一、机电工程测量的作用和内容
(一)机电工程测量的作用
1、安装定位:将设计图纸上的钢结构、设备或管线测设到实地。
2、变形监测:已完工程实体的变形监测,包括沉降观测和倾斜观测。
(二)机电工程测量的主要内容
1、机电设备安装放线、基础检查、验收。
2、工序或过程测量。每道工序完成之后,都要通过测量,检查工程各部位的实际位置及高程是否符合设计要求。
3、变形观测。测定已安装设备在平面和高程方面产生的位移和沉降,收集整理各种变化资料,作为鉴定工程质量和验证工程设计、施工是否合理的依据。
4、交工验收检测。
5、工程竣工测量。
二、机电工程测量的特点
1、机电工程测量贯穿于整个施工过程。从基础划线、标高测量到设备安装全过程,都需要进行工程测量,以使其各部分的尺寸、位置符合设计要求。
2、精度要求高。相比建筑工程测量,机电工程测量的精度误差要求要高很多,一些精度要求较高的设备其标高和中心线要求近乎零偏差。
3、工程测量与工程施工工序密切相关。某项工序还没有开工,就不能进行该项的工程测量。测量人员必须了解设计的内容、性质及其对测量工作的精度要求,熟悉图纸,了解施工全过程,及时掌握施工现场的变化情况,使工程测量与工程施工密切配合。
4、机电工程测量受施工环境因素影响大,测量标志极易被损坏。一般来说,机电工程施工现场作业人员多、交叉作业频繁、地面情况多变,又有机动车辆等产生机械振动,因此各种测量标志必须埋设在不易破坏的位置。
三、机电工程测量的原则和要求
1、机电工程测量的原则
工程测量应遵循“由整体到局部,先控制后细部”的原则,即先依据建设单位提供的永久基准点、线为基准,然后测设出设备的准确位置。
2、工程测量的要求
(1)保证测设精度,满足设计要求,减少误差积累。
(2)检核是测量工作的灵魂。应对测量工作的全过程进行全面复核及确认,保证测量结果的准确性。检核分为:仪器检核、资料检核、计算检核、放样检核和验收检核。
四、机电工程测量的基本原理与方法
(一)高程测量
高程测量:确定地面点高程的测量工作。一点的高程一般是指这点沿铅垂线方向到大地水准面的距离,又称海拔或绝对高程。
高程分为绝对高程和相对高程。
我国规定以黄海平均海水面作为高程的基准面(绝对±0.000),并在青岛设立水准原点,作为全国高程的起算点。地面点高出水准面的垂直距离称为“绝对高程”。
选定任一水准面作为高程起算的基准面,这处水准面成为假定水准面。地面任一测点与假定水准面的垂直距离成为“相对高程”。标高是一种相对高程,如房屋建筑中一般把室内地坪作为±0.000点,以此得到的相对高程为标高。
测量高程常用的方法有:水准测量、三角高程测量和气压高程测量。
1、水准测量
测量原理:利用一条水平视线,并借助于竖立在地面点上的标尺,来测定地面上两点之间的高差,然后根据其中一点的高程来推算出另外一点高程的方法。
(1)测量方法:高差法和仪高法。
1)高差法——利用水准仪和水准尺测定待测点与已知点之间的高差,通过计算得到待测点高程的水准测量方法。
2)仪高法——利用水准仪和水准尺,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的水准测量方法。
(2)高差法和仪高法的测量原理相同,区别在于计算高程时次序上的不同。在安置一次仪器,需要同时测量多个前视点的高程时,仪高法比高差法方便。
(3)特点:最精密水准测量的方法,主要用于国家水准网的建立。除了国家等级的水准测量以外,还有普通水准测量。它采用精度较低的仪器(水准仪),测算手续也比较简单,广泛用于国家等级的水准网内的加密,或独立地建立测图和一般工程施工的高程控制网,以及用于线路水准和面水准的测量工作。
(4)测量仪器:水准仪和标尺。
2、三角高程测量
(1)测量原理:三角高程测量是指通过观测两个控制点的水平距离和天顶距(或高度角)来求两点间高差的方法。
(2)特点:观测方法简单,受地形条件限制小,是测定大地控制点高程的基本方法。例如:在山区或地形起伏较大的地区测定地面点高程时,采用水准测量进行高程测量一般难以进行,实际工作中采用三角高程测量的方法施测。测量精度的影响因素:距离误差、垂直角误差、大气垂直折光误差、仪器高和视标高和误差。
(3)测量仪器:经纬仪、全站仪和(激光)测距仪。
3、气压高程测量
(1)测量原理:根据大气压力随高程而变化的规律,用气压计进行高程测量的一种方法。
(2)特点:由于大气压力受气象变化的影响较大,因此气压高程测量比水准测量和三角高程测量的精度都低,主要用于低精度的高程测量。但它的优点是在观测时点与点之间不需要通视,使用方便、经济和迅速。
(3)测量仪器:最常用的仪器为空盒气压计和水银气压计。
(二)基准线测量
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。每两个点位都可连成一条直线(或基准线)。
1、保证量距的方法。
返测丈量:当全段距离测量完之后,尺端调头,读数员互换,按同样的方法进行返测。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。
2、安装基准线的设置
安装基准线一般都是直线,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。
3、安装标高基准点的设置
根据设备基础附近水准点,用水准仪测出标志的具体数值。相邻安装基准点高差应在0.5mm以内。
4、沉降观测点的设置
沉降观测采用二等水准测量方法。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。例如,对于埋设在基础上的基准点,在埋设后就开始第一次观测,随后的观测在设备安装期间连续进行。
五、机电工程测量的程序
无论是建筑安装工程还是工业安装工程的测量,其测量的基本程序都是:确认永久基准点、线 → 设置基础纵横中心线 → 设置基础标高基准点 → 设置沉降观测点 → 安装过程测量控制 → 实测记录等。
六、机电工程中常见的工程测量
(一)设备基础的测量
设备基础的测量工作大体包括以下内容:设备基础位置的确认,设备基础放线,标高基准点的确立,设备基础标高测量。
(二)连续生产设备安装的测量
1、安装基准线的测设
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。设备安装基准线不少于纵、横两条。
2、安装标高基准点的测设
安装标高基准点一般埋设在基础边缘且便于观测的位置。安装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时,应设置在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设备安装的标高基准点。
3、连续生产设备只能有一条纵向基准线和一个预埋标高基准点。
(三)管线工程的测量
1、测量内容:给水排水管道、燃气管道、热力管道、油气输送管道等的测量。
2、测量步骤
(1)熟悉施工图纸,了解管线布置及工艺要求,按实际地形做好实测数据分析,绘制施工平面草图和断面草图。
(2)按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。
3、测量方法
(1)管线中心定位的测量方法
定位的依据:依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,管线的主点位置已在设计时确定,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。管线的起点、终点及转折点称为管道的主点。
(2)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,应沿管线设置临时水准点。其定位偏差应符合规定。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。
(3)地下管线工程测量
地下管线工程测量必须在回填前进行,要测量出管线的起止点、窨井的坐标和管顶标高,再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
1、长距离输电线路定位并经检查后,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。
2、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。
3、考虑架空送电线路钢塔之间的垂弧综合误差不应超过确定的裕度值,一段架空送电线路,其测量视距长度,不宜超过400m。
4、大跨越档距测量。在大跨越档距之间,通常采用电磁波测距法或解析法测量。