4施工测量
4-1施工测量的基本工作
4-1-1基本原则
建筑施工测量是研究利用各种测量仪器和工具对建筑场地上地面的位置进 行度量和测定的科学,它的基本任务:
(1) 对建筑施工场地的表面形状和尺寸按一定比例测绘成地形图。
(2) 将图纸上已设计好的工程建筑物按设计要求测设到地面上,并用各种 标志表示在
现场。
(3) 按设计的屋面标高、逐层引测。
4-1-2距离测量
根据不同的精度要求,距离测量有普通量距和精密量距两种方法。 精密量距 时所量长度一般都要加尺长、温度和高差三项改正数,有时必须考虑垂曲改正。 丈量两已知点间的距离,使用的主要工具是钢卷尺,精度要求较低的量距工作, 也可使用皮尺或测绳。
4-1-2-1 普通量距
1 ?测距方法
先用经纬仪或以目估进行定线。如地面平坦,可按整尺长度逐步丈量,直至 最后量出两点间的距离。若地面起伏不平,可将尺子悬空并目估使其水平。 以垂 球或测钎对准地面点或向地面投点, 测出其距离。地面坡度较大时,则可把一整 尺段的距离分成几段丈量;也可沿斜坡丈量斜距,再用水准仪测出尺端间的高差, 然后按式(4-2)求出高差改正数,将倾斜距离改化成水平距离。
如使用经检定的钢尺丈量距离,当其尺长改正数小于尺长的 1/10000,可不 考虑尺长改正。量距时的温度与钢尺检定时的标准温度(一般规定为 20C )相 差不大时,也可不进行温度改正。
2 ?精度要求
为了校核并提高精度, 一般要求进行往返丈量。 取平均值作为结果, 量距精 度以往测与返测距离值的差数与平均值之比表示。 在平坦地区应达到 1/3000,在 起伏变化较大地区要求达到 1/2000,在丈量困难地区不得大于 1/1000。 4-1-2-2 精密量距
1.测距方法
先用经纬仪进行直线方向, 清除视线上的障碍, 然后沿视线方向按每整尺段 (即钢尺检定时的整长) 设置传距桩。 最好在桩顶面钉上白铁片, 并画出十字线 的标记。所使用之钢尺在开始量距前应先打开, 使与空气接触, 经 10min 后方可 进行量距。 前尺以弹簧秤施加与钢尺检定时相同的拉力, 后尺则以厘米分划线对 准桩顶标志,当钢尺达到稳定时,前尺对好桩顶标志,随即读数;随后后尺移动 1~2cm分划线重新对准桩顶标志,再次读数;一般要求读出三组读数。读数时应 估读到0.1~0.5mm,每次读数误差为0.5~1mm。读数时应同时测定温度,温度计 最好绑在钢尺上,以便反映出钢尺量距时的实际温度。
2.零尺段的丈量
按整尺段丈量距离, 当量至另一端点时, 必剩一零尺段。 零尺段的长度最好 采用经过检定的专门用于丈量零尺段的补尺来量度。 如无条件, 可按整尺长度沿 视线方向将尺的一端延长, 对钢尺所施拉力仍与检定时相同, 然后按上述方法读 出零尺段的读数。 但由于钢尺刻度不均匀误差的影响, 用这种方法测量不足整尺 长度的零段距离,其精度有所降低,但对全段距离的影响是有限的。
3.量距精度 当全段距离量完之后,尺端要调头,读数员互换,按同法进行返测,往返丈
量一次为一测回, 一般应测量二测回以上。 量距精度以两测回的差数与距离之比 表示。使用普通钢尺进行精密量距,其相对误差一般可达
1/50000 以上。
4-1-2-3 精密量距的几项改正数
1 .钢尺尺长改正数的理论公式 用钢尺测量空间两点间的距离时,因钢尺本身有尺长误差(或
刻划误差) , 在两点之间测量的长度不等于实际长度, 此外因钢卷尺在两点之间无支托, 使
尺 下挠引起垂曲误差, 为使下挠垂曲小一些, 需对钢尺施加一定的拉力, 此拉力又
