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大连理工大学测量学课件第十章概况 第十章工程放样方法定义：放样又称测设，它是把设计图纸上建筑物的平面位置和高程，与控制点或定位轴线点的平面位置和高程，化算为它们之间的水平角、水平距离和高差，然后到实地根据控制点或定位轴线，用相关测量仪器放样水平角、水平距离和高程。图纸实地测设示意图 测设测设三个基本量：水平距离-D水平角-高程-h测设基本量 10.1.1水平距离测设水平距离测设步骤：(1)从起点A开始沿AC方向丈量稍大于设计值L的长度L1，得到点B′；(2)精确测定L1的长度得AB′的水平距离L′，求得较差d=L′-L；(3)按照d的符号，用小钢尺从点B′沿AC方向水平量出d即得到B，至此水平距离L测设完毕。 10.1.2水平角测设水平角测设：已知角的顶点和一个方向，在地面上标定出另一方向，使其与已知方向间的水平夹角等于设计值。一般方法通称“正倒镜分中法”。适用于角度测设精度要求不高时的情况直接法放样出角值——实测角值和距离——计算归化值——距离修正。精确方法 10.1.2水平角测设一般方法测设水平角步骤：测站A后视B待定点C′（盘左）C″（盘右）C（盘左盘右平均）如图所示，AB为一已知方向，现要在点A以AB为起始方向向其右（或左）侧测设给定的水平角β，其方法如下： (1)在点A安置经纬仪或全站仪，用盘左瞄准点B，读取水平度盘读数；(2)松开水平制动螺旋，顺（逆）时针转动照准部，使水平度盘增加（减少）β值，此时望远镜视线方向即为欲测设的方向；(3)在此方向上适当位置标定出点C；(4)用盘左盘右重复上述步骤测设两次，得点C′、C″,取两点的平均值C作为最终位置。10.1.2水平角测设 10.1.2水平角测设精确方法测设水平角步骤：如图所示，当精度要求较高时，可用作垂线改正的方法进一步调整，以提高测设的精度。ABCC’ 10.1.2水平角测设精确方法测设水平角步骤：(1)用上述一般方法测设出水平角β，在地面上标定出点C；再用多测回法较精确地测出∠BAC（设值为β1），并测量出AC的水平距离；(2)按下式计算出垂直改正值d=AC·tan(β-β1)（10-1）(3)过点C做AC的垂线，再从点C出发沿垂线方向向外（当β大于β1时）量取改正值d定出点C″或向内（当β小于β1时）量取改正值d定出点C′，则∠BAC′或∠BAC″就是要测设的水平角β。 10.1.3高程测设高程测设：将某点的设计高程在实地上标定出来。如图所示，已知水准点A的高程为HA，现欲在木桩上测设高程为HB的点B，其方法如下： 10.1.3高程测设(1)在A、B两点之间安置水准仪，在点A上竖立水准尺，读取后视读数a；(2)计算出B的前视读数b=HA+a-HB；(3)将水准尺紧贴点B木桩侧面上下移动，当尺上读数为b时尺底即为设计高程，此时在紧靠尺底的木桩侧面上画一水平线即标定完毕。高程测设步骤： HBM=24.376HP=25.000大地水准面BMPHi=HBM+aab=Hi-HP高程测设步骤：10.1.3高程测设 高程传递高程传递当向较深的基坑或较高的建筑物上测设已知高程点时，如水准尺长度不够，可利用钢尺向下或向上引测。BMRa1b1a2b2吊杆水平桩10.1.3高程测设 第十章工程放样方法测量基本元素放样1平面点位放样方法2线段坡度放样方法3圆曲线放样4全站仪放样方法简介5GPS-RTK放样方法6 10.2平面点位放样方法平面点位放样要根据现场控制点的分布、地形情况、放样对象的大小、设计提供的条件以及精度要求，综合利用测设水平角、水平距离的方法进行施测，常用的方法有如下几种：放样方法极坐标法直角坐标法方向线（角度）交会法距离交会法 10.2平面点位放样方法极坐标法：通过测设一个水平角和一段水平距离来完成点平面位置测设。极坐标法是测量最经典的放样方法，也是一般工程放样常采用的方法。本方法测站架设灵活，适于流动性作业。直角坐标法：是根据直角坐标原理，利用纵横坐标之差，测设点的平面位置。直角坐标法适用于施工控制网为建筑方格网或建筑基线的形式，且量距方便的建筑施工场地。方向线（角度）交会法：待测设点距控制点较远，且量距较困难的建筑施工场地。距离交会法：适合建筑场地平整，量距短且无障碍时候的情况。 极坐标法放样步骤：(1)计算放样数据AB(XA,YA)(XB,YB)P(XP,YP)设计tgAB=YB-YAXB-XAtgAP=YP-YAXP-XAABAPD10.2平面点位放样方法 10.2平面点位放样方法测设时，在点O安置经纬仪，正镜（盘左）以0°0′0″瞄准点A，顺时针转动β角，在OP方向上量取水平距离S，定出点P，倒镜（盘右）按同法再定点P，若两点不重合，取其平均点位即可。