土木工程测量实验指导书11.docx
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土木工程测量实验指导书11
《土木工程测量》课程实验指导书
实验一 水准仪认识及使用
1.目的
(1)了解水准仪各部件名称、用途,了解水准尺的刻划情况。
(2)掌握水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数、扶尺等相关的方法和要领。
(3)掌握普通水准测量一测站测量的观测、记录、计算和检核的方法。
2.组织
每组4一5人
3.学时
课内2学时
4.仪器及用具
每组借DS3微倾式水准仪l台、水准尺1对、尺垫2个,记录板1块,测伞1把。
5.实验步骤提要
(1)认识DS3微倾式水准仪
了解各操作部件的名称和作用,并熟悉使用方法。
(2)水准仪的使用
水准仪在一个测站上的操作顺序为:
安置仪器--粗略整平--瞄准水准尺--精确置平--读数。
1)安置仪器
在测站上打开三脚架,按观测者的身高调节三脚架腿的高度,使三脚架架头大致水平,如果地面比较松软则应将三脚架的三个脚尖踩实,使脚架稳定。
然后将水准仪从箱中取出平稳地安放在三脚架头上,一手握住仪器,一手立即用连接螺旋将仪器固连在三脚架头上。
2)粗平
粗平即初步的整平仪器,通过调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中,从而使仪器的竖轴大致铅垂。
在整平的过程中,气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋时的移动方向一致。
如果地面较坚实,可先练习固定三脚架两条腿,移动第三条腿使圆水准器气泡大致居中,然后再调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。
3)瞄准水准尺
①目镜调焦 将望远镜对着明亮的背景(如天空或白色明亮物体),转动目镜调焦螺旋,使望远镜内的十字丝像十分清晰。
②初步瞄准 松开制动螺旋,转动望远镜,用望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺,大致进行物镜调焦使在望远镜内看到水准尺像,此时立即拧紧制动螺旋;
③物镜调焦和精确瞄准 转动物镜调焦螺旋进行仔细调焦,使水准尺的分划像十分清晰,并注意消除视差。
再转动水平微动螺旋,使十字丝的竖丝对准水准尺或靠近水准尺的一侧。
4)精平
转动微倾螺旋,从气泡观察窗内看到符合水准器气泡两端影像严密吻合(气泡居中),此时视线即为水平视线。
注意微倾螺旋转动方向与符合水准器气泡左侧影像移动的规律。
5)读数
仪器精平后,应立即用十字丝的中丝在水准尺上读数。
观测者应先估读水准尺上毫米数(小于一格的估值),然后再将全部读数报出,一般应读出四位数,即米、分米、厘米及毫米数,且以毫米为单位。
如1.568m应读记为1568;0.860m应读记为0860。
读数应迅速、果断、准确,读数后应立即重新检视符合水准器气泡是否仍旧居中,如仍居中,则读数有效,否则应重新使符合水准气泡居中后再读数。
(3)一测站水准测量练习
在地面选定两点分别作为后视点和前视点,放上尺垫并立尺,在距两尺距离大致相等处安置水准仪,粗平,瞄准后视尺,精平后读数;再瞄准前视尺,精平后读数。
变换仪器高再进行观测,两次所测高差之差不得超过±6mm。
(4)每组每位同学完成整平水准仪1次、读水准尺读数4次。
第二人开始工作时,改变一下仪器高;
6.注意事项
(1)三脚架要安置稳妥,高度适当,架头接近水平,伸缩腿螺旋要旋紧;
(2)用双手取出仪器,握住仪器坚实部分,要确认已装牢在三脚架上以后才可放手,仪器箱盒要随即关紧;
(3)掌握正确操作方法,特别是用圆水准安平仪器和使用望远镜的方法;
(4)要先认清水准尺的分划和注记,然后练习在望远镜内读数;
(5)要爱护仪器,注意“测量仪器使用规则”;
