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前言
本节的重点是:机电工程项目工程测量技术、起重技术、焊接技术,也是机电工程一级建造师必备的基本专业技术知识。
工程测量是指遵照施工图纸的要求,使用精密的测量仪器和工具,将工程项目的建(构)筑物、机电工程工艺生产线上的设备、系统管线等的坐标位置、几何形状、相关数据等准确地测量、放样到实地,并在施工全过程中进行测量控制。
本目重点是:
机电工程测量的方法;
测量的要求;
测量仪器的应用。
1H412011测量的方法工程测量是按照设计和施工的要求将设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程在地面上标定出来,作为施工的依据,并在施工过程中进行一系列的测量工作,以衔接和指导各工序之间的施工。
本条主要知识点是:工程测量的目的和内容;工程测量的特点、工程测量的原则和要求;工程测量的基本原理及方法;工程测量的程序;竣工图的绘制;常见的机电工程中的测量。
一、工程测量的目的和内容
工程测量的目的
工程测量的首要工作也是要做好控制点布测。工程测量包括对建(构)筑物施工放样、建(构)筑物变形监测、工程竣工测量等,以保证将设计的建(构)筑物位置正确地测设到地面上,作为施工的依据。
工程测量贯穿于整个施工过程中。从场地平整、建筑物定位、基础施工、建筑物构件安装等,都需要进行工程测量,以使建筑物、构筑物各部分的尺寸、位置符合设计要求。

建立施工控制网。
建筑物、构筑物的详细测设。
检查、验收。每道施工工序完工之后,都要通过测量检查工程各部位的实际位置及高程是否与设计要求相符合。
变形观测。随着施工的进展,测定建筑物在平面和高程方面产生的位移和沉降,收集整理各种变形资料,作为鉴定工程质量和验证工程设计、施工是否合理的依据。
二、工程测量的特点
与测图工作相比,具有如下特点:
。测图工作是将地面上的地物、地貌测绘到图纸上,而工程测量是将图纸上设计的建筑物或构筑物测设到实地。
。工程测量的精度要求取决于工程的性质、规模、材料、施工方法等因素。
一般高层建筑物的工程测量精度要求高于低层建筑物的工程测量精度,钢结构工程测量精度要求高于钢筋混凝土结构的工程测量精度,装配式建筑物的工程测量精度要求高于非装配式建筑物的工程测量精度。
此外,由于建筑物、构筑物的各部位相对位置关系的精度要求较高,因而工程
的细部放样精度要求往往高于整体放样精度。
。
三、工程测量的原则和要求
。
工程测量应遵循“由整体到局部,先控制后细部”的原则即先在施工现场建立统一的施工控制网,然后以此为基础,测设出各个建筑物和构筑物的细部位置。
。
工程测量的要求是:
(1)保证测设精度,满足设计要求,减少误差累积,免除因建筑物众多而引起测设工作的紊乱。
(2)检核是测量工作的灵魂,必须加强外业和内业的检核工作。
四、工程测量的基本原理与方法
(一)水准测量原理水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线,测出两地面点之间的高差,然后根据已知点的高程和高差,推算出另一个点的高程。
测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。
——采用水准仪和水准尺测定待测点与已知点之间的高差,通过计算得到待定点的高程的方法。
——采用水准仪和水准尺,只需计算一次水准仪的高程,就可以简便地测算几个前视点的高程。
当安置一次仪器,同时需要测出数个前视点的高程时,使用仪高法是比较方便
的。所以,在工稈测量中仪高法被广泛地应用。
高差法和视线高法的测量原理是相同的,区别在于计算高程时次序上的不同。
在安置一次仪器需求出几个点的高程时,视线高法比高差法方便,因而视线高法在建筑施工中被广泛采用。
(二)基准线测量原理基准线测量原理是利用经纬仪和检定钢尺,根据两点成一直线原理测定基准线。
测定待定位点的方法有水平角测量和竖直角测量,这是确定地面点位的基本方法。
,当全段距离量完之后,尺端要调头,读数员互换,按同样方法进行返测。往返丈量一次为一测回,一般应测量两测回以上。量距精度以两测回的差数与距离之比表示。
,只要定出两个基准中心点,就构成一条基准线。平面安装基准线不少于纵横两条。

