基本介紹
- 中文名：測設
- 外文名：Measurement set
- 描述：將建築物位置和高程在地面標定
- 套用：建築物
- 學科：測繪
基本工作,測設步驟,水平距離,水平角,高程,平面位置,直角坐標法,極坐標法,角度交會法,距離交會法,指定坡度線,圓曲線測設,通用公式,路邊樁坐標,中線外計算,研究結論,小結,
基本工作
測設的基本工作是根據工程設計圖紙上待建的建築物、構築物的軸線位置、尺寸及其高程，算出待建的建築物、構築物各特徵點（或軸線交點）與控制點（或已建成建築物特徵點）之間的距離、角度、高差等測設數據，然後以地面控制點為根據，將待建的建、構築物的特徵點在實地樁定出來，以便施工。
不論測設對象是建築物還是構築物，測設的基本工作是測設巳知的水平距離、水平角度和高程。
測設步驟
水平距離
在地面上丈量兩點間的水平距離時，首先是用尺子量出兩點間的距離，再進行必要的改正，以求得準確的實地水平距離。而測設已知的水平距離時，其程式恰恰相反，具體測量方法敘述如下：
⒈一般方法
測設已知距離時，線段起點和方向是已知的。若要求以一般精度進行測設，可在給定的方向，根據給定的距離值，從起點用鋼尺丈量的一般方法，量得線段的另一端點。為了檢核起見，應往返丈量測設的距離，往返丈量的較差，若在限差之內，取其平均值作為最後結果。
⒉精確方法
當測設精度要求較高時，應按鋼尺量距的精密方法進行測設，具體作業步驟如下：
⑴將經緯儀安置在起點A上，並標定給定的直線方向，沿該方向概量並在地面上打下尺段樁和終點樁。樁頂刻十字標誌；
⑵用水準儀測定各相鄰樁樁頂之間的高差；
⑶按精密丈量的方法先量出整尺段的距離，並加尺長改正、溫度改正和高差改正，計算每尺段的長度及各尺段長度之和，得最後結果為D。
⑷用已知應測設的水平距離D減去D′。得余長q，然後計算余長段應測設的距離q′。
⑸根據地面上測設余長段，並在終點樁上作出標誌，即為所測設的終點B。如終點超過了原打的終點樁時，應另打終點樁。
⒊用紅外測距儀測設水平距離
安置紅外測距儀於A點，瞄準已知方向。沿此方向移動反光稜鏡位置，使儀器顯示值略大於測設的距離D，定出C’點。在C’點安置反光稜鏡，測出反光稜鏡的豎直角以及斜距 （加氣象改正）。計算水平距離，求出D’與應測設的水平距離D之差。根據差值的符號在實地用小鋼尺沿已知方向改正C’至C點，並用木樁標定其點位。為了檢核，應將反光稜鏡安置於C點再實測AC的距離，若不符合應再次進行改正，直到測設的距離符合限差為止。
如果用具有跟蹤功能的測距儀或電子速測儀測設水平距離，則更為方便，它能自動進行氣象改正及格傾斜跟離算成平距並直接顯示。測設時，將儀器安置在么點，瞄準已知方向，測出氣象要素氣溫及氣壓，並輸入儀器，此時按功能鍵盤上的測量水平距離和自動跟蹤鍵（或鈕），一人手持反光稜鏡桿（桿上圓水準氣泡居中，以保持反光稜鏡稈徑直）立在C點附近。只要觀測者指揮手持稜鏡者沿已知方向線前後移動稜鏡，觀測者即能在速測儀顯示屏上測得瞬時水平距離。當顯示值等於待測設的已知水平距離值，即可定出C點。
水平角
測設己知水平角是根據水平角的已知數據和一個已知方向，把該角的另一個方向測設在地面上。測設方法如下：
⒈一般方法
當測設水平角的精度要求不高時，可用盤左、盤右取中數的方法，設地面上已有OA方向線，從OA右測設已知水平角度值。為此，將經緯儀安置在O點，用盤左瞄準A點，讀取度盤數值；鬆開水平制動螺旋，旋轉照準部，使度盤讀數增加多角值，在此視線方向上定出C‘點。為了消除儀器誤差和提高測設精度，用盤右重複上述步驟，再測設一次，得C”點，取C’和C“的中點C，則OC就是要測設的β角。此法又稱盤左盤右分中法。