(6)要重视记录,注意“测量资料记录规则”。
7.填写实习记录(表1),每组交l份。
实验二:
普通水准测量
1.目的
(1)学习用DS3水准仪作普通水准测量的实际作业方法。
掌握普通水准测量一个测站的工作程序和一条水准路线的施测方法。
(2)掌握普通水准测量手簿的记录及水准路线闭合差的计算方法。
2.组织
每组4-5人。
3.学时
课内2学时。
4.仪器及用具
每组借DS3水准仪l台、双面水准尺1对、尺垫2个,记录板1块,测伞1把。
5.实验步骤提要
(1)一已知水准点HBM=20.000m,要求按等外水准精度要求施测,可安置4-5个测站的闭合水准路线。
一人观测、一人记录、两人立尺,施测完各测站后轮换工种。
(2)普通水准测量施测程序如下:
1)以已知高程的水准点作为后视,在施测路线的前进方向上选取第一个立尺点(转点)作为前视点,水准仪置于距后视点与前视点距离大致相等的位置(用目估或步测),在后视点、前视点上分别竖立水准尺,转点上应放置尺垫。
2)在测站上,观测员按一个测站上的操作程序进行观测,即:
安置--粗平--瞄准后视尺--精平--读数--瞄准前视尺--精平--读数(本次实验可采用仪高法或读水准尺黑、红面法来作为每一测站的检校)。
观测员读数后,记录员必须向观测员回报,经观测员默许后方可记入记录手簿,并立即计算高差。
以上为第一个测站的全部工作。
(3)第一站结束之后,记录员招呼后标尺员向前转移,并将仪器迁至第二测站。
此时,第一测站的前视点便成为第二测站的后视点。
然后,依第一站相同的工作程序进行第二站的工作。
依次沿水准路线方向施测直至回到起始水准点为止。
6.注意事项
(1)标尺员应认真将水准尺扶直,各测站的前、后视距离应尽量相等。
(2)读数前注意消除视差,注意水准管气泡应居中。
(3)同一测站,只能用脚螺旋整平圆水准器气泡居中一次(该测站返工重测应重新整平圆水准器)。
(4)正确使用尺垫,尺垫只能放在转点处,已知水准点和待测点上不得放置尺垫。
(5)仪器未搬迁时,前、后视点上尺垫均不能移动。
仪器搬迁了,后视扶尺员才能携尺和尺垫前进,但前视点上尺垫仍不得移动。
(6)每人填写一份记录,计算出高差和闭合差,用∑h和∑(后视读数)—∑(前视读数)检核计算。
7.上交资料
普通水准测量记录一份、水准路线测量成果计算表一份。
并在其中注明哪一站是你观测、哪一站是你记录的。
根据成果进行测量分析。
表2
实验三:
经纬仪认识及角度测量
一、目的与要求
1.了解J6光学经纬仪的基本构造及主要部件的名称和作用。
2.掌握经纬仪的操作方法及水平度盘读数的配置方法。
3.掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。
4.掌握竖直角的测量和计算方法。
二、计划与仪器准备
实验学时:
2学时
主要设备:
DJ6经纬仪1台
三角架1副
花杆(辅助瞄准目标用,可不借)2根
钢钎3根
记录板1块
三、方法与步骤
(一)经纬仪的认识与使用
1.在指定点位上安置经纬仪并熟悉仪器各部件的名称和作用。
2.经纬仪的操作:
对中—挂上垂球,平移三脚架,使垂球尖大致对准测站点,并注意架头水平,踩紧三脚架。
稍松连接螺旋,在架头上平移仪器,使垂球尖精确对准测站点(应符合限差要求),最后旋紧连接螺旋。
整平—转动照准部,使水准管平行于任意一对脚螺旋,同时相对旋转这两个脚螺旋,使水准管气泡居中;将照准部绕竖轴转动90°,再转动第三个脚螺旋,使气泡居中。
如此反复调试,直至照准部转到任意方向,气泡在水准管内的偏移都不超过分划线的一格为止。
瞄准—用望远镜的照门和准星瞄准目标,使目标位于视场内,旋紧望远镜和照准部的制动螺旋;转动望远镜的目镜螺旋,使十字丝清晰;转动物镜调焦螺旋,使目标影像清晰;转动望远镜和照准部的微动螺旋,使目标被十字丝的单根纵丝平分,或被双根纵丝夹在中央。
读数—调节反光镜的位置,使读数窗亮度适当;旋转读数显微镜的目镜套,使度盘及分微尺的刻划清晰;读取度盘刻划线位于分微尺所注记的度数,从分微尺上该刻划线所在位置的分数估读至0.1′(即6″的倍数)。
