桥梁的平面和高程控制测量.docx
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桥梁的平面和高程控制测量
教案
2007～2008学年第一学期
课程名称
工程测量学
系（院、部）
空间信息科学系
教研室（实验室）
测绘工程
授课班级
测绘051、052、053班
主讲教师
吴清海
职称
副教授
使用教材
工程测量学
淮海工学院教务处制
二○○六年三月
教案（首页）
课程
名称
工程测量学
总计：
72学时
课程
类别
专业基础课
学分
4.5
讲课：
52学时
实验：
20学时
上机：
0学时
任课
教师
吴清海
职称
副教授
授课对象
专业班级：
测绘051、052、053共三个班
基要本参教考材资和料主
教材：
1、《工程测量学》，张正禄等，2005测绘出版社
2、《工程测量学》，李青岳陈永奇，1995测绘出版社
3、工程测量学补充讲义自版
参考资料：
1、《工程测量》，陈龙飞金其坤，1990同济大学出版社
2、《工程测量》，章书寿华锡生1994水利水电出版社
教和学要目求的
工程测量学主要是为地面上的工程建设服务的。
主要讲解一些常规工程测量知识，要求学生掌握工程测量的基本方法和基本理论；掌握道路、桥梁和建筑工程施工中，控制网的建立、放样的方法；了解常规放样工作精度分析的一般方法，了解当今测量技术、手段的发展概况，培养学生实际操作能力，训练学生分析问题、解决问题的能力，更好地为祖国的经济建设服务。
教及学难重点点
教学重点：
1、工程建设中地形图的应用
2、线路勘测
3、道路施工测量
4、施工放样的方法和精度分析
5、定线与拨地测量
6、曲线测设
7、建筑工程测量
8、桥梁工程测量
教学难点：
1．施工放样的方法和精度分析
2．曲线测设
工程测量学课程教案
课次
1
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目（教学章、节或主题）：
绪论
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
使学生了解测量学科的历史、发展现状、任务及在工程中的作用。
教学重点及难点：
重点：
工程测量学定义，工程测量学的结构体系以及其内容
难点：
工程测量学科的发展现状
教学基本内容
方法及手段
§0-1工程测量学的产生与组成
§0-2学科地位和研究应用领域（Engineeringsurveying）
§0-3工程测量学的地位§0-4工程测量学的发展
一、工程测量仪器的发展
二、工程测量理论方法的发展
三、大型特种精密工程测量
四、科技研究开发实践
五、工程测量学的发展展望
§1-1勘察设计阶段中地形图的作用
一 工程建设项目的建设过程
二 具有可量性、综合性和易读性。
§1-2设计用地形图的特点
一地形图的特点
二中小比例尺地形图的特点
三大比例尺地形图的特点
§1-3设计对地形图的要求
一必要的精度二比例尺的合理选择
三测区的范围应定得适当四出图的时间较快
五应用旧的资料时，必须进行可靠的检核
多媒体课堂讲授，同时举例讲解，例子是引黄工程西汉高速公路，目的是激发学生对本专业和监理产生浓厚的学习兴趣。
作业、讨论题、思考题：
1、论述工程测量学与大地测量学、测量学基础三者之间的辩证关系
2、简述工程测量学的发展概况。
课后小结：
该次课通过对工程测量学的介绍，了解其在国民经济建设中的作用，通过了解工程测量学的发展、展望，使学生产生学习本课程的浓厚兴趣。
工程测量学课程教案
课次
2
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目（教学章、节或主题）：
第一章工程建设中地形图的应用
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1掌握设计用地形图的特点和设计对地形图的要求
2熟悉工程建设项目的建设过程
3了解地形图是工程建设的依据
教学重点及难点：
重点：
设计用地形图的特点，以及具有可量性、综合性和易读性的地形图是了解已有地形、地物情况及决定建筑物几何量，是工程设计的必须依据。
难点：
设计对地形图的要求
教学基本内容
方法及手段
§1-4设计用地形图的比例尺
§1-5地形图平面、高程精度分析
分析地形图精度的方法是：
先对成图过程的各个工序的精度进行分析，然后综合各个工序的误差影响，最后得到地形图的精度。
一、大比例尺地形图平面位置的精度分析
地形图上地物点平面位置的点位中误差可用下式表示：
