土木工程測量

本書是根據現行土建類測量教學大綱要求，按照高等職業教育的特點而編寫。全書共分15章，主要內容包括：緒論，水準測量，經緯儀與角度測量，距離測量與直線定向，測量誤差的基本知識，小地區控制測量，測繪新技術，大比例尺地形圖的基本知識，大比例尺地形圖的測繪，地形圖的應用，測設的基本工作，建築施工測量，道路施工測量，隧道施工測量等。另外，本書還配有實習指導書，針對學生在課堂實習重點、方法和應注意的問題等方面給予指導。本書為高職高專土木工程專業的教學用書，也可供土木工程專業工程技術人員參考。

本書為高職高專土木工程專業的教學用書，也可供土木工程專業工程技術人員參考。

第1章 緒論 1

1.1 測量學的任務和分類 1

1.1.1 測量學 1

1.1.2 測量學的分類 2

1.2 地面點位的確定 3

1.2.1 測量的基準面 3

1.2.2 確定地面點位的方法 4

1.2.3 用水平面代替水準面的限度 8

1.3 測量學在土木工程中的作用 10

1.3.1 土木工程 10

1.3.2 在工程規劃設計階段的作用 10

1.3.3 在工程開工之前的作用 10

1.3.4 在工程施工當中的作用 10

1.3.5 在工程項目運營管理階段的

作用 11

1.4 測量工作的基本內容 11

1.5 測量工作的組織原則和基本要求 11

1.6 測量工作中常用的度量單位 12

思考與練習 13

第2章 水準測量 14

2.1 水準測量的原理 14

2.1.1 水準測量的原理 14

2.1.2 高程的計算方法(實例) 15

2.2 水準測量的儀器及工具 16

2.2.1 DS3水準儀的構造 16

2.2.2 水準尺 19

2.2.3 尺墊 19

2.2.4 三角架 20

2.3 水準儀的使用與注意事項 20

2.3.1 水準儀的使用方法 20

2.3.2 水準儀使用的注意事項 22

2.4 普通水準測量的方法 22

2.4.1 水準點 22

2.4.2 擬定水準測量的路線 23

2.4.3 外業觀測程序和注意事項 24

2.5 水準測量成果計算 27

2.5.1 高差閉合差及精度要求 27

2.5.2 水準測量成果計算 28

2.6 微傾式水準儀的檢驗與校正 30

2.6.1 圓水準器的檢驗和校正 31

2.6.2 十字絲橫絲的檢驗和校正 32

2.6.3 水準管軸的檢驗和校正 32

2.7 水準測量的誤差分析 33

2.7.1 儀器及使用工具的誤差 34

2.7.2 觀測誤差 34

2.7.3 外界條件的影響 35

2.8 其他水準儀簡介 36

2.8.1 自動安平水準儀 36

2.8.2 精密水準儀 38

2.8.3 數字水準儀 40

思考與練習 40

第3章 經緯儀與角度測量 43

3.1 角度的概念及測量原理 43

3.1.1 水平角的定義及測量原理 43

3.1.2 豎直角的定義及測量原理 44

3.2 DJ6型光學經緯儀的構造 44

3.2.1 DJ6型光學經緯儀的構造 44

3.2.2 光學經緯儀的讀數方法 47

3.3 DJ6光學經緯儀的使用方法 49

3.3.1 安置儀器 49

3.3.2 瞄準目標 50

3.3.3 讀數 50

3.4 水平角的觀測方法(測回法) 51

3.5 豎直角的觀測方法 53

3.5.1 豎直度盤構造 53

3.5.2 豎直角的計算公式 54

3.5.3 豎盤指標差 55

3.5.4 豎直角觀測方法 56

3.6 經緯儀的檢驗與校正 57

3.6.1 照準部水準管軸垂直於豎軸 58

3.6.2 十字絲豎絲垂直於橫軸 59

3.6.3 視准軸垂直於橫軸 59

3.6.4 橫軸垂直於豎軸 60

3.6.5 豎盤指標差的檢驗 61

3.7 角度測量的誤差分析 61

3.7.1 儀器誤差的影響 61

3.7.2 水平角觀測的誤差與消除 62

3.7.3 豎直角觀測的誤差與消除 64

3.7.4 外界條件的影響 64

3.8 DJ2光學經緯儀、電子經緯儀 65

3.8.1 DJ2型光學經緯儀的構造 65

3.8.2 DJ2型光學經緯儀的使用 66

3.8.3 電子經緯儀的構造 67

3.8.4 電子經緯儀的使用 69

思考與練習 70

第4章 距離測量與直線定向 72

4.1 直線丈量的工具 72

4.1.1 水平距離 72

4.1.2 工具 72

4.2 直線定線 74

4.2.1 直線定線的目的 74

4.2.2 目估定線 74

4.2.3 經緯儀定線 76

4.3 一般直線丈量的方法 76

4.3.1 平坦地面距離丈量 76

4.3.2 傾斜地面距離丈量 77

4.3.3 鋼尺丈量的注意事項 79

4.4 鋼尺檢定 80

4.4.1 鋼尺檢定的目的 80

4.4.2 尺長方程式 80

4.4.3 鋼尺檢定的方法 80

4.5 精密直線丈量的方法 82

4.5.1 定線 82

4.5.2 量距 82

4.5.3 測量樁頂間高差 84

4.5.4 成果整理 84