(二)测回法观测水平角
1.度盘配置:
设共测n个测回,则第i个测回的度盘位置为略大于
。
转动照准部,使水平度盘读数在该测回的度盘位置,扳下复测扳手;瞄准起始目标,扳上复测扳手(或采用度盘变换手轮配置度盘)。
2.一测回观测:
盘左—瞄准左目标A,进行读数记
;顺时针方向转动照准部,瞄准右目标B,进行读数记
;计算上半测回角值
。
盘右—瞄准右目标B,进行读数记
;逆时针转动照准部,瞄准左目标A,进行读数记
;计算下半测回角值
。
检查上、下半测回角值之差是否超限,计算一测回角值。
(三)竖直角观测
1.在竖直面内转动望远镜,观察竖盘读数的变化规律。
写出竖直角及竖盘指标差的计算公式。
2.盘左 瞄准目标,用十字丝中横丝切于目标某一部位(如花杆顶端);转动竖盘指标水准管微动螺旋,使指标水准管气泡居中;读取竖盘读数,计算竖直角值。
瞄准其他目标,重复此过程。
3.盘右 同法观测、记录。
4.计算一测回竖盘指标差及上、下半测回竖直角的平均值。
实习四测回法测水平角
一、实习目的
(1)掌握水平角观测原理,经纬仪的构造及度盘读数。
(2)掌握测回法测水平角的方法。
二、仪器设备
每组J2光学经纬仪1台、测钎2个、记录板1个。
三、实习任务
每组用测回法完成2个水平角的观测任务。
四、实习要点及流程
(1)要点:
a)测回法测角时的限差要求若超限,则应立即重测。
b)注意测回法测量的记录格式。
(2)流程:
在A或B点整平对中经纬仪——盘左顺时针测——盘右逆时针测。
五、实习记录
水平角测回法记录表
日期:
___________天气:
_____仪器型号:
____________组号:
________
观测者:
____________记录者:
_______________立测杆者:
_____________
实验五全圆观测法
一、实验目的
1.练习用全圆测法观测回水平角;
2.熟悉水平角观测的记录格式、计算及校核方法。
二、仪器准备
(1)每实验小组的仪器工具:
DJ6经纬仪一台、测伞一把、标杆(花杆)二支、记录板(含记录纸)一块;
(2)在指定地点的地面上设立固定的地面点标志;
(3)目标设置:
距离地面点标志30~40米的二个方向设置目标,即安置标杆(花杆)。
三、注意事项
1.仪器安置时要求对中误差不应大于3毫米,整平误差应使管水准器气泡偏离中心不超过一格;
2.水平角的观测顺序不能颠倒,盘左顺时针,盘右逆时针旋转照准部;瞄准目标时,尽可能以十字丝交点附近的竖丝瞄准花标的底部。
3.注意进行校核计算,不合格立即重测;
4.转站或收测时应检查是否有遗漏。
四、操作步骤
1.准备工作
(1)按要求在地面点安置经纬仪和树立目标;
(2)选定起始方向;
(3)根据观测方向的相应距离做好望远镜的对光,对光时选择平均距离上的假定目标作为对光的对象,如果距离大于500m,可认为同等距离长度对待;
(4)根据需要进行水平度盘配置,初始观测瞄准起始方向时,度盘读数应稍大于0°。
2.观测方法
(1)盘左观测
a.按顺时针转动照准部的方向瞄准目标;
b.在分别瞄准目标后立即读数,记录。
(2)盘右观测
a.沿横轴纵转望远镜180°,转动照准部使仪器处于盘右位置;
b.按逆时针转动照准部的方向瞄准目标;
c.在分别瞄准目标后立即读数,记录。
五、记录计算
六、实验要求
1.每位同学对规定的实验内容(水平角观测)至少观测一个角度一测回;
2.写实验报告:
(1)写出一测回水平角的观测步骤;
(2)提交二测回的水平角观测记录及计算成果。
实验六、实验七 圆曲线的测设
一、实习目的
(1)熟悉经纬仪的使用。
(2)掌握圆曲线主点测设方法。
(3)掌握偏角法进行圆曲线详细测设方法。
二、仪器设备
每组J2经纬仪1台、钢尺1把、测钎2个、记录板1个。
三、实习任务
每组放样出1个圆曲线主点(ZY、QZ、YZ)及2个整桩号点。
四、实习要点及流程
(1)要点:
复杂的平曲线测设最终都化解为基本的水平角、距离测设。
(2)流程:
a)主点测设:
JD架仪——瞄准测设方向——量取T、T、E,得主点ZY、YZ、QZ。
b)偏角法详细测设:
ZY或YZ架仪——瞄准JD——拨角Δ、量边C。
五、实习记录
1、主点要素计算。
已知圆曲线的R=200m,
,交点JD里程为K10+110.88m,(说明:
考虑实习场地,所采用的假设数据),则经计算得:
(1)切线长T=_________m,曲线长L=_________m,外距E=________m,切曲差D=________m。
(2)各主点里程:
ZY点=_________,YZ点=_________,QZ点=_________,JD点=_____________。
2、偏角法测设数据(试按每10m一个整桩号,长弦整桩号法):
桩号
偏角值Δi
(°′″)
弦长Ci
(m)
测设示意图
实验八 缓和曲线的测设
一、实习目的
(1)熟悉经纬仪的使用。
(2)掌握缓和曲线主点测设方法。
(含切线支距法)
二、仪器设备
每组J2经纬仪1台、钢尺1把、测钎2个、记录板1个。
三、实习任务
每组放样出1个缓和曲线的主点(ZH、HY、QZ、YH、HZ)。
四、实习要点及流程
(1)要点:
将缓和曲线主点测设方法与圆曲线的进行比较。
(2)流程:
JD架仪——瞄准前后JD方向——量取TH、TH、EH,得ZH、HZ、QZ——再在ZH架仪,按切线支距法,量取(x0,y0)得HY——在HZ架仪,按按切线支距法,量取(x0,y0),得YH。
五、实习记录
1、主点要素计算。
设已知某公路交点JD桩号为K10+518.66,右转角αy=18°18'36",圆曲线半径R=100m,缓和曲线长
=10m,(说明:
考虑实习场地,所采用的假设数据),则经计算得:
内移值p=_________m,切线增值q=________m,缓和曲线角β0=________。
进而计算得:
(1)切线长TH=_________m,曲线长LH=_________m,外距EH=________m,切曲差DH=________m。
(2)各主点里程:
ZH点=_________,HY点=_________,YH点=_________,HZ点=_________,QZ点=_________,JD点=_____________。
2、HY(或YH)点切线支距法坐标计算。
(1)
________________________________。
(2)
_________________________________。
实验九经纬仪法大比例尺地形图的测绘
一、实习目的
(1)了解测图前准备工作。
(2)地物平面图的测绘。
二、仪器设备
每组J6经纬仪1台、塔尺2把、图板、图纸、量角器、比例尺、小钢尺、橡皮、小刀、记录板各1个。
三、实习任务
按1:
500测地形图的要求,每组完成2栋房屋的观测、绘图任务。
四、实习要点及流程
(1)要点:
后视方向要找一个距离相对远的点。
(2)流程:
在A点架仪——后视B点——测点1、2、3——绘出房屋。
五、实习记录
实习十全站仪测量及点位放样
一、实习目的
(1)了解TOPCON全站仪的构造和原理。
(2)掌握TOPCON全站仪的测角测边测三维坐标的功能。
(3)掌握TOPCON全站仪放样三维坐标点的功能。
二、仪器设备
每组TOPCON全站仪1台、小钢尺1把、带脚架棱镜2个、单棱镜1个、记录板1个。
三、实习任务
每组完成2个水平角、2段水平距离、2个点的坐标测量及2个坐标点的实地放样任务。
四、实习要点及流程
(1)要点:
全站仪各键操作,不要死记,要注意按英文提示的状态。
(2)流程:
用TOPCON全站仪的测角模式进行水平角、竖直角测量;距离测量模式进行平距、斜距测量;坐标测量模式进行点的三维坐标测量;主菜单模式进行点的平面位置放样,并标出填挖高度。
五、实习记录
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