二、大比例尺地形图高程精度的分析
地形图的高程精度，是根据地形图按等高线所求得的任意一点高程的中误差来衡量的。
因此，地形图的高程精度即指等高线所表示的高程的精度。
等高线的高程中误差可用下式表示：
多媒体课堂讲授，同时举例讲解，例子目的是激发学生对本专业产生浓厚的学习兴趣。
同时举例讲解，结合数字测图从平面和高程两方面进行分析。
作业、讨论题、思考题：
1大比例尺地形图的特点是什么？
2设计对地形图的要求有哪些？
3、地形图平面、高程精度？
课后小结：
该次课在对本小节进行讲述时，力争做到与过去的所学知识相结合。
工程测量学课程教案
课次
3
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
3
授课题目（教学章、节或主题）：
第一章工程建设中地形图的应用
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
使学生理解掌握设计用地形图的比例尺选择、厂区现状图的测绘和地形图平面、高程精度分析，了解设计用地形图的比例尺的选择方法
教学重点及难点：
重点：
大比例尺地形图平面位置的精度分析和大比例尺地形图高程精度的分析
难点：
厂区现状图的测绘
教学基本内容
方法及手段
§1-6厂区现状图的测绘
一、厂区现状图的任务、特点与原则
厂区现状图的精度要求
§3-1概述
一、线路测量的任务和内容
二、线路测量的基本特点
（1）全线性
（2）阶段性
（3）渐近性
§3-2初测
一、插大旗
二、控制测量
1、导线测量
初测导线是测绘线路带状地形图和定测放线的基础。
2、水准测量
三、地形测量
以讲授法为主，介绍线路测量的特点。
另外，本节教学以交点、转点、转角、分角线、里程桩等概念为主线，测设的方法为重点，向学生初步灌输施工放样的思想与方法。
作业、讨论题、思考题：
1线路测量的基本特点是什么？
2初测的内容和目的分别是什么？
课后小结：
该次课在对本小节进行讲述时，力争做到与过去的所学知识相结合。
工程测量学课程教案
课次
4
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目（教学章、节或主题）：
第二章线路测量
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1掌握线路测量控制测量的内容
2熟悉线路测量的基本特点
3了解线路测量的任务和内容
教学重点及难点：
重点：
设计用地形图的特点，以及具有可量性、综合性和易读性的地形图是了解已有地形、地物情况及决定建筑物几何量，是工程设计的必须依据。
难点：
设计对地形图的要求
教学基本内容
方法及手段
§2-3定测
一定线测量，将批准了的初步设计的中线移设于实地上的测量工作，也称放线；将设计中线移设于实地上的工作称为放线。
设计中线仅仅是在带状地形图上图解设计的中线，并不是解析设计的数据。
因此放样所需的数据要从带状地形图上量取。
1）点JD（intersectingpoint）的测设
2）转点ZD（turningpoint）的测设
二中线测量，在中线上设置棱桩并量距，包括在路线转向处放样曲线；线路工程的中心线由直线和曲线构成，中线测量就是通过线路的测设，将线路工程中心线标定在实地上。
中线测量主要包括测设中心线起点、终点，各交点（JD）和转点（ZD），量距和钉桩，测量线路各偏角（α），测设圆曲线等。
三纵断面测量；线路纵断面测量又称线路水准测量。
它的任务是测定中线上各里程桩的地面高程，绘制中线纵断面图，作为设计线路坡度、计算中桩填挖尺寸的依据。
四横断面测量
多媒体课堂讲授，同时举例讲解，例子是引黄工程西汉高速公路，目的是激发学生对本专业和监理产生浓厚的学习兴趣。
作业、讨论题、思考题：
1详细论述纵断面测量和横断面测量的过程
课后小结：
纵、横断面测量的方法很多，只有掌握了纵、横断面测量的原理及目的，才能在实际工作中灵活运用这些方法。
工程测量学课程教案
课次
5、6
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
6
授课题目（教学章、节或主题）：
§2-4路基设计§2-5铁路航空勘测§2-6DTM在线路CAD中应用简介
实验一：
线路勘测的一般方法
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1掌握铁路航空勘测与地面勘测方法比较后的优缺点
2熟悉数字地面模型3了解路基设计4、熟悉线路勘测的过程；
