Untitled ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH Trắc địa NGHỀ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Trình độ trung cấp/cao đẳng (Ban hành theo quyết định số 568 /QĐ – CĐN ngày 21 tháng 5 n[.]
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH Trắc địa NGHỀ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Trình độ trung cấp/cao đẳng (Ban hành theo định số: 568 /QĐ – CĐN ngày 21 tháng năm 2018 hiệu trưởng trường cao đẳng nghề An Giang) Năm 2018 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trắc địa mơđun chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật Xây dựng Trường Cao đẳng nghề An Giang Bởi vậy, việc biên soạn giáo trình Trắc địa để phục vụ cơng tác dạy học cần thiết Nội dung giáo trình gồm vấn đề sau: - Bài 1: Khái niệm chung công tác trắc địa - Bài 2: Giới thiệu máy kinh vĩ điện tử - Máy thủy bình - Bài 3: Đo dài (Đo khoảng cách) - Bài 4: Đo góc - Bài 5: Đo độ cao - Bài 6: Bố trí cơng trình Đối tượng phục vụ giáo trình sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật Xây dựng Trường Cao đẳng nghề An Giang Trắc địa chuyên môn kỹ thuật cần thiết tất giai đoạn: khảo sát, thiết kế, thi cơng khai thác cơng trình Giáo trình có ích sinh viên q trình học tập cơng tác sau Mặc dù cố gắng biên soạn nội dung vừa ngắn, đầy đủ vừa đảm bảo nội dung phù hợp với chun ngành khơng khỏi có sai sót, mong q thầy cơ, q đồng nghiệp bỏ qua đóng góp ý kiến cho nội dung giáo trình ngày tốt An Giang, ngày tháng năm 2018 Cải biên ( chỉnh sữa lần 1) Phan Phú Lộc MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC Bài 1: Khái niệm chung công tác trắc địa…………………………………….4 I Đối tượng môn học……………………………………………………………….4 I.1 Định Nghĩa…………………………………………………………………… I.2 Nhiệm Vụ……………………………………………………………………….4 I Vai trò trắc địa ngành xây dựng bản………………………… a)Trắc địa phục vụ công tác thiết kế……………………………………………… b) Trắc địa phục vụ thi cơng cơng trình……………………………………… ….4 II HỆ QUY CHIẾU TRONG TRẮC ĐỊA…………………………………………4 II 1.Mặt thủy chuẩn hệ thống độ cao…………………………………………5 a) Geoid đất…………………………………………………………………….5 b) Hệ độ cao……………………………………………………………………… II Hệ quy chiếu tọa độ……………………………………………………… a) Ellip soid đất……………………………………………………………… b) Hệ tọa độ địa lý………………………………………………………… …… III Bản đồ địa hình…………………………………………………………………5 III.1.Định nghĩa………………………………………………………………… III.2 Biểu diễn địa vật, địa hình đồ………………….……….