。
。每隔适当距离选定一个基准点与起算基准点组成水准环线。
五、工程测量的程序(核心考点)
无论是建筑安装还是工业安装的测量,其基本程序都是:
建立测量控制网——设置纵横中心线——设置标高基准点——设置沉降观测点——安装过程测量控制——实测记录等。
六、工程测量竣工图的绘制
(一)绘制竣工总平面图的目的
编绘竣工总平面图的目的:
在施工过程中可能由于设计时没有考虑到的问题而使设计有所变更,这种临时变更设计的情况必须通过测量反映到竣工总平面图上;
它将便于以后进行各种设施的维修工作,特别是地下管道隐蔽工程的检查和维修工作;
为企业的扩建提供了原有各项建筑物、构筑物、地上和地下各种管线及交通线路的坐标、高程等资料。
新建的企业竣工总平面图的编绘,最好是随着工程的陆续竣工相继进行编绘。边竣工边编绘的优点是:当企业全部竣工时,竣工总平面图也大部分编绘完成,既可作为交工验收的资料,又可大大减少实测工作量,节约了人力和物力。
竣工总平面图的编绘,包括室外实测和室内资料编绘两方面的内容。(二)。
。竣工图既是机电工程施工过程及结果的真实记录,也是机电工程投产后是否能达产达标的重要保障内容之一。
例如(案例知识点):对某汽轮发电机组在负荷运行时,其振幅严重超标导致无法进行正常运行的情况进行分析时,将依据安装测量竣工图及数据来复测汽轮机底座及发电机底座的纵横中心线和标高以及联轴器的径向和轴向的同心度,以此来判定安装质量是否符合设计和规范的要求。
竣工测量内容在每一个单项工程完成后,必须由施工单位进行竣工测量。提交工程的竣工测量成果。其内容包括:
,包括房角坐标,各种管线进出口的位置和高程;并附房屋编号、结构层数、面积和竣工时间等资料;
,包括起止点、转折点、交叉点的坐标,曲线元素,桥涵等构筑物的位置和高程;
,窖井、转折点的坐标,井盖、井底、沟槽和管顶等的高程;并附注管道及窖井的编号、名称、管径、管材、间距、坡度和流向;
,包括转折点、结点、交叉点的坐标,支架间距,基础面高程;,竣工测量完成后,应提交完整的资料,包括工程名称,施工的依据施工成果,作为编绘竣工总平面图的依据。
测量竣工图的绘制
:
实测数据与竣工图上的坐标点必须是一一对应的关系。
竣工图中所采用的坐标、图例、比例尺、符号等一般应与设计图相同,以便设计单位、建设单位使用。
。包括安装测量控制网的绘制,安装过程及结果的测量图的绘制。

(1)竣工总平面图上包括内容
1)建筑方格网点。水准点、厂房、辅助设施、生活福利设施、架空及地下管线、铁路等建筑物或构筑物的坐标和高程。
2)厂区内空地和未建区的地形。有关建筑物、构筑物的符号应与设计图例相同,有关地形图的图例应使用国家地形图图式符号。
(2)竣工总平面图的要求
1)厂区地上和地下所有建筑物、构筑物绘在一张竣工总平面图上时,如果线条过于密集而不醒目,则可采用分类编图。如综合竣工总平面图,交通运输竣工总平面图和管线竣工总平面图等。
2)比例尺一般采用1:1000。如不能清楚地表示某些特别密集的地区,也可局部采用1:500的比例尺。
3)若施工的单位较多,多次转手,造成竣工测量资料不全,图面不完整或与现场情况不符时,只好进行实地施测,这样绘出的平面图,称为实测竣工总平面图。七、机电工程中常见的工程测量
(一)设备基础施工的测量设备基础的测量工作大体包括以下步骤:。
,绘制大型设备中心线测设图。。
。(二):中心标板应在浇灌基础时,配合土建埋设,也可待基础养护期满后再埋设。放线就是根据施工图,按建筑物的定位轴线来测定机械设备的纵、横中心线并标注在中心标板上,作为设备安装的基准线。
设备安装平面基准线不少于纵、横两条。:标高基准点一般埋设在基础边缘且便于观测的位置。标高基准点一般有两种:一种是简单的标高基准点;另一种是预埋标高基准点。采用钢制标高基准点,应是靠近设备基础边缘便于测量处,不允许埋设在设备底板下面的基础表面。
例如:
简单的标高基准点一般作为独立设备安装的基准点:
预埋标高基准点主要用于连续生产线上的设备在安装时使用。
(三)管线工程的测量
。管线工程测量包括:给排水管道、各种介质管道、长输管道等的测量。
(1)根据设计施工图纸,熟悉管线布置及工艺设计要求,按实际地形作好实测数据,绘制施工平面草图和断面草图。
(2)按平、断面草图对管线进行测量、放线并对管线施工过程进行控制测量。
(3)在管线施工完毕后,以最终测量结果绘制平、断面竣工图。

