第六章 工程建筑物的施工放样

第六章工程建筑物的施工放样思考题1.工程测量中，测量、观测、监测、放样、测设、定线等概念的有何相同和不同之处?2.什么叫“等影响原则”？什么叫“忽略不计原则”？各适用于什么场合？3.工程测量中有哪些放样方法？各方法之间有何共同之处？适用于哪些场合？4.有哪些道路曲线？曲线测设的特点是什么？可采用哪些方法？参考文献①②③李青岳.（1995），工程测量学，测绘出版社内容提要◆概述◆建筑限差和精度分配◆常用的施工放样方法◆特殊的施工放样方法◆施工放样一体化6.1概述施工放样将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程按设计要求，以一定的精度在实地标定出来，作为施工的依据。一、施工放样的目的内容及其对观测人员的要求目的：与测图的任务相反，它是要把图上的设计转移到地面。内容：1.平面放样：本章的主要内容，长度和角度的放样2.高程放样：原则上采用水准测量，三等网下加密四等，密度上保证一次放样就可放出要放的点。对测量人员的要求：施工放样对测量人员要求非常严格，应有强烈的责任心，不能出错，但必须避免过分强调高精度，95%的是错误、粗差，一般精度不够的情况下很少出现。放样中一般要对放出的点进行检核。二、放样工作的特点及其误差分析1.放样测量中测量误差的影响差异测量时，点位固定，测量误差影响（距离，角度，高度）如图，测量误差影响实测的角度值α≠α’α=α’+δ1+δ2放样时，数据一定，测设误差影响放样的点位。如图，对中误差e使放样点P变成了P′。2.重复观测问题：对放样而言，多一个测回将增加很大的工作量。怎样提高放样精度？而对测量而言，多测回有助于提高精度。3.放样转换成测量问题（归化法）方法：a、初步位置一个测回放出；b、多测回观测，平差，算出平差坐标与设计坐标比较；c、在实地上将初步位置改正到设计位置，改正后点位精度取决于测量精度。结论：高精度放样与测量混在一起，高精度放样的实质是通过测量手段来提高放样精度。主要用于：a、要快速放样，角差图解法b、精度要求高的部位，矩形方格网（布导线，观测，平差，改正到设计位置）。4.方法的选择：应该在设计施工控制网时就考虑桥梁施工网时，就要考虑用哪些点将来放样桥墩，使交会图形有利：a.网点点位选择；b.网的边长长度。决定于现场条件a.水利枢纽：距离较远，交会方法、极坐标法等；b.工业场地：规则，直角坐标法、方向线法等。取决于仪器设备a.测距仪器等，大量采用极坐标法；b.全站仪，直接显示放样点坐标，指挥放样点至设计位置上。确定放样方法•熟悉建筑物的总体布置图和细部结构设计图；•找出主要轴线和主要点的设计位置；•各部件之间的几何关系；•结合现场条件、控制点的分布；•现有的仪器设备。ComparisonbetweenlayoutandsurveyConstructionlayoutTopographicsurveysTosetthelocationandelevationofthedesignstructuretotherealgroundTosurveythestructurefromtherealgroundtothemapAngleLengthElevationAngleLengthElevationTheSequencesofLayoutConstructionnetworkMainbaselineofthestructureDetailslayoutI.MainbaselinelayoutII.DetailslayoutIII.DeformationobservationIV.MeasurementsforAs-builtdrawingsFunctions6.2建筑限差和精度分配一.建筑限差一般工程：总误差允许约为10～30mm。高层建筑物：轴线的倾斜度要求高于1/1000～1/2000。