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民國115年 普通考試 土木工程 測量學與土木施工學概要考古題
民國115年 普通考試 土木工程 測量學與土木施工學概要收錄考選部官方試題,共 4 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。
題目與答案
請分別就閉合導線以及附合導線說明坐標閉合差之意義,此外若某次測
線總長度約為3 km 之閉合導線其坐標閉合差為12 cm,則該導線閉合比
數為何?(25 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、坐標閉合差之意義:導線測量係自已知點出發,逐站觀測水平角與距離,據以推算各點坐標。由於角度觀測、距離量測及定心、照準等誤差不可避免,推算所得終點坐標與應有坐標之間必有差異,此差異即為坐標閉合差(coordinate misclosure),通常以縱距方向分量ΔX與橫距方向分量ΔY表示,其大小為W=√(ΔX²+ΔY²)。 二、閉合導線之閉合差:閉合導線(closed traverse)自某一點出發,繞行一周後回到同一點,理論上各邊縱距與橫距之代數和均應為零,即ΣΔX=0、ΣΔY=0。故其閉合差即為ΣΔX與ΣΔY,理想值為零;實務上以W=√[(ΣΔX)²+(ΣΔY)²]表示,閉合差愈小代表測線精度愈高。 三、附合導線之閉合差:附合導線(connecting traverse)由一已知點出發,附合至另一已知點,兩端均具已知坐標或已知方位角。其閉合差為實測推算之終點坐標與已知終點坐標之差,即ΔX=X計算−X已知、ΔY=Y計算−Y已知;因兩端均有檢核條件,尚可同時檢核方位角閉合差,精度要求通常較閉合導線嚴謹。 四、閉合比數計算:閉合比數(precision ratio)定義為坐標閉合差W與測線總長L之比值,一般以1/N表示,N=L/W。本題L≈3 km=3,000 m,W=12 cm=0.12 m,故N=3,000÷0.12=25,000,閉合比數為1/25,000。 五、判定與說明:閉合比數1/25,000表示每25,000單位測線長度產生1單位閉合差,數值愈大精度愈高。一般圖根導線約要求1/5,000以上、幹導線約1/10,000以上,故本題成果尚符精度要求;惟仍應配合角度閉合差檢核、系統誤差分析及多餘觀測之平差結果綜合判定,不宜僅憑閉合比數論斷。
某部電子測距儀,其測距精度為/
(Amm+Bppm),請分別說明A 跟B
的意義,並計算該部儀器測量一段約1.2 公里的距離時,其測距誤差為
何?(25 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、精度表示式之意義:電子測距儀(EDM, electronic distance measuring)規格常以±(A mm + B ppm)表示,其中A為固定誤差(constant error),B為比例誤差(scale error),ppm為百萬分之一(parts per million),代表每百萬單位長度所產生之誤差量,亦即每公里約產生B毫米。 二、A(mm)之意義:A與測距長度無關,屬加常數誤差,主要來源包括儀器與稜鏡之加常數(稜鏡常數)未歸零、定心與照準誤差、相位量測解析度、內部電子延遲等。此項誤差對短距離之影響比例甚大,故短距測量時應特別注意儀器加常數之檢定與歸零。 三、B(ppm)之意義:B與測距長度成正比,屬乘常數誤差,主要來源為振盪器頻率(時基)誤差、大氣折射率改正不確實(溫度、氣壓、濕度影響)、調變頻率漂移等。1 ppm相當於每1 km產生1 mm誤差,長距離測量時此項誤差成為主導因素。 四、計算步驟:距離D=1.2 km=1,200 m=1.2×10⁶ mm。比例誤差量=B×D=B×1.2 mm;總誤差若採最不利線性疊加為m=A+1.2B(mm),若視A、B為獨立隨機誤差則以m=√[A²+(1.2B)²]合成。惟本題未給定A、B數值,題目資料缺漏,無法得出唯一數值,僅能列出上式並於已知A、B後代入。 五、應用說明:例如規格為±(2 mm+2 ppm)時,1.2 km之誤差約為2+2.4=4.4 mm(線性疊加)或√(4+5.76)≈3.1 mm(隨機合成)。實務上應以儀器檢定報告之A、B值計算,並加計定心、稜鏡高、大氣改正及重複觀測之影響,方能正確評估成果精度。