(1)管线中心定位的测量方法定位的依据:定位时可根据地面上已有建筑物进行管线定位,也可根据控制点进行管线定位。
例如:
其位置已在设计管线的起点、终点及转折点称为管道的主点。时确定,管线中心定位就是将主点位置测设到地面上去,并用木桩或混凝土桩标定。
管线高程控制的测量方法为了便于管线施工时引测高程及管线纵、横断面测量,应设管线敷设临时水准
点。其定位允许偏差应符合规定。
例如:水准点一般都选在旧建筑物墙角、台阶和基岩等处。如无适当的地物,应提前埋设临时标桩作为水准点。
地下管线工程测量
地下管线工程测量必须在回填前,测量出起、止点,窨井的坐标和管顶标高,应根据测量资料编绘竣工平面图和纵断面图。
(四)长距离输电线路钢塔架(铁塔)基础施工的测量
,可根据起、止点和转折点及沿途障碍物的实际情况,测设钢塔架基础中心桩,其直线投点允许偏差和基础之间的距离丈量允许偏差应符合规定。
中心桩测定后,一般采用十字线法或平行基线法进行控制,控制桩应根据中心桩测定,其允许偏差应符合规定。
当采用钢尺量距时,其丈量长度不宜大于80m,同时,不宜小于20m。
,一段架空送电线路,其测量视距长度,不宜超过400m。
。在大跨越档距之间,通常采用电磁波测距法或解析法测量。
1H412012测量的要求工程测量由控制网测量和施工过程控制测量两大部分组成。
它们之间的相互关系是:控制网测量是工程施工的先导,施工过程控制测量是施工进行过程的眼睛,两者的目标都是为了保证工程质量。
本条主要知识点是:水准测量法的主要技术要求;控制网的测设;高程控制网的测量方法和要求;施工过程控制测量的基本要求;工程测量精度的分析和验算。
一、水准测量法的主要技术要求
各等级的水准点,应埋设水准标石。原则:
水准点应选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。墙水准点应选设于稳定的建筑物上,点位应便于寻找、保存和引测。一个测区及其周围至少应有3个水准点。
水准点之间的距离,一般地区应为1〜3km,工厂区宜小于lkm。
水准观测应在标石埋设稳定后进行。二等水准应选取两次异向合格的结果。当重测结果与原测结果分别比较,其较差均不超过限值时,应取三次结果的平均数。
,测量时应注意:最好使用一个水准点作为高程起算点。当厂房较大时,可以增设水准点,但其观测精度应提高。
,应符合下列规定:
水准仪视准轴与水准管轴的夹角,DS1型不应超过15”;DS3型不应超过20”
水准尺上的米间隔平均长与名义长之差,对于铟钢尺,,对于双面水准尺,。
二、控制网的测设
:三角测量法、导线测量法、三边测量法等。
三角测量、三边测量等级,依次为二、三、四等和一、二级小三角、小三边;
导线测量等级,依次为三、四等和一、二、三级。,其坐标系统,应满足测区内投影长度变形值不大于
。
各测量法的主要技术要求如下:
三角测量法的主要技术要求
各等级的首级控制网,均宜布设为近似等边三角形的网(锁)。
其三角形的内角不应小于30°;当受地形限制时,个别角可放宽,但不应小于25°。
加密的控制网,可采用插网、线形网或插点等形式。
各等级的插点宜采用加强图形布设。
一、二级小三角的布设,可采用线形锁。线形锁的布设,宜近于直伸。
导线测量法的主要技术要求
当导线平均边-长较短时,应控制导线边数。
导线宜布设成直伸形状,相邻边长不宜相差过大。
当导线网用作首级控制时,应布设成环形网,网内不同环节上的点不宜相距过近。
三边测量的主要技术要求
各等级三边网的起始边至最远边之间的三角形个数不宜多于10个。
各等级三边网的边长宜近似相等,其组成的各内角宜为30°〜100°。当受条件限制
时,个别角可放宽,但不应小于25°。
。因此,
二、三、四等三角网的建立,取四等三角网最弱边边长中误差为5cm;
一般工程的施工放样,要求新设的建筑物与相邻已有建筑物的相关位置误差(或相对主轴线)应小于10〜20cm;
在改、扩建厂的施工图设计时,尚需测定主要地物点的解析坐标,其点位对于最近解析图根点的点位中误差约为5〜10cm;
二、三、四等三角网,一、二级小三角的测角中误差,分别为:±”、±
”、±”、±”、±10”。
(二)高程控制网的测量方法和要求
:水准测量、电磁波测距三角高程测量。常用水准测量法。
:依次为二、三、四、五等。
三、,可以利用原区域已建立的平面和高程控制网,当满足施工测量技术要求时,应予利用。
,建筑物、构筑物布置整齐,。
建筑方格网的主要技术要求是:
1)从一般性建筑物定位需要满足的精度出发,进行精度估算而制定的;
2)其布设采用二次布网加密的方案;
3)建筑方格网的首级控制,可采用轴线法或布网法。
,宜建立相当于一级导线精度的平面控制网;
建筑场地小于1km2或一般性建筑区,可根据需要建立相当于二、三级导线精度的平面控制网。
,应按设计要求布设,点位应选择在通视良好、利于长期保存的地方。
控制网加密的指示桩,宜建在建筑物行列线或主要设备中心线方向上。主要的控制网点和主要设备中心线端点,应埋设混凝土固定标桩。
,可单独埋设在建筑物的平面控制网的标桩上,也可利用场地附近的水准点,其间距宜在200mm左右。
当施工中水准点不能保存时,应将其高程引测至稳固的建筑物或构筑物上。引测的精度,不应低于原水准的等级要求。
四、工程测量精度的分析和验算