4、练习纵、横断面的测绘方法；5、练习纵、横断面图的绘制方法。
教学重点及难点：
重点：
铁路航空勘测与地面勘测方法比较后的优缺点
难点：
我国铁路航空勘测的一般作业过程，纵、横断面图的绘制方法。
教学基本内容
方法及手段
§2-4路基设计
§2-5铁路航空勘测
一、铁路航空勘测的概念
二、铁路航空勘测与地面勘测方法比较后的优缺点（4个）
三、我国铁路航空勘测的一般作业过程
1准备工作2摄影工作3外业工作4内业工作
§2-6DTM在线路CAD中应用简介
实验内容：
1、根据设计线路，将线路交点、转点放样到实地上：
2、取AB两点作为线路的一直线段，沿该线路设置中桩；
3、线路纵断面的测绘；
4、线路横断面的测绘。
要求横断面的宽度每侧不小于15米，不少于3个点。
以讲授法为主。
在讲解铁路航空勘测与地面勘测方法时，主要讲解其不同点和相同点。
在讲解数字地面模型简称DTM）时，举例证明，作到有的放矢。
教师指导学生做好每步实验内容。
作业、讨论题、思考题：
1、请分析线路中线用穿线放样法与拨角放样法的主要误差来源？
2、纵横断面的作用？
课后小结：
1、进行纵横断面测绘时不应使用尺垫：
2、纵断面测绘时，若中拉顶与地面不齐平，不应将水准尺置于桩顶，而应置于桩旁。
3、纵断面图的比例尺，通常使高程比例尺比距离比例尺大10倍。
4、横断面图通常是水平距离与高程比例尺一致，如1：
200、1：
100等。
工程测量学课程教案
课次
7
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
3
授课题目（教学章、节或主题）：
第三章建筑工程测量
§3-1放样的程序和要求§3-2施工网的布设§3-3施工网精度的确定一般方法
§3-4工业场地施工网的布设§3-5厂房控制网的建立
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1掌握施工测量的原则、施工控制网的特点和施工网精度的确定方法
2熟悉施工测量的特点3了解施工测量的目的和内容4掌握建筑方格网
5熟悉建筑基线（地势平坦的小型建筑场地）
教学重点及难点：
重点：
施工测量的原则、施工控制网的特点
难点：
施工网精度的确定方法
教学基本内容
方法及手段
§3-1概述
§3-2施工网的布设
一、建立施工控制网的原因
二、相对于测图控制网来说。
一般的施工控制网的特点（1 控制的范围小，控制点的密度大，精度要求高；2 使用频繁；3 受施工干扰；
§3-3施工网精度的确定方法
一、正确确定建筑物的施工限差
二、施工控制网的精度确定
§3-4工业场地施工网的布设方法
一、建筑方格网
二）、坐标换算
三）、建筑方格网设计
以讲授法为主。
作业、讨论题、思考题：
1简述施工测量的目的、内容和特点。
2如何确定施工控制网的精度确定方法
课后小结：
要求学生课后对施工测量原则进行比较，巩固，达到融会贯通。
工程测量学课程教案
课次
8
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目（教学章、节或主题）：
§3-6民用建筑施工测量§3-7工业厂房施工测量§3-8多层楼房建筑施工测量
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1掌握龙门板和轴线控制桩
2熟悉高层建筑物的轴线投测
3了解高层建筑物的高程传递
教学重点及难点：
重点：
龙门板和轴线控制桩
难点：
高层建筑物的高程传递
教学基本内容
方法及手段
§3-6民用建筑施工测量
民用建筑指的是住宅、办公楼、食堂、俱乐部、医院和学校等建筑物。
施工测量的任务是按照设计的要求，把建筑物的位置测设到地面上，并配合施工以保证工程质量。
一、测设前的准备工作
二、民用建筑物的定位
建筑物的定位，就是把建筑物外廓各轴线交点测设在地面上，然后再根据这些点进行细部放样。
测设时，如现场已有建筑方格网或建筑基线时，可直接采用直角坐标法进行定位。
三、龙门板和轴线控制桩的设置
六、基础施工的测量工作
§3-7工业厂房施工测量
一、柱列轴线的测设
二、柱基的测设
三、基坑的高程测设四、基础模板的定位
§3-8多层楼房建筑施工测量
一、高层建筑物的轴线投测二、高层建筑物的高程传递
结合施工总平面图，来讲解测设准备及建筑物的定位方法；结合建筑平面图，来讲解建筑物的放线方法。
在讲解高层建筑轴线投测时，指出其精度要求及相应要注意的事项。
作业、讨论题、思考题：
1设置龙门板的作用是什么?
如何测设？
2如何进行柱子的竖直校正?