測設
測設⒉精確方法
測設水平角的精度要求較高時，可採用作垂線改正的方法，以提高測設的精度。在O點安置經緯儀，先用一般方法測設β角，在地面上定出C點；再用測回法測幾個測回，較精確地測得角AOC為A，再測出OC的距離。即可按下式計算出垂直改正值CC。
高程
測設由設計所給定的高程是根據施工現場已有的水準點引測的。它與水準測量不同之處在於：不是測定兩固定點之間的高差，而是根據一個已知高程的水準點，測設設計所給定點的高程。在建築設計和施工的過程中，為了計算方便，一般把建築物的室內地坪用±0.000標高表示，基礎、門窗等的標高都是以土0.0000為依據，相對於±0.000測設的。
假設在設計圖紙上查得建築物的室內地坪高程為Hd=8.500 m，而附近有一個水準點只高程為8.350 m，現要求把建築物的室內地坪標高測設到木樁上。在B和水準點A之間安置水準儀，先在水準點上立尺，若尺上讀數為1.050 m，則視線高程8.350+1.050=9.400 m。根據視線高程和室內地坪高程即可算出樁點尺上的應有讀數為9.400—8.500=0.900 m然後在B點立尺，使尺根緊貼木樁一側上下移動，直至水準儀水平視線在尺上的讀數為0.900m時，緊靠尺底在木樁上劃一道紅線，此線就是室內地坪±0.000標高的位置。
當要測定樓目的標高或安裝廠房內的吊車軌道時，只用水準尺已無法測定點位的高程，就必須採用高程傳遞法，即用鋼尺將地面水準點的高程（或室內地坪±0.000）傳遞到樓層地坪上或吊車樑上所設的臨時水準點，然後再根據臨時水準點測設所求各點的高程。
平面位置
測設點的平面位置的方法主要有下列幾種，可根據施工控制網的形式，控制點的分布情況、地形情況、現場條件及待建建築物的測設精度要求等進行選擇。
直角坐標法
當建築物附近已有彼此垂直的主軸線時，可採用此法。
其方法計算簡單，施測方便、精度較高，是套用較廣泛的一種方法。
極坐標法
極坐標法是根據水平角和距離測設點的平面位置。適用於測設距離較短，且便於量距的情況。
角度交會法
此法又稱方向線交會法。當待測設點遠離控制點且不便量距對，採用此法較為適宜。
由於測設誤差，若三條方向線不交於一點時，會出現一個很小的三角形，稱為誤差三角形。當誤差三角形邊長在允許範圍內時，可取誤差三角形的重心作為點位。
距離交會法
距離交會法是根據兩段已知距離交會出點的平面位置。如建築場地平坦，量距方便，且控制點離測設點又不超過—整尺的長度時，用此法比較適宜。在施工中細部位置測設常用此法。
指定坡度線
測設指定的坡度線，在道路建築、敷設上、下水管道及排水溝等工程上套用較廣泛。
根據已定坡度和AB兩點間的水平距離計算出B點的高程，再用測設已知高程的方法，把B點的高程測設出來。在坡度線中間的各點即可用經緯儀的傾斜視線進行標定。若坡度不大也可用水準儀。
圓曲線測設
道路工程勘測的主要工作包括踏勘選線、中線測量、曲線測設和縱橫斷面測量等，本節僅介紹圓曲線測設。
另外，現代辦公樓、旅館、飯店、醫院、交通建築物等建築平面圖形常被設計成圓弧形。有的整個建築為圓弧形，有的建築物是由一組或數組圓弧曲線與其他平面圖形組合而成，也需測設圓曲線。圓曲線的測設通常分兩步進行。先測設曲線上起控制作用的主點（曲線起點、曲線中點和曲線終點）；依據主點再測設曲線上每隔一定距離的加密細部點，用以詳細標定因曲線的形狀和位置。
通用公式