(2)放样方法：注：这种方法需要两个已知点O、A互相通视，如果采用全站仪实施，放样更方便。 直角坐标法放样步骤：(1)计算放样数据计算出P点相对控制点O的坐标增量10.2平面点位放样方法 (2)放样方法在点O安置经纬仪，A、B为建筑方格顶点上的两个已知点，瞄准点A（或点B），沿视线OA（或OB）方向丈量纵距δx（或横距δy），定出点C；将仪器移至点C，安置仪器后瞄准点A（或点B）或通过点O且距离较远的点，正、倒镜测设90°角，沿直角的平均方向丈量横距δy（或纵距δx），即得点P在场地的平面位置。10.2平面点位放样方法C 10.2平面点位放样方法方向线（角度）交会法放样步骤：(1)计算测设元素α、β。(2)拨水平角，交出P点。ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)设计αβ 10.2平面点位放样方法(3)放样方法分别在A、B两个点架设经纬仪，盘左时A、B两点经纬仪互相瞄准，并各配置水平度盘读数为0°00′00″，在点A顺时针拨360°-α角大小，在点B顺时针拨β角大小，两个视线交会处即为放样点P的实际位置。 10.2平面点位放样方法注：角度交会法要注意精度选取的方向性，这与交会角γ大小有关，如图所示，测角误差椭圆显示的是交会角γ变化对mx、my的影响。γ=90°时，精度分布在半径为的圆上时，交会精度是均匀的。可以看出γ值必须在一定的限度内，即交会角满足30°<γ<150°，方能保证所需方向的定位精度。角度交会误差椭圆 距离交会法放样步骤：(1)计算平距AP、BP。(2)量取AP、BP，交会出点P。ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)设计10.2平面点位放样方法 10.2平面点位放样方法(3)放样方法分别以A、B两个点为圆心，s1、s2长为半径，在点P估计位置附近画圆弧，两圆弧交会处即为放样点P的位置。 10.2平面点位放样方法注：距离交会法精度也有方向性，同样与交会角γ大小有关。比较角度交会中误差椭圆随γ变化规律，距离交会中γ大小的变化对mx、my影响方向正好与其相反。如图所示，γ>150°时，垂直于已知测站基线方向的误差mx急剧增大，而当γ<30°时，my急剧增大。距离交会误差椭圆 第十章工程放样方法测量基本元素放样1平面点位放样方法2线段坡度放样方法3圆曲线放样4全站仪放样方法简介5GPS-RTK放样方法6 10.3线段坡度放样方法线段坡度放样倾斜视线法应用道路、管道、排水沟等线路工程以及按指定坡度平整场地等是使视线与设计坡度线平行，再通过视线测设出地面上坡度线的位置方法 如图所示，A、B为设计坡度两端点，若已知点A设计高程为HA，设计坡度为iAB=-1%，则可以获得点B的设计高程10.3线段坡度放样方法倾斜视线法放样坡度 从点A沿AB方向测设出一条坡度为iAB坡度线，测设方法可用水准仪（地面坡度大，也可用经纬仪）设置倾斜视线，另外为施工方便，每隔一定距离d打一木桩，步骤为：(1)将坡度线两端点A、B的设计高程测设到地面，并打木桩；(2)在点A安置水准仪并量仪器高i，安置时使一个脚螺旋在AB方向线上，另两个脚螺旋的连线大致垂直于AB；(3)瞄准点B上的水准尺，旋转AB方向上的脚螺旋和微倾螺旋，使视线倾斜至水准尺读数为仪器高i为止，此时，仪器视线与设计坡度已平行。10.3线段坡度放样方法 在中间各桩点1、2、3处打木桩，保证在桩顶上所立水准尺的读数均等于仪器高i，则各桩顶的连线就是测设在地面上的设计坡度线。若各桩顶上所立水准尺实际读数为bi，则各桩的填挖尺数Δ=i-bi当Δ=0时，桩位附近不填不挖，当Δ>0时，桩位附近挖，反之为填。10.3线段坡度放样方法 AABBD1234iiiiii当设计坡度较大，超出水准仪脚螺旋的最大调节范围时，应使用经纬仪进行测设。10.3线段坡度放样方法 第十章工程放样方法测量基本元素放样1平面点位放样方法2线段坡度放样方法3圆曲线放样4全站仪放样方法简介5GPS-RTK放样方法6 10.4.1圆曲线主点测设1.圆曲线要素及计算直圆圆直曲中ZYYZQZ圆曲线三主点切线长外失距切曲差曲线长LTEq圆曲线四要素 注：R－设计时选定；α－实地测出（偏左、偏右之分）根据几何关系，可以推出圆曲线四要素计算公式：10.4.1圆曲线主点测设 2.主点里程计算交点JD的里程由中线丈量得到，根据交点的里程和曲线元素值，可算出各主点的里程：检核圆曲线主点为起点为ZY，终点为YZ，中点为QZ，JD为曲线交点。