3高层建筑如何向高处传递轴线？
课后小结：
实验安排，让学生掌握根据已有建筑物测设拟建建筑物的方法。
高层建筑的轴线投测、高程传递方法，有机会最好能让学生实地参观。
这些方法，达到事半功倍的效果。
工程测量学课程教案
课次
9、10
授课方式
（请打√）
理论课□讨论课□实验课√习题课□其他□
课时
安排
5
授课题目（教学章、节或主题）：
实验二龙门板及轴线控制桩的测设
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
掌握龙门板及轴线控制桩的测设方法
教学重点及难点：
教学重点：
龙门板的测设。
教学难点：
轴线控制桩的测设。
教学基本内容
方法及手段
1、龙门板的测设
1）龙门板离开角桩要根据挖槽深度及土质性质来决定，一般为1.5－2米。
2）板顶要水平，在地面起伏不大时，龙门板顶的项面标高应尽可能与室内地评标高相同。
测设龙门板的标高限差为土5mm。
3）龙门桩及龙门板定好后，用经纬仪以正倒镜分中法（或用线绳）把角桩上的轴线引测到龙门板上，并以轴线打作标记。
其投点限差为土5mm。
4）用钢尺沿龙门板顶面检查轴线钉间距，检查合格后，以轴线钉为准将墙宽、基槽宽，标在龙门板上。
最后根据基糟糟口宽度拉线撒出基槽开挖灰线。
2、在使用机械挖槽或多层房屋施工中，一般要在基槽开挖边线2－4M以外，各轴线的延长线上测设轴线控制桩。
作为开槽后各结段施工确定轴线位置的依据。
特别在多层建筑中，只有根据轴线控制桩，才便于向上投测轴线。
对中小型建筑物，轴线控制桩是根据角桩引测的。
在大型建筑物放样时，为了保证轴线控桩的精度，通常是先测设轴线控制桩，再根据它测设角桩。
教师指导学生做好每步实验内容。
作业、讨论题、思考题：
目前最常用的测设轴线的方法？
课后小结：
1、所定龙门桩一定要牢，且高度适宜。
2、轴线桩一定要稳。
工程测量学课程教案
课次
11
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
3
授课题目（教学章、节或主题）：
第四章 曲线放样§4-1概述§4-2圆曲线的放样§4-3复曲线
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1掌握曲线要素、详细测设（切线支距法、偏角法）测设数据的计算
2熟悉偏角法详细测设中的偏角值及偏距的计算
3了解复曲线的概念
教学重点及难点：
重点：
曲线要素、详细测设（切线支距法、偏角法）测设数据的计算。
难点：
偏角法详细测设中的偏角值及偏距的计算。
教学基本内容
方法及手段
§4-1概述
§4-2圆曲线的放样
当路线由一个方向转向另一个方向时，必须用曲线来连接。
曲线的形式较多，其中，圆曲线是最基本的平面曲线。
圆曲线半径根据地形条件和工程要求选定，由转角△和圆曲线半径，可以计算出图中其它各测设元素值。
圆曲线的测设分两步进行，先测设曲线的主点（ZY、QZ、YZ），再依据主点测设曲线上每隔一定距离的里程桩，以详细标定曲线位置。
§4-3复曲线
复曲线是由两个或两个以上不同半径的同向圆曲线相互衔接而成的，一般多用于地形较
复杂的山区。
在测设时，必须先定出其中一个圆曲线的半径，该曲线称为主曲线，其余的曲线
称为副曲线。
副曲线的半径则通过主曲线半径和测量的有关数据求得。
先用数学的方法来推导圆曲线主点要素的计算公式。
再将圆曲线详细测设的两种方法——切线支距法、偏角法进行比较讲解，讲清两种方法测设数据的计算公式，以达到使学生灵活掌握的目的。
作业、讨论题、思考题：
1试述切线支距法测设圆曲线的方法和步骤？
课后小结：
结合实际了解圆曲线的例子。
工程测量学课程教案
课次
12
授课方式
（请打√）
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课时
安排
2
授课题目（教学章、节或主题）：
§4-4缓和曲线
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1掌握缓和曲线的主点测设及详细测设的方法。
2熟悉复曲线
3了解缓和曲线的作用
教学重点及难点：
重点：
缓和曲线的主点测设
难点：
详细测设的方法
教学基本内容
方法及手段
§4-4缓和曲线
1缓和曲线的性质
2缓和曲线的的基本公式
3主点的测设
4用切线支距法进行带有缓和曲线的圆曲线详细测设
五用偏角法进行带有缓和曲线的圆曲线详细测设
1偏转角值的计算
（一）缓和曲线上各点偏角值的计算
（二）圆曲线上各点偏角的计算
2偏角法测设曲线编辑部实例（强调测设步骤）
以讲授法结合举例法。
