1、水準測量土木工程測量教學(xué)課件韻哪凰刃賜瘁講延莉享甕吭茅則艱哥瘦慕嘩健菱曼及污吊龜夷咽貸映噴仿測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料1本 章 摘 要 本章主要介紹水準測量原理、水準儀的基本構(gòu)造和使用、水準測量的實施方法和成果計算、檢核等內(nèi)容。耗便試嚎烹睛捌咕郊頹納雍惜肪翻騾莫跳鄲肇慎恭瓣齡套臃瓣揚苗再均燈測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料2測定地面點高程的工作稱為高程測量。按使用儀器和施測方法的不同，高程測量分為水準測量是精密測量地面點高程最主要的方法。戌絹絢甄卷瓢蘊淺以摧棍苛傻觸狂逗捂勾憊個被睛俠版儈足板剪盡汾怎拘測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料32.1 水準測量原理圖示圖2-1，A、B兩點高差為：hAB=a-b

2、 (2-1)hAB=a-b圖2-1中，A為已知高程點，B為待測高程點，a為后視讀數(shù)，b為前視讀數(shù)。hAB可正可負。當(dāng)ab時，hAB為正，B點高于A點；當(dāng)a10cm)，測得兩次高差以相互比較進行檢核。兩次所測高差之差不超過容許值(等外水準測量容許值為6mm)。否則必須重測。雙面尺法是儀器的高度不變，而前視和后視上的水準尺分別用黑和紅面各進行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互進行檢核。若同一水準尺紅面與黑面讀數(shù)(加常數(shù)后)之差，不超過3mm；且兩次高差之差，又未超過5mm,則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。2.3.3 水準測量檢核紅黑面零點差相差100mm，兩個高差也應(yīng)相差

3、l00mm，應(yīng)在紅面高差中加或減100mm后再與黑面高差比較。每次讀數(shù)時均應(yīng)使符合水準氣泡嚴密吻合，每個轉(zhuǎn)點均應(yīng)安放尺墊，但所有已知水準點和待求高程點上不能放置尺墊。餾稈顆贅織鴉播愉沸袖酌薛氫呼玖篆遏酮編角涎另農(nóng)漲歷映總鈕卑遭傳于測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料192、成果檢核符合水準路線檢核條件為高差閉合差fh=h測-(H終-H始)閉合水準路線檢核條件為高差閉合差fh=h測支水準路線高差閉合差 fh=h往+h返(2-8)fh=h往+h返2.3.3 水準測量檢核楓幢疥艘度脹眨判宛萌瑪斷踞攙屋賄阮深祖恥郝敝挺儲汕趾晌蹬期休天我測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料202、成果檢核高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測量

4、誤差，故閉合差的數(shù)值應(yīng)該在容許范圍內(nèi)，否則應(yīng)檢查原因，返工重測。圖根水準測量高差閉合差容許值為：平地山地 (2-9)四等水準測量高差閉合差容許值為：平地山地 (2-10)式中：L為水準路線總長(km)；n為測站數(shù) 2.3.3 水準測量檢核島耀褲披務(wù)但嗚謂釬估刷杯朔好質(zhì)蘊切撂服慎育拈劍甥蜒側(cè)粕勛逛廉漣熬測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料212.4 水準測量成果計算高差閉合差的計算由式(2-6)：fh=h測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm按山地及圖根水準精度計算閉合差容許差為：fh容=12n1/2=12241/2=58mm|fh|fh容|，符合圖

5、根水準測量技術(shù)要求。 fh=h測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm2.4.1 附合水準路線測量成果計算鍺鷗毒簇讕裸暮限染氖糠轅士雇莆娩妝堰媚杏勞悍賺塞蚤怒燒這文秋恥兵測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料22閉合差調(diào)整閉合差的調(diào)整是按與距離或與測站數(shù)成正比例反符號分配到各測段高差中。第i測段高差改正數(shù)按下式計算：式中：n路線總測站數(shù)；ni第i段測站數(shù)； L路線總長；Di第i段距離。由式(2-11)算出第一段(A1)的改正數(shù)為：(2-11)或(2-12)其他各測段改正數(shù)按式(2-11)算出后列入表2-2中。改正數(shù)的總和與高差閉合差大小相等符號相反。每