10.4.1圆曲线主点测设 再反拨90°-α/2，在此方向上量取E，打桩，即得点QZ3.主点测设10.4.1圆曲线主点测设在JD架设经纬仪，后视瞄准中线方向，在此方向量出T，打桩定出点ZY经纬仪水平度盘顺拨180°-α，在此方向上量取T，打桩定出点YZ 10.4.2圆曲线细部测设1.偏角法偏角弧弦差弦长对于放样第一点，由于里程桩凑整原因，设以ZY到第一个整桩距离lA，δA=(lA/2R)·180/π，余下δi=δA+(i-1)δ。 偏角法测设程序：(1)计算测设数据按上述公式计算各点δi，Si并进行列表。(2)点位测设在ZY处分别正拨角δi，并依次量Si，测设到QZ处，再把仪器搬至YZ处，反拨角，用同样方法放出另一半弧长。(3)检查曲线测至终点的闭合差限差：纵向（切线方向）为±l/1000cm，横向（法线方向）为±10cm。10.4.2圆曲线细部测设 例10-1某道路工程中线交点J5的里程桩为2+247.80，其转角I5=80°36′，圆曲线设计半径R=50m，试用偏角法测设该曲线（细部点整桩10m间隔）。解：(1)先求曲线四要素10.4.2圆曲线细部测设示例 (2)推算主点里程JD2+247.80-T42.4ZY2+205.40+L70.30YZ2+275.74L/235.17QZ2+240.57检核YZ2+275.74-T42.4+q14.46JD2+247.8010.4.2圆曲线细部测设 推算各细部点放样数据，注意凑整问题。(3)列表桩号里程偏角(°′″）S/m备注ZYQZ…2+205.40+210+220+230+240+240.57000238088215514054119492820090304.6014.5524.3119.4934.55检核点表10-1圆曲线细部测设表10.4.2圆曲线细部测设 2.直角坐标法以ZY为坐标原点O，建立测量坐标系，JD方向为x轴，圆心方向为y轴，则曲线上任一点i的坐标为10.4.2圆曲线细部测设JD(x) 直角坐标法施测步骤如下：(1)JD方向用钢尺量xi得Pi；(2)用方向架或经纬仪在点Pi处定出xi垂直方向并量yi；(3)检核QZ至最近桩距离，误差在限差之内方合格。一般用此法放样要从ZY、YZ两方向向QZ施测。注：此法适于平坦区，可不用仪器，测点误差不累积。10.4.2圆曲线细部测设JD(x)QZ 例10-2已知条件同例10-1，取偏角法放样圆曲线数据，试采用直角坐标法放样圆曲线。解：按公式计算，获得的部分放样数据见下表辅点编号li/mΨi=180*li/πR(°)Xi/mYi/m12310203011.459222.918334.37759.9319.4728.231.003.958.73表10-2直角坐标法放样圆曲线数据10.4.2圆曲线细部测设示例 第十章工程放样方法测量基本元素放样1平面点位放样方法2线段坡度放样方法3圆曲线放样4全站仪放样方法简介5GPS-RTK放样方法6 随着全站仪和建筑CAD的普及使用，坐标法放样已成为点平面位置测设的主要方法。10.5.1概述在AutoCAD中打开.dwg格式的基础平面设计图，在图中采集需要测设的点位平面，并生成一定格式的坐标数据文件，将坐标数据文件上传到全站仪内存文件中，应用全站仪的坐标放样功能测设坐标数据文件中的点位。全站仪一般使用单盘（盘左）测设点位，精度较高。右图是用激光导引全站仪现场获取测设点位坐标的情景。全站仪测设点位 10.5.2全站仪放样实施1.选择放样坐标数据文件操作过程操作显示①由放样菜单2/2按（选择文件）键放样2/2F1：选择文件F2：新点F3：网格因子P↓选择文件FN：＿输入调用…回车表10-3选择文件 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示②按（调用）键，显示坐标数据文件目录CEEFEDATA/C0322->*SOUTHDATA/C0228SATADDATA/C0080…查找…回车③按[▲]或[▼]键可使文件表向上或向下滚动，选择一个工作文件[▲]或[▼]*SOUTHDATA/C0228SATADDATA/C0080KLLLSDATA/C0085…查找…回车④按（回车）键，文件即被确认放样2/2F1：选择文件F2：新点F3：网格因子P↓ 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示①由放样菜单1/2，按（输入测站点号）键，即显示原有数据测站点点号：＿输入调用坐标回车②按（输入）键测站点点号：=PT-01回退空格数字回车2.