通过例题的解算，使学生对缓和曲线的有关公式的符号含义，有更深的理解，以达到用运用公式，进行测设元素、主点里程的计算。
并把缓和曲线详细测设与圆曲线详细测设对照起来讲解。
作业、讨论题、思考题：
1缓和曲线主点测设步骤是什么？
课后小结：
要求学生能运用缓和曲线的有关公式，进行主点测设元素的计算及主点里程的计算。
工程测量学课程教案
课次
13
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
1
授课题目（教学章、节或主题）：
§4-5放样曲线遇障碍时的处理方法§4-6回头曲线§4-7竖曲线
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1掌握放样曲线遇障碍时的处理方法
2熟悉回头曲线
3了解曲线测设的误差
教学重点及难点：
重点：
放样曲线遇障碍时的处理方法
难点：
曲线测设的误差
教学基本内容
方法及手段
§4-5放样曲线遇障碍时的处理方法
一、偏角法遇障碍时曲线的测设
二、控制点遇障碍时曲线的测设
三、用任意点极坐标法测设曲线
§4-6回头曲线
曲线总转向角
大于或接近180°时为回头曲线，亦称套线。
§4-7竖曲线
一圆曲线型竖曲线测设
一）曲线要素计算
1竖曲线切线长度
2竖曲线长度：
3竖曲线上各点高程及外矢距E
高程差
外矢距
二 抛物线型竖曲线
通过例题的解算，使学生对竖曲线的有关公式的符号含义，有更深的理解，以达到用运用公式，进行测设元素、主点里程的计算。
并把竖曲线测设与圆曲线详细测设对照起来讲解。
作业、讨论题、思考题：
1、试述圆曲线的测设步骤？
2、已知圆曲线偏角值α=12012′12〞R=500m,JD里程为K8+950.652，
求各主点里程。
3、缓和曲线有何特点和作用？
课后小结：
要求学生能运用竖曲线的有关公式，进行主点测设元素的计算及主点里程的计算。
工程测量学课程教案
课次
13、14、15
授课方式
（请打√）
理论课□讨论课□实验课√习题课□其他□
课时
安排
6
授课题目（教学章、节或主题）：
实验三曲线测设
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1、巩固圆曲线和缓和曲线理论。
2、练习有缓和曲线的圆曲线主要点及细部点的测设方法。
3、竖曲线的测设。
教学重点及难点：
教学重点：
曲线主要点及细部点的测设。
教学难点：
曲线主要点的测设。
教学基本内容
方法及手段
1、计算放样数据
2、测设曲线主要点及细部点
1）在实地任选一点，打下木桩，并以小钉在其上做出标志。
即设置曲线交点JD、再根据场地情况确定出一条线路原方向。
将经纬议置于交点JD上走向。
2）根据所计算的测设角γ，用经纬议标定出线路前进方向；随即用经纬仪观测线路转角；观测值与设计测设值的互差应<1′。
3）由交点JD沿线路方向分别量出切线长，即得曲线上ZH及HZ两点。
4）在交点JD上，根据α角，用经纬仪设置（180－α）的平分线，在此平分线上由JD量取外矢距E，即得曲线级中点QZ。
5）用直角坐标法测设HY、YH点—一自曲线交点JD分别沿两切线方同量取T—X（或由ZH与HZ分别沿切线方向，向JD量取X）。
得出HY’、YH’两点。
然后分别安置经纬仪于HY’YH’上，标出两切线的正交方向，并用钢尺沿其方向量取Y，即可得出HY、YH两点。
6）根据计算的放样数据，测设曲线细部点，将QZ点作为细部点测设，以便检查放样的精度。
7）检查放样精度：
由曲中点处的纵向闭合差fx＜l／2000．横向闭合差fy＜10cm。
若符合要求，按长度比例进行分配。
教师指导学生做好每步实验内容。
作业、讨论题、思考题：
曲线测设的误差来源？
课后小结：
要求学生掌握曲线测设的方法及过程。
工程测量学课程教案
课次
15
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
1
授课题目（教学章、节或主题）：
第五章道路施工测量
§5-1施工准备§5-2线路复测
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
1掌握角度放样的精度分析
2熟悉极坐标法放样的方法及其精度分析
教学重点及难点：
重点：
极坐标法放样的方法及其精度分析
难点：
角度放样的精度分析
教学基本内容
方法及手段
§7-1概述
一 放样的概念：
放样与测图工作完全相反，它是将图上所设计的建筑物的位置、形状、大小与高低，在实地标定出来，
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