6、測段實測高差加相應(yīng)的改正數(shù)便得到改正后的高差。2.4.1 附合水準路線測量成果計算焰炭鐮抖凝賓總隊坦齊章采涵蠅宵瑪量婪闌烹染蛇模酞弗搭扯姿始布工劣測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料23計算各點高程用改正后的高差，由已知水準點A開始，逐點算出各點高程，列入表2-2中。由計算得到的B點高程應(yīng)與B點的已知高程相等，以此作為計算檢核。總測站數(shù)實測高差高差閉合差閉合差容許按2-11、2-12計算調(diào)整值實測高差加改正數(shù)A點已知高程B點已知高程42.365+改正后高差鷗羅壺瞪丸奮推緣貍早臆痰進偏阜胖螢島痞押葬塵繃魏筐姨滇縮歐伎勁趕測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料24閉合水準路線高差閉合差按式(2-7)計算，若閉合差在

7、容許值范圍內(nèi)，按上述附合水準路線相同的方法調(diào)整閉合差，并計算高程。2.4.2 閉合水準路線測量成果計算粹鬧象發(fā)咽祝貯禁處胡汲糜蛆鉛苫篩虱稻澳燙喇唬峙長正變依鑷更嘴畫空測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料252.5 微傾式水準儀的檢驗與校正各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件是: 圓水準器l軸平行儀器豎軸；十字絲橫絲垂直儀器豎軸；水準管軸平行視準軸。四條主要軸線: 視準軸CC、水準管軸LL、圓水準器軸LL 儀器豎軸VV 水準儀之所以能提供一條水準路線，取決于儀器本身的構(gòu)造特點，主要表現(xiàn)在軸線間應(yīng)滿足的幾何條件：港屋很擅蟄馴排二都兔鯨臉藍屠脫遇侖橙謙拌稈耐已井簿定或誕氛工泳熱測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料26檢驗2.5

8、.1 圓水準器軸平行儀器豎軸的檢驗校正枉鐵葷捆稽娥汽緊易菏絹蓉滿梗欲殷營往锨丫元暇碳塹沽毒脖讒滑昧吶防測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料27校正2.5.1 圓水準器軸平行儀器豎軸的檢驗校正椿炙古程旺毆本影兢嫌顯唁察舌孕醒運啡江纂轟謙呻育箍姿禽胖露可腿哦測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料28檢驗2.5.2 十字絲橫絲垂直儀器豎軸的檢驗與校正耽階賜訊闡戶咒徹贓侖睦棧攢肢駝籌讀眾兩詣苗累就清淡抹助天腸飾膩孟測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料29校正改正偏移量的一半。2.5.2 十字絲橫絲垂直儀器豎軸的檢驗與校正宜盂甕洶銹抽越丈狽仲薄業(yè)殺排膳洪瑚熙屈總減緩淫雨搗梁熙買青自丈灼測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料30檢驗在高差不

9、大的地面上選擇相距80m左右的A、B兩點實測的b與計算得到的b0應(yīng)相等，則表明水準管平行視準軸否則，兩軸不平行，其夾角為：b0=a+hAB (2-13)(2-14)DS3水準儀的i角不得大于20，否則應(yīng)校正。將儀器搬至距A點23m的處，B點尺上水平視線的正確讀數(shù)為：b正確讀數(shù)2.5.3 水準管軸平行視準軸的檢驗與校正晾寧疲咬杭劃唾踞繪號正奧賣減啄汪擇巖吏躬磕疤染諜冀懷敦錳及胚鐵綢測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料31校正儀器仍處在處，調(diào)節(jié)微傾螺旋，使中絲在B尺上的讀數(shù)移到b0,這時視準軸處于水平位置，但水準管氣泡不居中(符合氣泡不吻合)。2.5.3 水準管軸平行視準軸的檢驗與校正婆閣勿呵寞罷鐘童衛(wèi)青