设置测站点(1)利用内存中的坐标设置（表10-4）表10-4利用内存中的坐标数据文件设置测站点 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示③输入点号，按（ENT）键输入点号仪高输入仪高1.500m输入……回车④按同样方法输入仪器高，显示屏返回到放样菜单1/2输入仪高放样1/2F1：输入测站点F2：输入后视点F3：输入放样点P↓ 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示①由放样菜单1/2，按（输入测站点号）键，即显示原有数据测站点点号：＿输入调用坐标回车②按（输入）键N：0.000mE：0.000mZ：0.000m输入…点号回车(2)直接键入坐标数据（表10-5）表10-5直接键入测站点坐标 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示③按(键入)键，输入坐标值按（ENT）键输入坐标N：10.000mE：25.000mZ：63.000m输入…点号回车④按同样方法输入仪器高，显示屏返回到放样菜单1/2输入仪高仪高输入仪高1.500m输入……回车⑤返回放样菜单输入放样1/2F1：输入测站点F2：输入后视点F3：输入放样点P↓ 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示①按放样菜单（后视）键后视点号：＿输入调用NE/AZ回车②按（输入）键后视点号：BA-01回退空格数字回车3.设置后视点，确定方位角(1)利用内存中的坐标数据文件设置后视点（表10-6）表10-6利用内存中的坐标数据文件设置后视点 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示③输入点号，按（ENT）键输入点号后视HR=120°30′20″>照准？[是][否]④照准后视点，按（是）键显示屏返回到放样菜单1/2照准后视点放样1/2F1：输入测站点F2：输入后视点F3：输入放样点P↓ 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示①由放样菜单1/2按（后视）键，即显示原有数据后视点号：＿输入调用NE/AZ回车②按（NE/AZ）键N->0.000mE：0.000m输入…点号回车(2)直接键入坐标数据（表10-7）表10-7直接键入后视点坐标 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示③按（输入）键，输入坐标值按（回车）键输入坐标后视HR=120°30′20″>照准？[是][否]④照准后视点⑤按（是）键，显示屏返回到放样菜单1/2照准后视点照准后视点放样1/2F1：输入测站点F2：输入后视点F3：输入放样点P↓ (3)直接键入设置方向角度利用字母数字输入方法，每按一下键，输入后视定向角方法与直接键入后视点坐标模式依次变更，如图10-17所示。后视点号：＿输入调用NE/AZ回车后视HR=120°30′20″输入…点号回车图10-1710.5.2全站仪放样实施 10.5.2全站仪放样实施4.输入所需的放样坐标，开始放样操作过程操作显示①由放样菜单1/2按（放样）键放样1/2F1：输入测站点F2：输入后视点F3：输入放样点P↓放样点号：LP-100输入调用坐标回车表10-8调用内存中的坐标值(1)通过点号调用内存中的坐标值（表10-8） 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示（输入）键，输入点号，按（ENT）键输入点号镜高输入镜高1.500m输入……回车③按同样方法输入反射镜高，当放样点设定后，仪器就进行放样元素的计算HR：放样点的水平角计算值HD：仪器到放样点的水平距离计算值输入镜高计算HR：122°09′30″HD：245.777m角度距离…… 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示④照准棱镜，按（角度）键点号：放样点HR：实际测量的水平角dHR：对准放样点仪器应转动的水平角=实际水平角—计算水平角当dHR=0°00′00″时，即表明放样方向正确照准照准点号：LP-100HR：2°09′30″dHR：22°39′30″距离…坐标… 10.5.2全站仪放样实施操作过程操作显示⑤按（距离）键HD：实测的水平距离dHD：对准放样点尚差的水平距离=实测高差—计算高差HD*[r]