中線及邊樁測設是道路工程中大量日常性的工作，從定測、施工複測、施工到竣工驗收，貫穿於道路施工的全過程。在光電測距儀、全站儀普及套用之前，這一工作多採用偏角法、切線支距法來進行。光電測距儀、全站儀在施工放樣中得到普及套用後，尤其是實時動態GPS(RTKGPS)出現後，坐標法顯示出極大的便利性，得到普遍採用。與此同時，人們開始尋求計算線路中樁坐標的通用計算模型。文獻在這方面做了開拓性的工作。文獻首先將直線、圓曲線、緩和曲線線路中樁坐標的計算用一個統一的數學公式來表達，從形式上建立了道路坐標計算的通用模型。文獻將數值積分方法用於中樁或邊樁的坐標計算，此外還有許多其它基於坐標計算的類似方法。作為通用計算模型而言，此前的一些方法並沒有揭示出各類線型內在的一致性。其實質是，或將直線、圓曲線、緩和曲線各自導出相應的計算公式，或在局部坐標系中進行泰勒級數展開，因而實現起來(尤其是在現場只有可程式計算器的情況下)較為困難，有些方法在長曲線和小半徑情況下其計算精度得不到保障。
事實上，無論是直線、圓曲線還是緩和曲線均可視為不完整緩和曲線(即曲率半徑從某一值變化到另一值的緩和曲線)的特殊情況，其曲率變化均呈線性變化。本文正是基於這一事實，將複雜線路的組合化分為曲率變化均勻的單個單元(以下稱線元)，從理論上建立其統一的計算模型，用數值積分的方法實現整個線路的中樁及邊樁的坐標計算，討論了其現場計算方案。
路邊樁坐標
實際工作中，除放出線路中樁外，還經常要求測設出線路的邊樁，例如測設線路平行線就需以一定密度測放出線路的邊樁。邊樁通常由中樁法線上的支距來確定，由於已給出任意點中樁的切線方位角αi，因而以線路前進方向(里程增加方向)為準，有中線樁至左側邊樁指向的方位角，及右側邊樁指向的方位角分別為
中線外計算
上述線路中樁及邊樁計算通用模型僅針對線路本身而言，還沒有與線路外的點發生關聯，而在實際工作中許多問題的計算均要求建立這種聯繫。例如，在實地線路放樣測量作業中，常常需要進行加樁，大量的加樁是任意的，即以地形、地物、地貌特徵點來控制，這時加樁點的坐標和里程是未知的。對於因線路橫向地形起伏而需加樁的情況，則涉及到中線外任一點對應中線坐標及里程的計算;對於因線路中線起伏而加樁的情況，其問題的實質可歸結為過線元外某一定點的直線與線元的相交計算。
研究結論
基於所有線元曲率呈線性變化這一共同特性，建立了道路平面測設計算的通用計算公式，適用於各種線型組合的線路測設的計算。只要輸入起始點坐標，起始點處切線的坐標方位角，以及各分段點的里程、曲率或半徑，程式能計算任意線型(直線、圓曲線、緩和曲線)以及它們之間正向或反向連線組成的各種複雜曲線的坐標;正交、斜交邊樁坐標。對於點到線路關係的計算，本文算法簡明，易於實現；對於直線與線路交點坐標與里程的計算，本文利用線元的切線和割線與直線的交點，進行雙向搜尋，改進了現有算法。這些均在工程實踐中得以驗證。
小結
⒈施工測量和測圖工作一樣，必須遵循“從整體到局部”的測量原則。而施工放樣與地形圖的測繪恰恰相反，它是把圖紙上設計建築物的平面和高程位置標定到地面上的工作，即把設計圖上已確定的點位之間的相互關係標定到地面上的問題。所以施工放樣是：測量工作的基該方法具體套用到工程建設的施工階段。
⒉放樣的基本工作是在地面上標定已給定的長度、角度和高程。在地面上標定己知長度時，結合地形情況、實際尺長及丈量時的溫度等等，要進行尺長、溫度、傾斜改正，在地面上測設水平角時，一般採用盤左、盤右測設取其平均位置；設計高程放樣的方法，主要採用水準測量的方法，根據已知點的高程和放樣點的設計高程，利用水準儀在已知點尺上的讀數求放樣點的水準尺上的讀數。
⒊測設點的平面位置可用直角坐標法、極坐標法，角度交會法和距離交會法。究競選用哪種方法，視戶體情況而定。無論採用哪種方法都必須先根據設計圖紙上的控制點坐標和待放樣點的坐標，算出放樣數據，再到實地放樣。