…………6 a) Địa vật…………………………………………………………………… ……6 b) Địa hình ……………………………………………………………………… III.3 Sử dụng đồ ……………………… ……………………………………7 a) xác định độ dài đường đồ …………………………………… …7 b) Xác định độ cao điểm đồ…………………………………… c Đo diện tích đồ………………………………………………………….8 Bài 2: Giới thiệu máy kinh vĩ điện tử - Máy thủy bình 2.1 Khái niệm máy kinh vĩ điện tử - Máy thủy bình 2.2 Phân loại 10 2.3 Cấu tạo 11 2.4 Trình tự cân máy thủy bình 13 2.5 Trình tự cân máy kinh vĩ 14 2.6 Trình tự cân định tâm máy kinh vĩ 15 Bài : Đo dài (Đo khoảng cách) 16 3.1 Phân loại đo dài 16 3.2 Nguyên lý đo dài máy có vạch ngắm mia đứng 17 3.3 Trình tự đo dài 19 Bài 4: Đo góc 21 4.1 Khái niệm đo góc 21 4.2 Nguyên lý đoc góc 22 4.3 Trình tự đo góc 22 4.4 Trình tự đo góc đứng 25 Bài 5: Đo độ cao 27 5.1 Khái niệm độ cao 27 5.2 Nguyên lý đo cao 27 5.3 Phương pháp đo cao hình học 27 5.4 Phương pháp đo cao lượng giác 28 Bài 6: Bố trí cơng trình 32 6.1 Khái niệm 32 6.2 Bố trí yếu tố 32 6.3 Các phương pháp bố trí điểm 33 6.4 Bố trí cơng trình 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 Bài 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA ((TC: LT: 1giờ, thực hành ) A MỤC TIÊU: Sau học xong học học sinh có khả năng: Hiểu khái niệm công tác trắc địa B NỘI DUNG: I/ Đối tượng môn học: Định nghĩa: Trắc địa môn khoa học nghiên cứu phép đo tiến hành bề mặt trái đất để xác định vị trí tương hỗ điểm hình dạng, kích thước trái đất, thể dạng đồ, biểu đồ, mặt cắt…phục vụ cho công tác quy hoạch, khảo sát, thiết kế, thi cơng nghiệm thu cơng trình Nhiệm vụ: Tùy theo đối tượng, quy mô phương pháp nghiên cứu khác mà trắc địa chia thành chuyên ngành khác Trắc địa cao cấp có phạm vi nghiên cứu rộng lớn mang tính toàn cầu quốc gia Nhiệm vụ trắc địa cao cấp xác định hình dạng, kích thước, trường trọng lực trái đất; xây dựng hệ thống khống chế Nhà nước với độ xác cao làm sở trắc địa Quốc gia; nghiên cứu khoa học, nghiên cứu biến dạng vỏ trái đất Trắc địa cao cấp bao gồm trắc địa vệ tinh nghiên cứu đo đạc khơng gian ngồi mặt đất trắc địa biển Vai trị a Trắc địa phục vụ cơng tác thiết kế Trắc địa địa hình có nhiệm vụ nghiên cứu quy trình cơng nghệ đo vẽ đồ địa hình mặt đất dùng ngành điều tra, xây dựng quốc phòng Trắc địa ảnh có nhiệm vụ nghiên cứu đo vẽ đồ địa hình, tiến hành cách chụp ảnh mặt đất máy ảnh đặc biệt từ máy bay, vệ tinh mặt đất; sau xử lý ảnh chụp để thành lập đồ Trắc địa cơng trình trắc địa ứng dụng xây dựng cơng trình Lĩnh vực này, Trắc địa nghiên cứu phương pháp, phương tiện phục vụ thiết kế, thi cơng xây dựng theo dõi biến dạng cơng trình Trắc địa đồ có nhiệm vụ nghiên cứu phương pháp chiếu đồ; phương pháp vẽ, biểu diễn, biên tập in ấn đồ b Trắc địa công tác thi công Công tác trắc địa phục vụ thi cơng xây lắp cơng trình, bao gồm: Thành lập lưới khống chế mặt độ cao phục vụ bố trí chi tiết thi cơng xây lắp cơng trình Kiểm tra kích thước hình học chỉnh kết cấu cơng trình, đo vẽ hồn cơng cơng trình II Hệ qui chiếu trắc địa: 1.Mặt thủy chuẩn hệ thống độ cao: a) Geoid đất: - Khái niệm: Mực nước biển trung bình qua nhiều năm quan trắc nơi gọi mực nước gốc) - Tính chất: Thẳng góc với phương dây dọi - Cơng dụng: Dùng làm mặt chiếu