钢结构：允许误差在1～8mm之间；土石方：施工误差允许达10cm；特殊要求的工程项目：其设计图纸都有明确的限差要求。二.精度分配及放样精度要求在精度分配处理中，一般先采用“等影响原则”、“忽略不计原则”处理，然后把计算结果与实际作业条件对照。或凭经验作些调整（即不等影响）后再计算。如此反复直到误差分配比较合理为止。6.3常用的施工放样方法:直接放样方法1.高程放样－水准仪法已有水准点A已知B点设计标高HB定HB标志例：已知水准点A的高程HA=24.376m，要测设某设计地坪标高HB=25.000m。测设过程如下：①在A、B间安置水准仪，在A竖水准尺，在B处设木桩；②对水准尺A读数，设为a=1.534m，则：水平视线高Hi=HA+a=24.376+1.534=25.910m；B点应读数b=Hi-HB=25.910-25.000=0.910m。③调整B尺高度，至b=0.910时，沿尺底做标记即设计标高HB。HiBAabHA=24.376HB=25.000大地水准面*“倒尺”法放样当待放样的高程HB高于仪器视线时（如放样地铁隧道管顶标高时），可以把尺底向上，即用“倒尺”法放样，如图所示，这时，b=HB-(HA+a)。HBHB*高程的传递放样应用：挖基坑放样坑底高程；平整场地；控制房屋基础面的标高、各层楼板的高度和平整度；要求精度高的时候，做些可调整的标志：旋转螺母之类的。2.全站仪无仪器高作业法放样对一些高低起伏较大的工程放样，如：大型体育馆的网架、桥梁构件、厂房及机场屋架等，用水准仪放样就比较困难，这时可用全站仪无仪器高作业法直接放样高程。已知点A点高程HA设计点B的高程HB设目标高为l（反射片是为0）定B点观测数据：OA的距离S1和垂直角a1OB的距离S2和垂直角a2全站仪中心O的高程：H0=HA+l-⊿h1HB=H0+⊿h2-l=HA-⊿h1+⊿h2注：1.此法不需要测的仪器高，精度也很高。2.如果超过距离150m，加大气折射和地球曲率的改正：⊿h=D*tana+（1-k）*D2/2R6.3.1.2角度放样—放样已知数据的水平角已有：测站A、后视方向B已知：水平角数据β(设计已知)定：C方向经纬仪正倒镜分中法CCXCXXβ后视B测站A待定点TCXCXX6.3.1.3距离放样已有：起点A、和AB方向已知：水平距离DAB(设计已知)定：终点B钢尺法测设：经纬仪定线；钢尺测设DAB；用大木桩标定B。注：测设精度要求较高时，考虑距离的改正数，实际测设的距离为：D′=D-ΔDk–ΔDt-ΔDhDAB测距仪法测设:◆在A安置测距仪(或全站仪)；在B附近安置反光棱镜；◆观测AB距离、调整棱镜位置，直至与设计距离相等，定B标志。●测距仪观测斜距时，应读竖直角，改正成平距；●全站仪直接读取平距。6.3.1.4点位放样——将设计的平面点位测设到实地上测设方法测设数据直角坐标法角度β(直角)、距离D极坐标法角度β、距离D距离交会法距离D1、距离D2角度交会法角度β1、角度β2直接坐标法（GPSRTK法）∇现场至少有一条基线(两个相互通视的已知点)(一)直角坐标法(多用于建筑物轴线的放样法)(二).极坐标法例：右图中J、K为已知导线点，P为某设计点位。按图中数据计算在J点用极坐标法测设P点的放样数据β、D。ΔXJK=XK–XJ=+244.092ΔYJK=YK–YJ=-39.637ΔXJP=XP–XJ=-52.110ΔYJP=YP–YJ=+63.775解：②αJK=tg-1((-39.637)/(+244.092))=360°-9°13′25″=350°46′35″αJP=tg-1((+63.775)/(-52.110))=180°-50°44′53″=129°15′07″β=αJP-αJK=129°15′07″-350°46′35″=138°28′32″①D=√(-52.110)2+(63.775)2=82.357mKJPDXK=746.202mYK=456.588mXJ=502.110mYJ=496.225mXP=450.000mYP=560.000m(三)角度交会法(四)距离交会法(五)全站仪坐标法不需计算放样元素，只要提供坐标，操作简便。