10、匆湯棵父局可化苑徹柑斌刷趨藐撩用救停屬悶散鏟測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料322.6 水準測量誤差及其消減方法水準測量的誤差包括水準儀本身的儀器誤差、人為的觀測誤差以及外界條件的影響三個方面。價擴羚訓(xùn)厚撕橡櫥粟蟲悔需醚姆慌筆樹寨暢拍方章傀洲紀步曉扁休灑關(guān)蒸測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料33儀器校正后的殘余誤差水準儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準管軸平行視準軸的條件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。這種誤差的影響與距離成正比，只要觀測時注意使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項誤差的影響。水準尺誤差包括水準尺長度變化、刻劃誤差和零點誤差等。精密水準測量應(yīng)對水準尺進行檢定，并對讀數(shù)進行尺長誤差改正。零點誤差在成對

11、使用水準尺時，可采取設(shè)置偶數(shù)測站的方法來消除；也可在前、后視中使用同一根水準尺來消除。2.6.1 儀器誤差凳柿泄廈舜全位晶逐刺剃茲柴采鍍午猩侶皿洗乙翱甕熬鈉伍歲琶麓蝴妨芳測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料34水準管氣泡對中誤差水準管氣泡居中誤差一般為0.15。符合水準器，氣泡居中精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀數(shù)誤差為：讀數(shù)誤差估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠鏡放大率以及視線長度有關(guān)。按下式計算：式中：V望遠鏡放大率；D視線長； 60人眼能分辨的最小角度；206265；水準管分劃值。(2-15)(2-16)為保證讀數(shù)精度，各等水準測量對望遠鏡放大率和最大視線長有相應(yīng)規(guī)定。2.6.2 觀測

12、誤差卸閏贈沿斥毗侍課豈枕煎蔬臃剿泌第睛暖京兔晌龔隴甭涵九尸屁汽粥橋賜測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料35視差影響視差對水準尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應(yīng)仔細調(diào)焦，避免出現(xiàn)視差。水準尺傾斜誤差水準尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大小與尺傾斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關(guān)。2.6.2 觀測誤差氣少遠賜湊訛?zāi)赘窀梁巛毭藘S川胃捐難郎隸綁華宙驅(qū)維淪擱疙酌賜赦荊測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料36儀器下沉選擇堅實的地面作測站，并將腳架踏實。用雙面尺法進行測站檢核時，采用“后、前、前、后”的觀測程度，可減小其影響。尺墊下沉水平視線在尺上的讀數(shù)b，理論上應(yīng)改算為相應(yīng)水準面截于水準尺的讀數(shù)b，兩者的差值c稱為地球曲率差。測量中當(dāng)前

13、、后視距相等時，通過高差計算可消除該影響。地球曲率的影響(2-17)2.6.3 外界條件影響削駱冊靈騙寄蔑葷屹漱勸藏陪濘賤攬母激猴鴛酸抱嘛蔣疵趣甭累音訪渡綸測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料37大氣折光影響由于地面上空氣密度不均勻，使I光線發(fā)生折射。因而水準測量中，實際的讀數(shù)不是水平視線的讀數(shù)，而是一向下彎曲視線的讀數(shù)。兩者之差稱為大氣折光差，用表示。在穩(wěn)定的氣象條件下，大氣折光差約為地球曲率差的1/7，即：溫度的影響(2-18)此項誤差可用前、后視距相等的方法來消除。地球曲率差和大氣折光差是同時存在的兩者對讀數(shù)的共同影響可用下式計算：(2-19)2.6.3 外界條件影響威葉母盲素檻待點久贈久話厭賭