施工機械為土木工程施工中不可或缺之設備,其中移動式起重機常應用
於構件吊裝及材料吊運作業。請說明移動式起重機作業前應辦理之準備
與檢查事項、吊裝作業中應注意之安全事項,以及常見吊裝事故之原因
與預防方法。(25 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、作業前準備事項:應先勘查作業場所之地盤承載力與地形,軟弱地盤須鋪設鋼板或墊木以擴大支承面積;確認架空線路位置及應保持之安全距離;依吊重與作業半徑查閱起重機額定荷重表(load chart)擬定吊裝計畫;完成交通維持與作業半徑警戒圍設,並確認操作人員具起重機操作證照、吊掛作業人員受過專業訓練。 二、作業前檢查事項:依規定實施自動檢查,包括外伸撐座(outrigger)是否全伸並鎖固、機身是否水平、輪胎或履帶狀況、制動與離合器、鋼索與吊鉤有無變形斷絲或脫槽、過負荷預防裝置及各項限位器、警報與滅火器、液壓系統有無漏油;吊索、吊鏈、吊帶及吊掛配件並應檢查有無斷裂磨損,確認安全係數。 三、吊裝作業中安全事項:應先將吊物吊離地面20至30公分試吊,確認重心、索具與煞車正常後再行起吊;嚴禁超載、斜吊與側拉;吊索夾角不宜過大以免張力劇增;吊物下方及旋轉半徑內嚴禁人員進入;由單一指揮人員以手勢或無線電統一指揮;風速過大或雷雨時應停止作業,並與高壓電線保持規定安全距離。 四、常見事故原因:包括超載吊裝、外伸撐座未伸出或地盤沉陷導致翻覆、吊索或吊鉤斷裂造成吊物脫落、斜吊側拉致機身傾覆、碰觸架空高壓線感電、人員擅自進入吊物下方遭撞擊、指揮訊號不一致或操作視線受阻、機具老舊與保養不良、未依荷重表作業等。 五、預防方法:落實作業前風險評估與吊裝計畫審查,精算吊重與作業半徑並選用適當機具;強化地盤改良與撐座墊板;建立每日自動檢查與定期檢查制度;實施勤前教育並統一指揮手勢;設置警戒區與監視人員,加裝過負荷及區域限制裝置;訂定惡劣天候停工標準,並依起重升降機具安全規則及職業安全衛生設施規則辦理。
巨積混凝土(Mass Concrete)常見於堤壩、擋土牆、海岸防護結構等工
程,若施工控制不當,可能因水泥水化熱與內外溫差而產生裂縫,影響
結構耐久性。請說明巨積混凝土產生溫度裂縫之原因、材料與配比控制
要點,以及澆置與養護期間降低水化熱及溫差之主要措施。(25 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、溫度裂縫成因:巨積混凝土(mass concrete)斷面厚大,水泥水化熱不易散失,內部溫度常升至60至70°C以上,而表面散熱較快、溫度較低,形成內外溫差;內部膨脹受基礎或表層束制(restraint),表面則因降溫收縮,當溫差引致之拉應力超過混凝土當時之抗拉強度,即產生表面裂縫或貫穿裂縫。 二、材料與配比控制:宜選用低熱水泥(如第Ⅱ型水泥)或摻用爐石粉、飛灰等卜作嵐材料(pozzolan)以降低水化熱;減少水泥用量、降低水膠比;採用粒徑較大且級配良好之骨材以減少拌和水量;摻用緩凝劑延緩凝結放熱;避免使用早強水泥;配比應先經試拌與溫度分析確認,必要時掺用收縮減劑。 三、澆置前降溫措施:控制混凝土入模溫度(一般不宜超過32°C,重要結構另有更嚴規定),可採預冷骨材(灑水、遮陽)、以冰水或液態氮拌和、冷卻拌和水、避免中午高溫時段澆置、縮短運輸與等待時間;模板、鋼筋及基礎應先灑水降溫,避免吸收混凝土水分與熱量。 四、澆置與養護期間措施:採分層分段澆置以利散熱,控制層厚與澆置速度;於混凝土內部埋設冷卻水管通冷水降溫,並控制進出水溫與降溫速率;表面覆蓋塑膠布、草袋或隔熱毯保溫,減緩散熱以降低內外溫差;埋設測溫計監測內部、表面及外界溫度,控制降溫速率(如每日不超過2至3°C)與內外溫差於規範容許範圍。 五、綜合管理:設置適當施工縫或收縮縫以釋放束制;避免寒流或日夜溫差大時拆模,拆模後立即覆蓋養護;養護期間不得中斷灑水並延長養護時間;將溫度監測結果回饋調整冷卻與保溫措施,確保溫差與降溫速率符合規範要求,以降低溫度裂縫發生機率並維持結構耐久性。