4.5.5 全長計算 86

4.6 直線丈量的誤差分析 86

4.7 直線定向 87

4.7.1 直線定向的概念 87

4.7.2 標準方向線 87

4.7.3 方位角和象限角 88

4.7.4 正、反坐標方位角推算 89

4.7.5 羅盤儀的構造及使用 91

4.8 紅外光電測距儀 92

4.8.1 概述 92

4.8.2 測距儀的基本結構 93

4.8.3 相位式測距原理 95

4.8.4 測距儀的使用及注意事項 98

思考與練習 100

第5章 測量誤差的基本知識 103

5.1 測量誤差的分類 103

5.1.1 測量誤差產生的原因 103

5.1.2 測量誤差的分類 104

5.1.3 偶然誤差的特性 104

5.2 觀測值的算術平均值 105

5.3 評定精度的標準 106

5.3.1 中誤差 106

5.3.2 容許誤差 107

5.3.3 相對誤差 107

5.3.4 用觀測值的改正數計算

中誤差 108

5.4 誤差傳播定律 109

5.4.1 倍數函數 110

5.4.2 和或差函數 110

5.4.3 一般線性函數 111

5.4.4 一般函數 111

5.4.5 算術平均值的中誤差 112

5.5 誤差傳播定律的應用 112

思考與練習 114

第6章 小地區控制測量 116

6.1 概述 116

6.1.1 平面控制測量 117

6.1.2 高程式控制制測量 117

6.2 導線測量的外業工作 118

6.2.1 導線測量概述 118

6.2.2 導線測量的外業工作 119

6.3 導線測量的內業計算 120

6.3.1 坐標方位角推算 120

6.3.2 坐標計算的基本公式 120

6.3.3 導線測量的內業計算 121

6.4 高程式控制制測量 127

6.4.1 三、四等水準測量 127

6.4.2 圖根水準測量 130

6.4.3 三角高程測量 131

思考與練習 132

第7章 測繪新技術 134

7.1 電子全站儀 134

7.1.1 概述 134

7.1.2 全站儀的結構原理 136

7.1.3 全站儀主要性能指標 138

7.1.4 全站儀的操作使用 139

7.1.5 全站儀使用注意事項 143

7.2 GPS全球定位系統 144

7.2.1 概述 144

7.2.2 全球定位系統的組成 144

7.2.3 GPS衛星定位的基本原理 145

7.2.4 GPS接收機 147

7.2.5 GPS測量實施 148

思考與練習 149

第8章大比例尺地形圖的基本知識 150

8.1地形圖及其比例尺 150

8.1.1地形圖概述 150

8.1.2地形圖的比例尺 150

8.2地形圖的圖名、圖號、圖廓 153

8.3地形圖的圖式 155

8.3.1地物符號 157

8.3.2地貌符號——等高線 157

思考與練習 162

第9章大比例尺地形圖的測繪 163

9.1小平板儀的構造及其使用 163

9.1.1平板儀測圖的原理 163

9.1.2平板儀的構造 164

9.1.3小平板儀的構造 165

9.1.4平板儀的安置 166

9.1.5地物點平面位置測量方法 167

9.1.6高程點的測定 168

9.2測圖前的準備工作 170

9.2.1圖紙準備 170

9.2.2繪製坐標網格 170

9.2.3展繪控制點 172

9.3碎部測量 172

9.3.1地物特徵點 172

9.3.2地貌特徵點 173

9.3.3一個測站點的測繪工作 174

9.3.4增補測站點 175

9.3.5碎部測量的注意事項 177

9.4數字測圖方法簡介 177

9.4.1數字測圖系統 177

9.4.2數字測圖圖形信息的

採集和輸入 178

9.4.3用NTS-350系列全站儀

進行數字測圖 179

9.5地形圖的繪製 181

9.5.1地物描繪 181

9.5.2地貌的描繪 181

9.5.3地形圖拼接 182

9.5.4地形圖的檢查 183

9.5.5地形圖的整飾 184

思考與練習 184

第10章地形圖的應用 185

10.1地形圖的閱讀 185

10.1.1圖外註記識讀 185

10.1.2地物識讀 185

10.1.3地貌識讀 186

10.2地形圖應用的基本內容 187

10.2.1求圖上某點的坐標 187

10.2.2求圖上兩點間的距離 187

10.2.3求圖上某直線的

坐標方位角 188

10.2.4求圖上某點的高程 188

10.2.5確定某直線的坡度 189

10.2.6測量圖形面積 189

10.3地形圖在場地平整中的應用 194

10.3.1平整成水平場地 194

10.3.2平整成單向傾斜場地 195

10.3.3平整成雙向傾斜場地 196

10.4地形圖在設計中的應用 196

10.4.1在建築設計中的應用 196

10.4.2在道路規劃設計中的應用 197

10.5地形圖在管線設計施工中的應用 198

10.5.1繪製管道中心線方向的