đo vẽ đồ, làm mặt so sánh độ cao điểm mặt đất - Địa điểm dùng làm mực nước gốc Việt nam: Dấu, Đồ sơn, Hải phòng b) Hệ độ cao: - Khái niệm: Là khoảng cách tính theo phương dây dọi từ điểm đến mực nước gốc - Phân loại: Những điểm phía mực nước gốc có độ cao dương (+) ngược lại (-) - Mực nước giả định mực nước song song với mực nước gốc 2.Hệ qui chiếu tọa độ: Tọa độ địa lý điểm mặt đất: Một số khái niệm: - Hệ tọa độ địa lý đất - Mặt phẳng kinh tuyến - Mặt phẳng xích đạo - Xích đạo - Kinh tuyến kinh tuyến gốc - Vĩ tuyến III/ Bản đồ địa hình: 1.Định nghĩa : Bản đồ địa hình hình ảnh thủ nhỏ bề mặt đất lên tờ giấy theo quy luật toán học, dùng qui tắc tổng hợp hệ thống ký hiệu thống Bản đồ thường thể phần mặt đất rộng lớn có kể đến độ cong trái đất Tỷ lệ đồ thay đổi phần khác Bình đồ đồ Tuy nhiên phạm vi thể nhỏ hơn, không xét ảnh hưởng độ cong trái đất có tỷ lệ khơng đổi Tỷ lệ đồ tỷ số trị số chiều dài đoạn thẳng đồ chiều dài tương ứng mặt đất Tỷ lệ đồ thường ký hiệu 1/ M ln lấy tử số cịn mẫu số M thể mức độ thu nhỏ chiều dài đoạn thẳng mặt đất lên đồ Người ta phân loại đồ theo mục đích sử dụng độ xác Phân loại theo mục đích sử dụng có đồ hành chính, đồ địa chính, đồ lâm nghiệp, đồ quy hoạch, xây dựng, quốc phòng Phân loại theo tỷ lệ (độ xác) có: - Bản đồ tỷ lệ lớn: 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5000; - Bản đồ tỷ lệ trung bình: 1/10.000 , 1/25.000, 1/50.000; - Bản đồ tỷ lệ nhỏ: 1/100.000, 1/200.000, 1/500.000, 1/106 Bản đồ đo vẽ phương pháp toàn bạc, bàn đạc phương pháp ảnh Biểu diễn địa vật, địa hình đồ a) địa vật Dùng hệ thống ký hiệu qui ước thống Cục đo đạc Bản đồ Nhà nước biên soạn Tùy theo tỷ lệ đồ địa vật có ký hiệu tương ứng Có loại ký hiệu như: ký hiệu theo tỷ lệ, phi tỷ lệ, nửa tỷ lệ, thích tơ mầu Ký hiệu theo tỷ lệ giữ ngun kích thước đối tượng biểu diễn theo tỷ lệ đồ Ký hiệu loại dùng cho địa vật có kích thước lớn, theo biết vị trí kích thước thực tế đối tượng thể Ký hiệu phi tỷ lệ dùng cho địa vật có kích thước nhỏ có tầm quan trọng biễu diễn theo tỷ lệ đồ Ví dụ: điểm khống chế ∆, Giếng, cột số, bia mộ, độc lập Ký hiệu loại cho biết vị trí đối tượng thể Ký hiệu nửa tỷ lệ kết hợp hai loại ký hiệu trên, dùng cho loại địa vật hình tuyến theo ký hiệu loại chiều dài tuyến thể loại ký hiệu theo tỷ lệ chiều rộng thể ký hiệu phi tỷ lệ b/ Địa hình Địa hình mặt đất bao gồm hình dáng bên ngồi mặt đất cao, thấp, lồi, lõm, dốc, phẳng Người ta dùng đường đồng mức để biểu diễn yếu tố địa hình Đường đồng mức giao tuyến mặt đất tự nhiên với mặt song song với mặt thủy chuẩn gốc trái đất độ cao khác Hiệu độ cao hai đường đồng mức kề gọi khoảng cao Tính chất đồng mức: - Các điểm đường đồng mức có độ cao - Đường đồng mức đường cong, trơn, liên tục, khép kín không cắt - Chỗ đường đồng mức thưa địa