经分析主要有:测角投点判断精度;前视点、后视点设备投点精度;100m视线长中测量角精度;测站和后视两点精度;尺的比尺精度;用鉴定钢尺到现场量尺精度;电脑型测量仪器的软件、硬件及处理器设置的档次等。另外,测量环境中的气温温差以及测量人员本身测量技术水平的高低等。
。
(1)首先应对所选择的测量仪器和量具的精度是否能满足设计对工程施工精度的要求进行验算。
(2)对于施工过程测量结果的验算,应根据影响测量结果的相关因素按对应的计算公式进行验算,并将数据填写在标准的测量记录表格内及附图上。
1H412013常用测量仪器的应用
本条主要知识点是:水准仪、经纬仪、全站仪及其他测量仪器的介绍及应用等。一、水准仪
(一)水准仪组成及用途
。水准仪是测量两点间高差的仪器,广泛用于控制、地形和施工放样等测量工作。在水准仪上附有专用配件时,可组成激光水准仪。
(二)水准仪的应用
水准仪的主要功能是用来测量标高和高程。
。主要应用于建筑工程测量控制网标高基准点的测设及厂房、大型设备基础沉降观察的测量。
在设备安装工程项目施工中用于连续生产线设备测量控制网标高基准点的测设及安装过程中对设备安装标高的控制测量。
:绝对标高测量和相对标高测量。绝对标高是指所测标高基准点、建(构)筑物及设备的标高相对于国家规定的±。
相对标高是指建(构)筑物之间及设备之间的相对高程或相对于该区域设定的±。
二、经纬仪
(一)经纬仪的组成及用途
。广泛用于控制、地形和施工放样等测量。在经纬仪上附有专用配件时,可组成:激光经纬仪、坡面经纬仪等。
例如,光学经纬仪(如苏光J2经纬仪等):它的主要功能是测量纵、横轴线(中心线)以及垂直度的控制测量等。
光学经纬仪主要应用于机电工程建(构)筑物建立平面控制网的测量以及厂房(车间)柱安装铅垂度的控制测量,用于测量纵向、横向中心线,建立安装测量控制网并在安装全过程进行测量控制。
(二)经纬仪的应用经纬仪的主要功能是测量水平角和竖直角的仪器。
。主要应用于机电工程建(构)筑物建立平面控制网的测量以及厂房(车间)柱安装垂直度的控制测量。
,用于测量纵向、横向中心线,建立安装测量控制网并在安装全过程进行测量控制。
三、全站仪
(一)全站仪的组成及用途
。全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。
(二)全站仪的基本操作与使用方法

