是研究地球的形状、大小以及重力场,在较大的区域测设大地控制网的理论、技术和方法的科学在测量过程中必须考虑地球的曲率半径。
大地测量学的理论是测量学的基础二是普通测量学。
它是进行小区域低等级的控制测量和地形图的测绘,因其范围较小,所以在测量过程中一般不考虑地球曲率半径的影响。
三是摄影测量学。
它是用摄影和遥感技术获取物体信息,用以确定物体形状、大小及空间位置的理论、方法和技术的科学。
因实施的方法不同可有地面摄影、航空摄影水下摄影等多种形式。
四是海洋测量学它是研究投影的理论及各种水利工程和航运服务。
五是地图制图学。
它是研究投影的理论及各种制作工艺,并将各种测量成果编绘成果编绘成地形图地图理论方法的科学。
六是工程测量学。
它是研究各种建筑物、构筑物在设计、建设施工和运营过程中的测量理论、方法和技术。
在施工的各个阶段进行检验和验收,对一些重大或有重要意义的工程在使用过程中还要进行检查和验收,对一些重大或有重要意义的工程在使用过程中换药进行沉降变形观测。
建筑工程测量是工程测量的主要内容,也是本书研究和讨论的主要内容。
第二节工程测量学在建筑工程中的作用
工程测量在国民经济建设和国防建设的各个方面都得到广泛的应用,包括道路、桥梁、隧道、各种工业与民用建筑、大型厂矿、水利枢纽、农林、军事设施、城市规划、国土资源、灾害预报等各个方面都要有测量工作的密切配合。
工程测量在建筑工程中的工作大体分为设计测量和施工测量两大方面。
一、设计测量
建构筑屋在勘测规划与设计阶段,为了更合理地利用土地资源,布局恰当满足环保及可持续发展的需要,对各种需要建设的建筑物都要进行可行型研究、综合分析,然后进行初步设计和施工图设计。
在这些过程中,都离不开各种比例尺的地形图。
地形图是由专门的测绘部门测绘而成,使用单位按需去索取,但对于个别边远及小地区没有适当的地形图,则要自己自己去实地测绘。
这部分测量工作也成为测定,即将地貌和地形的状况通过测量绘成地图,将坐标和高程用表格形式表示出来,供设计人员使用。
二、施工测量
施工测量是各种建(构)筑物施工的先导工序,其目的是将图纸上设计的建(构)筑物按它的坐标和高程测设在实地,所以也称施工测量为测设,大致有以下几项主要工作。
1.场地控制测量
场地控制测量是建(构)筑物定位放线和其他施工测量的主要依据,根据由整体到局部、高精度控制低精度的工作程序,依据建(构)筑的形状、大小、结构形式、设计要求和施工工艺进行不同等级的控制测量,控制测量包括平面控制测量和高程控制测量两部分。
通过控制测量建立平面控制网和高程控制网。
2.建(构)筑物定位放线和土方施工测量
依靠已完成的控制测量的点位和高程,根据设计图纸给定的定位轴线和线路的中线坐标及高程将建(构)筑物位置测设在实地。
建筑物的基础、道路的路堑以及管线都是要先挖基槽。
基槽开挖则要在地面标定出开挖的边线。
而路堤是要填土的边界线。
土方施工过程中要随时检查高程,以免超挖、欠挖或多挖或多填。
3.基础施工测量
土方施工中将原先标定的轴线和中线都挖掉或填埋,所以要将这些点位引测在土方施工范围之外,待土方施工后在再恢复在施工面内,对于建构筑物要依据轴线将墙、柱、梁、门窗及预留洞口等所有需放线的结构轮廓线都要在施工层上标定出来以便指导施工。
4.主体结构施工测量
房屋建筑由下至上逐层进行,每层施工都要进行轴线投测和细部放线,并对已经完成的结构从平面位置、高程到表面的平整度进行全面检查与验收。
道路施工中,不论是填方还是挖方,乃至路面施工都是分层进行,每层施工同样要进行中线的恢复并测定高程,以指导各部施工正确进行。
5.屋面及装饰施工测量
屋面要求位置正确,为了排水还要求有一定的坡度,均要进行测量。
室内外的装饰要求横平竖直,同时还应根据使用装饰材料的规格测放出所需的各种施工依据线。
6.外围施工测量
外围工程是指建筑物周围的道路、绿化及各种地上、地下管线。
这些工程的施工也需要测量工作紧密配合。
7.竣工测量及沉降变形观测
大型或高层建筑物在施工过程中要进行沉降变形观测,确定建筑物本身沉降以及对周围其他建筑的影响,有些承受净荷载或动荷载的建(构)筑物在其使用中也要观测它们的变形情况,直到完全稳定为止。
总之,在建筑工程的设计、施工和运营过程中,测量工作起着十分重要和关键的作用。
第三节地面点的确定
要确定地面点的准确位置,就得知道地球的形状和大小,必须了解测量的基准线、基准面、大地水准面与高程。
因为测量使用的仪器、方法不同,测量的范围大小不同,测量的对象不同,所以就要建立不同的坐标系统。
以下就这些问题作简要叙述。
概况如下:
一、地球上的基准面和基准线
地球表面的71%海洋29%是陆地只占29%。
但在陆地上有高山大川、山谷河流、湖泊、丘陵、平原,为了研究地球表面某一点的高程,必须有一个基准面,这个基准面,这个基准面,这个基准面就是大地水准面。
将平均的、静止的海水面无限延伸,构成的闭合曲面,称为大地水准面.将平均的、静止的海水面无限延伸,构成的闭合曲面,成为大地水准面。
在大地水准面上的任何一个物体都要受到地球的引力,同时因为地球的自转,又要受一个离心力的作用,这两个力的合力,就是重力,也就是测量上的基准线,称为铅垂线。
二、地球的形状和大小
因为地球内部的物质分布不均匀,所以铅垂线的变化没有一定的规律,这就造成大地水准面是一个不规则的形体,不能用数学的方程来表达,在这样的形体上进行测量和绘图几乎是不可能的。
经过长期测量实践证明,地球与一个以椭圆短半周为旋转轴的椭球体十分相似,测绘工作便以大小与大地体接近的旋转椭球作为地球的参考形状和大小,一般称其表面为参考椭球面。
旋转椭球体可以用数学式表示,它的长半轴为a,短半轴为b,变率为e。
几个世纪以来,许多国家的不少科学家曾计算出地球的长、短轴半径及扁率,其结果如表1-1所示。
年代和国家
长半轴a(m)
短半轴b(m)
扁率e
计算者
1800年法国
6375653
6356564
1:
334
德兰布尔
1842年德国
6377397
6356079
1:
299.2
白塞尔
1880年英国
6378249
6356515
1:
293.5
克拉克
1909年美国
6378388
6356912
1:
297.0
海福特
1940年苏联
6378245
6356863
1:
298.3
克拉索夫斯基
我国1954坐标系
6378140
6356755
1:
298.257
1975国际大地测量
WGS84坐标系
6378137
6356752
1:
298.257
由于地球的扁率很小,在一般情况下我们将视为球体,在一些计算中,使用地球的平均半径R=6371km
三、点位的坐标系
要确定地面点的位置,必须建立坐标系统分为天文地理坐标系统大地地理坐标、地心坐标、高斯直角坐标和独立坐标等。
(一)天文地理坐标
地球自转,形成了昼夜24小时的变化。
地
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