hình thoải, chỗ đường đồng mức mau địa hình dốc Chỗ đường đồng mức trùng địa hình vách đứng Để sử dụng đồ thuận tiện, cách đường đồng mức người ta lại tô đậm đường ghi độ cao hướng phía đỉnh Đường đồng mức gọi đường đồng mức 3.Sử dụng đồ: a/ Định hướng đồ thực địa Định hướng địa vật dạng tuyến: dùng tuyến đường bộ, đường sắt, tuyến kênh mương để định hướng đồ Thực chất phương pháp mang đồ thực địa vị trí rõ nét địa vật dạng tuyến, xoay đồ cho hướng địa vật dạng tuyến đồ trùng với hướng tương ứng thực địa, ta đồ quay hướng - Định hướng địa bàn: Để định hướng, ta đặt đồ địa bàn cho đường nối bắc - nam song song với hướng bắc - nam lưới ô vuông tọa độ đồ Xoay đồ để kim địa bàn trùng với đường nối bắc - Nam địa bàn đồ quay hướng b/ Xác định chiều dài đồ Để xác định chiều dài đoạn thẳng đồ ta đo chiều dài đoạn thẳng đồ nhân với tỷ lệ đồ ta chiều dài tương ứng ngồi thực địa Để xác định chiều dài đoạn cong đồ ta vi phân đoạn cong cho đoạn xem đoạn thẳng đo đoạn thẳng vi phân, lấy tổng nhân với tỷ lệ đồ, ta chiều dài đoạn cong Có thể xác định chiều dài đoạn cong máy đo chiều dài: S = K ( Un - Uo) Trong Uo số đọc ban đầu máy ứng với điểm đầu đoạn cong; Un : số đọc máy sau cho bánh xe máy chạy từ điểm đầu tới điểm cuối đường cong; K: giá trị khoảng chia máy c/ Xác định độ góc đồ Giả sử cần phải xác định góc (β) kẹp giữ hai đoạn thẳng OE Và OD đồ (hình 7.5), phép chiếu đồ phép chiếu đồng góc nên ta dùng thước đo độ đo trực tiếp góc (β) đồ Xác định góc định hướng đường thẳng đồ: góc định hướng đường thẳng đồ góc tính từ hướng bắc trục OX đường thẳng song song với trục OX đến hướng đường thẳng, đo trực tiếp đo góc ( hình 7.5) Góc góc định hướng xác định thông qua việc đồ giải tọa độ đồ d/ Xác định tọa độ điểm đồ Xác định toạ độ địa lý điểm: đồ có lưới kinh vĩ độ, giá trị đường kinh độ vĩ độ biểu thị vạch đen, trắng bốn cạnh khung đồ Giả sử cần xác định toạ độ địa lý điểm M Qua M ta kẻ đường song song với cạnh ô kinh tuyến đường song song với cạnh ô vĩ tuyến; từ tỷ lệ đoạn thẳng đo ta xác định toạ độ địa lý điểm A Xác định toạ độ vng góc điểm: tọa độ vng góc xác định đồ định dựa vào lưới ô vuông tọa độ đồ Giả sử cầm xác định toạ độ vng góc điểm N (hình 7.5), qua điểm N ta kẻ hai đường thẳng cắt cạnh ô vuông chứa điểm N, dùng thước đo chiều dài đoạn a, b, c, d, từ số liệu đo ta xác địng tọa độ vng góc điểm N: e/ Xác định độ cao điểm đồ Trên đồ, độ cao điểm xác dựa vào đường đồng mức Giả sử cần phải xác đinh độ cao ba điểm A, B, C đồ ( hình7.5); điểm A nằm đường đồng mức 10m, điểm C nằm đường đồng mức 5m nên chúng có độ cao độ cao đường đồng mức đó, tức : HA = 10m, HC = 5m; cịn độ cao điểm B phải nội suy g/ Đo diện tích đồ Dùng compa đo đoạn thẳng nối hai điểm nằm hai đường đồng mức liền Đặt độ compa đo trục đứng thước đo độ dốc