縱斷面圖 199

10.5.2繪製管道中心線方向的

橫斷面圖 199

10.5.3根據地形圖進行管線的

設計 200

10.5.4地形圖在管線施工中的

應用 200

10.6地形圖在城鎮規劃中的應用 200

思考與練習 201

第11章測設的基本工作 203

11.1測設的基本內容 203

11.1.1已知水平距離的測設 203

11.1.2已知水平角度的測設 205

11.1.3已知高程位置的測設 205

11.2點的平面位置測設 207

11.2.1直角坐標法 207

11.2.2極坐標法 208

11.2.3角度交會法 209

11.2.4距離交會法 210

11.2.5全站儀法 210

11.3已知坡度直線的測設 214

11.3.1水平視線法 214

11.3.2傾斜視線法 214

11.3.3改正數法 215

11.4已知直線的測設 215

11.4.1測設坐標縱軸方向線 215

11.4.2兩點間測設直線 215

11.4.3延長直線的測設 216

11.5激光定位儀器在施工中的應用 216

11.5.1激光水準儀及其應用 216

11.5.2激光經緯儀及其應用 217

11.5.3激光垂准儀及其應用 218

11.5.4激光掃平儀及其應用 218

思考與練習 219

第12章建築施工測量 220

12.1施工測量概述 220

12.1.1施工測量的主要內容 220

12.1.2施工測量的精度 221

12.1.3施工測量的特點 221

12.1.4施工測量的組織原則 222

12.1.5施工測量的準備工作 222

12.2施工控制測量 223

12.2.1施工控制網的特點 224

12.2.2施工控制網的種類及選擇 224

12.2.3建築基線和建築方格網的

測設方法 226

12.2.4施工高程式控制制測量 231

12.3民用建築施工測量 231

12.3.1建築物軸線測設的準備 231

12.3.2建築物的定位 234

12.3.3建築物的放線 239

12.3.4基礎工程的施工測量 241

12.3.5牆體工程施工測量 246

12.3.6多層建築物軸線投測與

標高引測 248

12.3.7預製柱的安裝測量 249

12.4高層建築物的軸線投測與

標高傳遞 250

12.4.1軸線投測 250

12.4.2樓層放線 257

12.4.3高程傳遞 257

12.4.4邊角雙點三維後方交會法 260

12.5工業廠房的施工測量 261

12.5.1廠房矩形控制網測設 261

12.5.2廠房柱列軸線的測設 262

12.5.3杯形基礎施工測量 262

12.5.4廠房構件安裝測量 263

12.6煙囪(水塔)的施工測量 269

12.6.1基礎施工測量 269

12.6.2筒身施工測量 270

12.7建築物的變形觀測 271

12.7.1建築物的沉降觀測 273

12.7.2建築物的傾斜觀測 279

12.7.3建築物的裂縫觀測 282

12.8竣工總圖的編繪 282

12.8.1竣工測量 283

12.8.2竣工總平面圖的編繪 283

思考與練習 284

第13章管道施工測量 285

13.1管道工程測量概述 285

13.2管道中線測量及縱橫斷面測量 286

13.2.1管道中線測量 286

13.2.2中樁測設 288

13.2.3帶狀地形圖測繪 289

13.2.4管道縱斷面測量 289

13.2.5管道橫斷面測量 292

13.3管道施工測量 293

13.3.1施工前的準備工作 294

13.3.2施工中的測量工作 295

13.4頂管施工測量 300

13.4.1準備工作 300

13.4.2頂進過程中的測量工作 301

13.5管道竣工測量 303

思考與練習 304

第14章道路施工測量 306

14.1概述 306

14.1.1測量在道路建設中的作用 306

14.1.2路線勘測設計測量的內容 306

14.1.3道路施工測量的內容 306

14.2道路中線測量 307

14.2.1轉角測設 307

14.2.2曲線測設 309

14.3道路施工測量 325

14.3.1開工前的測量工作 325

14.3.2施工過程中的測量工作 331

思考與練習 334

第15章隧道施工測量 335

15.1概述 335

15.2地面控制測量 339

15.2.1地面平面控制測量 339

15.2.2地面高程式控制制測量 341

15.3地上、地下聯繫測量 342

15.3.1豎井幾何定向 342

15.3.2陀螺經緯儀定向 348

15.3.3高程的傳遞 349

15.4地下控制測量 350

15.4.1地下導線測量 350

15.4.2地下高程式控制制測量 351

15.5隧道掘進及貫通時的測量 352

15.5.1隧道掘進中的測量工作 352

15.5.2隧道貫通時的測量工作 355

思考與練習 357

參考文獻 358