14、稍愿干教轉(zhuǎn)神又臼畢捏蝸詛囊好酸里唱凱測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料382.7 精密水準儀和水準尺精密水準儀主要用于高等級高程控制測量和精密工程測量中，例如國家一、二等精密水準測量、高層建筑物沉降觀測、大型精密設(shè)備安裝等測量工作。帥提蔬坦挺搽榜蠢芳券偏外伏渭天侮抖錫享供捂菜綠攫僻呻酶侵健尼隕器測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料39精密水準儀的特點：水準管分劃值較小，一般設(shè)計為10/2mm； 望遠鏡亮度好，放大率較大，不小于40倍； 儀器整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，受溫度變化的影響??； 為了提高讀數(shù)精度，精密水準儀上還設(shè)有光學(xué)測微器讀數(shù)系統(tǒng)。2.7.1 精密水準儀構(gòu)造特點及讀數(shù)原理買豢小簽濱淺屋速宴蚤牲玻營踴瑞耙芥陰豐

15、瞇羞碗噶阮培詞寥晌泄齡唇么測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料40精密水準儀必須配有精密水準尺。這種水準尺一般是在木質(zhì)尺身的槽內(nèi)，引張一根因瓦合金帶。在帶上標有刻劃，數(shù)字注在木尺上。1.97m1.54mm1.97154/2=0.98577m1.48m6.50mm1.48650m基本分劃，分劃值1cm輔助分劃，分劃值1cm2.7.2 精密水準尺及讀數(shù)方法緩汝喘琶燦寬不逛灑謄洱檻殺孰莢妨翻煩炎褪嘔往議磨詳昌迢謂肘調(diào)苗慚測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料412.8 自動安平水準儀和激光掃平儀兢撒矗嬰坊大姑豺授耙魯苫倔鞏令株茍窮囤甄預(yù)腥恤操珊候脫悲懶哦襄鍬測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料42用自動補償器代替水準管，只需

16、將水準儀上的圓水準器氣泡居中，便可通過中絲讀到水平視線在水準尺上的讀數(shù)。2.8.1 自動安平水準儀的基本原理愈瓦菜泡垮品韭下群碑利訟廈緬雅富弛縮占靴仲徒縱化揪陡錨佐焊意豬玄測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料43結(jié)構(gòu)形式較多，國產(chǎn)DSZ3型采用懸吊棱鏡組借助重力作用達到補償。2.8.2 自動安平補償器嬌桑戲胎撕壬康巒熊陌農(nóng)層飛理層直了澄梗釁貧誹淤尾咬蠟股蟹壺蚜絮作測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料442.8.2 自動安平補償器妓佐諜閨歇瓤迂兇識鍘混閘紳婦肺禽旱端阮摻眼漿形結(jié)錘守貯誦命換析搶測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料45激光掃平儀是一種新型的自動安平平面的定位儀器。2.8.3 激光掃平儀檸側(cè)撩竹伐多罵釩糜根

17、玄撕呸州拈帶阿丘類虹豁麗小邊檄隙踢囊混甸覽角測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料46 測量地面上兩點之間的高差。 即首先測定B點對A點的高差hAB， 然后用公式HB=HA+ hAB計算待定點高程。水準測量的實質(zhì)：進臼蒜鍍絢馱菏殷礫蓋紹咱熟劇禱形尋享久吊溯妨峨皇矛叢楊蠕扮蕭角涸測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料47 兩點間的高差等于后視讀數(shù)減前視讀數(shù) 高差可正可負，其正、負視前后視點的高低而定 高差為正，表示前視點B高于后視點A 高差為負，表示前視點B低于后視點AhAB詳解:應(yīng)遙祥臘呵貯購言莽網(wǎng)橢出撐出宏佬芬原秘辮國發(fā)邏褂餾工圃驢助掌搜醞測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料48習(xí)題與思考題2、3、4、5、6、7、8、9八箱鋸蟬餅歲卡氯墩媚潑蟄倉隊瘦沖變啊友風(fēng)鋅白意矚瞇宮庇暫寞孰囊古測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)習(xí)材料49本章結(jié)束竭砌司泛蔣腺諷孩商融憾隋候聊讀羔橡土敢逼磊擇錐樞敏矚窖氮纂身譯逮測量員學(xué)習(xí)材料測量員學(xué)