dóng đường cong tương ứng, chiếu điểm dóng xuống trục ngang ta độ dốc địa hình h/ Xác định diện tích đồ Giả sử cần phải xác định diện tích khu vực đồ, ta có thực theo phương pháp sau: Phương pháp hình học Khi diện tích cần xác định đa giác, ta chia đa giác thành hình có dạng hình học như: hình tam giác, hình thang, hình vng , hình chữ nhật Đo đại lượng cần thiết để tính diện tích hình đố lấy tổng lại ta có diện tích khu đo Ví dụ tứ giác OEFD hình 7.5 chia làm hai tam giác FDO FOE, đo cạnh chiều cao, cạnh đáy hai cạnh góc kẹp trực tiếp đồ trình bày để tính diện tích hai tam giác Từ tính diện tích tứ giác Khi chu vi hình cần xác định diện tích có dạng cong bất kỳ, dùng đồ giải để xác định Các đồ giải làm giấy bóng mờ, mica platíc Trên mặt này, người ta kẻ lưới vng có diện tích xác định Đặt đồ giải lên hình, đếm số vng ngun ước lượng để ghép phần ô vuông lẻ biên thành ô vuông Từ tổng ô vông ta biết diện tích hình cần đo Xác định diện tích phương pháp hình học nhanh, đơn giản nhiên độ xác thường thấp (sai số 5%) Phương pháp giải tích Khi khu vực cần xác định diện tích đa giác có toạ độ đỉnh xác định, ta dùng cơng thức sau để tính diện tích : Máy đo diện tích Máy đo diện tích có bốn phận chính: Cánh tay đòn cực, cánh tay đòn quay, bánh xe quy phận đọc số Cách đo: đặt kim quay điểm A chu vi hình cần đo, đọc số đọc ban đầu u1 Di chuyển kim quay chu vi trở lại đểm A, đọc số đọc u2 Diện tích hình cần đo xác định theo công thức : S = c (u2 - u1) , c giá trị khoảng chia máy đo diện tích xác định thực nghiệm (hình 7.7) Xác định diện tích máy đo có sai số 0.5% BÀI 2: GIỚI THIỆU MÁY KINH VĨ ĐIỆN TỬ; MÁY THỦY BÌNH (TC: LT: 1giờ - TH: giờ) A MỤC TIÊU: Sau học xong học học sinh có khả năng: - Sử dụng máy thủy bình, máy kinh vĩ; - Trình bày trình tự cân máy thủy bình, máy kinh vĩ; - Cân máy thủy bình, máy kinh vĩ yêu cầu kỹ thuật; - Nâng cao ý thức bảo quản thiết bị, vật tư thực hành; tác phong công nghiệp đảm bảo an toàn lao động B NỘI DUNG: 1.1 Khái niệm máy kinh vĩ; máy thủy bình 1.1.1 Máy kinh vĩ Máy kinh vĩ dụng cụ để đo góc góc đứng Ngồi ra, cịn dùng để đo dài, đo cao với độ xác thấp ... đồ Trắc địa cơng trình trắc địa ứng dụng xây dựng cơng trình Lĩnh vực này, Trắc địa nghiên cứu phương pháp, phương tiện phục vụ thiết kế, thi công xây dựng theo dõi biến dạng cơng trình Trắc địa. .. độ cao - Bài 6: Bố trí cơng trình Đối tượng phục vụ giáo trình sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật Xây dựng Trường Cao đẳng nghề An Giang Trắc địa chuyên môn kỹ thuật cần thiết tất giai đoạn:... nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trắc địa mơđun chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật Xây dựng Trường Cao đẳng nghề An Giang Bởi vậy, việc biên soạn giáo trình Trắc địa để phục vụ công tác