步骤：全站仪架在已知A点上，输入A、后视点B及待放样点P的坐标；瞄准后视点B定向，按反算方位角键，则仪器自动将测站与后视的方位角设置在该方向上；然后按下放样键，仪器自动在屏幕上用左右箭头提示，应该将仪器往左或右旋转，得到放样到设计的方向线上；通过测距，仪器自动提示棱镜前后移动，得出设计的距离；完成点位放样。(六）GPSRTK放样点位（直角坐标法）实时动态放样点定位RTK提供任意点的三维坐标数据，对于公路中线放样很普通。收集测区的控制点资料；求定测区转换参数（坐标系转换为实地系统）；工程项目的参数设置（Gmait差分软件场地参数的确定与输入）；野外作业（参考点的选择）。(七）后方交会法放样点位一、自由设站法为方便放样，随时通过全站型电子速测仪快速确定测站在三维空间中的一种方法，实质边角联合后方交会。二、基本原理如图，xoy为施工坐标系，i为已知控制点，P为自由设站点。x’Py’是以P为原点，以仪器度盘零方向为x’轴的局部坐标系，ai为x与x’方向的夹角。当在P点观测了到i点的距离和水平方向之后，则有：则利用坐标转换原理得：三、实际操作通常由电子手簿中已有自由设站法程序完成：输入：已知控制点点号，坐标（坐标或由电子手簿自动查找）观测：测站至已知点边长，方向观测值计算：测站坐标，及其精度放样：输入设计坐标可计算放样元素（如极坐标法）6.3.1.5铅垂线放样激光铅直仪对于高大的烟囱或柱子的放样，要求测量人员快速频繁地给出建筑物的中心。在这种情况下，原有的用挂垂球或用经纬仪交会控制垂直度的测量方法已不能满足现代化施工的要求，而运用激光铅直仪则十分方便。1、激光铅直仪仪器结构：•激光管：氦氖激光器发射光束，激光•目镜＋物镜（望远镜放大倍率为30倍）•衍射板：可使聚光点呈小而规则的圆形光斑。200m处，光斑直径5mm。•管水准气泡：使竖直轴处于铅直位置。（格值为）•对中螺旋：使仪器精确对中，移动范围15mm。2、操作方法：a)烟囱底部中央设置仪器井，激光铅直仪固定安置于其中（注意仪器安全）；b)投点时，工作平台安置接收靶，调焦到接收靶距离上；c)整平对中仪器（激光管尾部射出的光束进行对中检查）；d)投射激光束：找光斑之中心与滑模中心之距离；读取滑模中心的偏离值，调整滑板中心位置。6.3.2归化法放样比前述直接放样法的精度要求高的时候采用的方法，通常是在一些精密工程放样中应用。归化法是先采用直接放样法定出待定点的粗略位置P’，然后通过精密测量和计算，将P’归化到精确位置P。6.3.2归化法放样－精确放样β角CC’=(⊿β/ρ)*S或tan（⊿β）*S6.3.2.2归化法放样点位1.距离交会归化法先用直接放样法放样P′点，然后用距离交会法，精确测得P′点到A、B的距离。再用距离差经归化求得P的位置。步骤：直接法放样P′点；距离交会法精确测得P′点到A、B的距离为Sa′，Sb′；距离差⊿Sa=Sa-Sa′，⊿Sb=Sb-Sb′经归化求得P的位置。注：A、B、P三点坐标求得Sa，Sb；规定⊿Sa，⊿Sb向外为正，向内为负。2.角度交会归化法A、B为已知点，待定点P的设计坐标已知，在放样时应计算放样元素βa，βb及Sa，Sb。步骤：先放样过渡点P′；然后观测∠P′AB=βa′，∠ABP′=βb′，并计算角差Δβa=βa−βa′，Δβb=βb−βb′；当Δβ较小时，可用图解法由P′点求P点位置。图解法：白纸上刺出P′，画夹角为a的两条线，用箭头表示出P′A、P′B方向；计算εa=(⊿βa/ρ)*Sa，εb=(⊿βb/ρ)*Sb；作P′A、P′B的平行线，其间距为εa，εb，其符合由⊿βa⊿βb决定，它们的交点即为P点的位置。6.6施工放样一体化1.施工控制测量GPS及全站仪集成的超站仪，能很好地解决大小测区的施工控制测量的问题；2.一般工程施工放样放样点坐