(斜距、平距、高差)测量

(三)全站仪的数据通信
。:一种是利用全站仪配置的PCMCIA卡(PCMCIA插槽对于全站仪来说是最重要的外接接口设备。比方说网卡,一边是PCMCIA的针脚,另一边是网卡插槽。)进行数字通信,特点是通用性强,各种电子产品间均可互换使用;
另一种是利用全站仪的通信接口,通过电缆进行数据传输。
四、其他测量仪器
(一)电磁波测距仪
应用电磁波运载测距信号测量两点间距离的仪器。
测程在5〜20km的称为中程测距仪,测程在5公里之内的为短程测距仪。精度一般为5mm+5ppm,具有小型、轻便、精度高等特点。
电磁波测距仪已广泛用于控制、地形和施工放样等测量中,成倍地提高了外业工作效率和量距精度。
(二)激光测量仪器激光测量仪器装有激光发射器的各种测量仪器。在大型建筑施工,沟渠、隧道开挖,大型机器安装,以及变形观测等工程测量中应用甚广。
常见的激光测量仪器有:激光准直仪和激光指向仪、激光准直(铅直)仪、激光经纬仪、激光水准仪、激光平面仪。
、隧道或管道施工、大型机械安装、建筑物变形观测。(铅直)仪用于高层建筑、烟囱、电梯等施工过程中的垂直定位及以后的倾斜观测,精度
-4。
激光准直(铅直)仪的主要应用范围:激光准直(铅直)仪主要应用于大直径、长距离、回转型设备同心度的找正测量以及高塔体、高塔架安装过程中同心度的测量控制。
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1H412010测量技术
(对比全站仪的选项)用于施工及设备安装中的:
1)定线;
2)定位;
3)测设已知角度。
通常在200m内的偏差小于1cm。

除具有普通水准仪的功能外,尚可做准直导向之用。如在水准尺上装自动跟踪光电接收靶,即可进行激光水准测量。、网形屋架的水平控制和大面积混凝土楼板支模、灌注及抄平工作,精确方便、省力省工用激光准直仪找正高层钢塔架采用的操作方法与光学经纬仪完全相同。
(三)GPS面积测量仪

(2)高精度GPS面积测量仪又名测亩仪。测亩仪是一款集面积测量、距离测量、周长测量于一体的电子测量仪器。GPS面积测量仪由高精度的GPS定位系统、精确面积计算方法和智能化的掌上电脑系统完美结合。

(2)GPS面积测量仪的相关技术参数
高精度GPS面积测量仪相关技术参数:测量数据包括面积、距离、周长、时间、经纬度等。
(3)GPS面积测量仪的特性
1)高精度、误差小。普通精度GPS面积测量仪误差在10%左右,而高精度GPS面积测量仪误差仅在1%左右。
2)快速测绘、实时掌握接收。高精度GPS面积测量仪是采用全球***系统、嵌入式单片机、高精度算法等先进技术研发而成的野外面积测量仪器。可快速测绘任意形状地块的面积、距离、周长等数据。
3)数据优化处理、减小误差。减小了因GPS信号漂移造成的测量误差。LCD采用宽屏设计,具有背光功能,屏幕大,显示字迹清晰明了。
4)具有数据记录存储功能,掉电数据不丢失。具有数据记录查询功能,具有价格设置功能。支持电脑USB接口充电。
(4)GPS面积测量仪的应用领域适用于工程、农田、绿地、森林、水域、山坡等面积的测量一次测量可同时获得测量面积、周长、距离、坡度等数据,可随时调用测量的面积图形和所有测量数据,便于档案保存。
例如,可在如下领域应用:工程:工矿面积计算、工程管理等;农业:基本农田管理;林业:林地灾害监控;水利:湖泊水域测绘;
土管:土地规划管理。