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　　1H412000 机电工程专业技术

　　机电工程项目专业技术是机电工程施工技术的专业理论基础，机电工程涉及的专业技术很多，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。

　　1H412010 测量技术

　　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。工程测量直接影响着工程项目的质量等级、结构性能、建(构)筑物的使用安全及机电工程系统的安全运行等。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、竣工图的绘制及常见的机电工程中的测量。

　　一、工程测量的目的和内容

　　1.工程测量的目的

　　(1)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。

　　(2)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。

　　2.主要内容

　　(1)建立施工控制网。

　　(2)建筑物、构筑物的详细测设。

　　(3)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。

　　(4)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：

　　1.目的不同。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。

　　2.精度要求不同。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。

　　3.工程测量工序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，熟悉图纸上的设计数据，了解施工的全过程，并掌握施工现场的变动情况，使工程测量工作能够与施工密切配合。

　　4.受施工干扰。施工场地上工种多、交叉作业频繁，并要填、挖大量土石方，地面变动很大，又有车辆等机械振动，因此各种测量标志必须埋设稳固且在不易破坏的位置。解决办法是采用二级布设方式，即设置基准网和定线网。基准网远离现场，定线网布设于现场，当定线网密度不够或者现场受到破坏时，可用基准网增设或恢复之。定线网的密度应尽可能满足一次安置仪器就可测设的要求。

　　三、工程测量的原则和要求

　　1.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。

　　2.工程测量的要求。工程测量责任重大，稍有差错，就会酿成工程事故，造成重大损失。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。

　　1.高差法——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。

　　2.仪高法——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，在工程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。每两个点位都可连成一条直线(或基准线)。

　　1.保证量距精度的方法

　　返测丈量，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。

　　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，用水准仪测出的标志具体数值。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、工程测量的程序

　　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

　　竣工总平面图是设计总平面图在施工后实际情况的全面反映，所以设计总平面图不能完全代替竣工总平面图。编绘竣工总平面图的目的：

　　(1)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;

　　(2)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;

　　(3)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，好是随着工程的陆续竣工相继进行编绘。一面竣工，一面利用竣工测量成果编绘竣工总平面图。如发现地下管线的位置有问题，可及时到现场查对，使竣工图能真实反映实际情况。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)测量竣工图的作用

　　1.机电工程测量竣工图是进行交竣工验收时的重要资料之一。

　　2.测量竣工图绘制的内容及深度反映出机电工程施工质量是否符合设计和规范的要求。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，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。

　　(三)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：

　　1.工业厂房及一般建筑物，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。

　　2.铁路和公路，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。

　　3.地下管网，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。

　　4.架空管网，包括转折点、结点、交叉点的坐标，支架间距，基础面高程。

　　5.其他，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。

　　(四)测量竣工图的绘制

　　1.绘制测量竣工图要求：

　　(1)实测数据与竣工图上的坐标点必须是一一对应的关系。

　　(2)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。

　　2.机电工程测量竣工图的绘制内容。.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。

　　例如，长输给水管线测量竣工图的绘制;长输动力管线(热力管线、煤气管线等)测量竣工图的绘制;工艺管线(各种化学液体管道、气体管道)测量竣工图的绘制等。

　　3.竣工总平面图的绘制

　　(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)如果施工的单位较多，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：

　　1.测量设置大型设备内控制网。

　　2.进行基础定位，绘制大型设备中心线测设图。

　　3.进行基础开挖与基础底层放线。

　　4.进行设备基础上层放线。

　　(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。设备安装平面基准线不少于纵、横两条。

　　2.安装标高基准点的测设：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

　　1.测量内容。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。

　　2.测量步骤

　　(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：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，管线的起点、终点及转折点称为管道的主点。其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。

　　(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。

　　(3)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

　　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弧垂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。