势必使钢尺产生弹性变形,在尺端两桩高差为零的情况下,可列出钢尺尺长改正 数理论公式的
一般形式为:
△ Li
式中 A Li――零尺段尺长改正数;
Ci +△ Pi -A S (4-1)
A Ci――零尺段尺长误差(或刻划误差); AS――钢尺尺长垂曲改正数; A Pi――钢尺尺长拉力改正数。
钢尺尺长误差改正公式:
钢尺上的刻划和注字,表示钢尺名义长度,由于钢尺制造设备,工艺流程和 控制技术的影响,会有尺长误差,为了保证量距的精度,应对钢尺作检定,求出 尺长误差的改正数。
检定钢尺长度(水平状态)系在野外钢尺基线场标准长度上,每隔 5m设一 托桩,以比长方法,施以一定的检定压力,检定0~30m或0~50m刻划间的长度, 由此可按通用公式计算出尺长误差的改正数:
A L平检—L基一L量 (4-2)
式中 A L平检一一钢尺水平状态检定拉力 P0、20C时的尺长误差改正数;
L基一一比尺长基线长度; L量一一钢尺量得的名义长度。
当钢尺尺长误差分布均匀或系统误差时,钢尺尺长误差与长度成比例关系, 则零尺段尺长误差的改正公式为:
Ci
Li L
L平检
式中 A Ci ――零尺段尺长误差改正数;
Li ――零尺段长度; L ――整尺段长度。
所求得的尺长改正数亦可送有资质的单位去作检定。
2 ?温度改正
钢尺的长度是随温度而变化的。钢的线胀系数a —般为
0.0000116~0.0000125为了简化计算工作,取a —
0.000012。若量距时之温度 t
不等于钢尺检定时的标准温度to (to —般为20C),则每一整尺段L的温度改正 数' Lt按下式计算
△ Lt =a( t — to) L (4-3)
3 ?倾斜改正(高差改正)
设沿倾斜地面量得A、B两点之距离为L (图4-1), A、B两点之间的高差 为h,为了将倾斜距离L改算为水平距Lo,需要求出倾斜改正数△ Lh。
图4-1
斜距改正示意
Lh Lo L
£ ±1
h4 8L3
h2 2 ()
(4-4)
对上式一般只取用第一项,即可满足要求。如高差较大,所量斜距较短,则
须计算第二项改正数。上式第二项为
。故求得第一项数值后将其平
2L
方再除以2L,即得第二项之绝对值
4. 垂曲改正
如果钢尺在检定时,尺间按一定距离设有水平托桩,或沿水平地面丈量,而 在实际作业时不能按此条件量距, 须悬空丈量,钢尺必然下垂,此时对所量距离 必须进行垂曲改正。
垂曲改正数按下式计算:
W2 L3
24 P
L――尺段两端间的距离(m); P――拉力(N )。
2
(4-5)
式中 W——钢尺每米重力(N/m);
例如:L = 28m, W= O.19N/m, P= 1OON 代入上式,则
2 3
0.19 28 24 100
5. 拉力改正
2
3.3mm
钢尺长度在拉力作用下有微小的伸长,用它测量距离时,读得的“假读数”, 必然小于真实读数,所以应在“假读数”上加拉力改正数,此改正数可用材料力 学中虎克定律算出,而在弹性限度内,钢尺的弹性伸长与拉力的关系式为:
Pi 旦 (4-6)
E?F
因钢尺尺长误差的改正数,已含有 Po拉力的弹性伸长,则上式改为:
Li
Pi G?L?(P R)
式中 P――测量时的拉力;
(4-7)
Po 检定时的拉力; Li――零尺段长度; G――钢尺延伸系数。
通常,在实际测量距离时所使用的拉力,总是等于钢尺检定时所使用的拉力, 因而不需进行拉力改正。
6. 钢尺尺长方程式及其改正数表的编制和算例
对于悬空状态下尺长方程式: