工程建筑物的施工放样 52页

2021/2/13 1 工 程 测 量 学 2 第六章 工程建筑物的 施工放样 3 主要内容 ◆ 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 ◆ 曲线测设 ◆ 施工放样一体化 4 § 6.1 工程建筑物的施工放样概述 一 . 施工放样简述 1. 定义 : 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。 2. 目的 : 将设计的三维坐标在实地标定出来，作为施工的依据。 3. 内容 : (1) 平面位置的放样 (2) 高程位置的放样 (3) 铅垂线放样 5 § 6.1 工程建筑物的施工放样概述 二 . 平面位置的放样方法 1. 基本方法 2. 演变方法 (1) 正倒镜投点法 (2) 轴线交会法 (3) 前方交会的角差图解法 (1) 极坐标法 (2) 直角坐标法 (3) 方向线交会法 (4) 距离交会法 (5) 前方交会法 (6) 全站仪坐标法 (7) GPS-RTK 法 6 已有 ： 测站 A 、后视方向 B 已知 ： 水平角数据  ( 设计已知 ) 定： C 方向 C  C   测站 A 后视 B 待定点 C 经纬仪正倒镜分中法 C  C  角度放样 —— 放样已知数据的水平角 7 钢尺法测设： 经纬仪定线； 钢尺测设 D AB ； 用大木桩标定 B 。 已有 ：起点 A 、和 AB 方向 已知 ：水平距离 D AB ( 设计已知 ) 定 ：终点 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- D k -D t -D h 距离放样 D AB 8 D AB A B 测距仪法测设 : 测距仪 反光棱镜 ◆ 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。 9  现场至少有一条基线 ( 两个相互通视的已知点 ) 测设方法 测设数据 直角坐标法 角度  ( 直角 ) 、 距离 D 极坐标法 角度  、距离 D 距离交会法 距离 D 1 、距离 D 2 角度交会法 角度  1 、 角度  2 直接坐标法 （ GPS RTK 法） 点位放样 —— 将设计的平面点位测设到实地上。 10 ( 一 ). 直角坐标法 72.000m( 检核 ) ( 一 ). 直角坐标法 ( 多用于建筑物轴线的放样 ) A B X  =600.000m Y  =700.000m X  =600.000m Y  =900.000m 建筑基线  现场有控制基线，且待测设的轴线与基线平行。 待建房屋 ① ② A B X  =698.000m Y  =832.000m X  =650.000m Y  =760.000m 60.000m 68.000m 50.000m 48.000m 50.000m 48.000m 11 ( 二 ). 极坐标法 1. 计算放样数据 : A B (X A ,Y A ) (X B ,Y B ) P (X P ,Y P ) 设计 2. 用经纬仪测设  ，用钢尺测设 D ，得 P 点设计位置。  AB =tg -1 Y B - Y A X B - X A  AP =tg -1 Y P - Y A X P - X A = AP - AB D=( X P - X A ) 2 +( Y P - Y A ) 2  AB  AP  D 12 极坐标放样算例 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  、 D 。 K J P X K =746.202m Y K =456.588m X J =502.110m Y J =496.225m X P =450.000m Y P =560.000m  D 解： X JP = X P - X J =-52.110 Y JP = Y P - Y J =+63.775 X JK = X K - X J =+244.092 Y JK = Y K - Y J =- 39.637 ① D=( -52.110 ) 2 +63.775 2 = 82.357m ②  JK =tg -1 =360 ° - 9 1325= 350 4635 -39.637 +244.092 = JP - JK =129 1507- 350 4635= 138 2832  JP =tg -1 =180 ° -50 4453= 129 1507 +63.775 -52.110 13 ( 三 ). 角度交会法 ( 三 ). 角度交会法 A B P (X A ,Y A ) (X B ,Y B ) (X P ,Y P ) 设计 1. 计算  AB 、 AP 、 BP ， 则：  1 = AP - AB  2 = BP - AB  1  2 2. 在测站 A 测设  1 ，得 AP 方向； 在测站 B 测设  2 ，得 BP 方向， 相交得 P 点，定 P 点标志。  测设时， 通常先沿 AP 、 BP 的方向线打“骑马桩”， 然后交会出 P 点位置。  注意 交会角 30 °    150 °  14 ( 四 ). 距离交会法 ( 四 ). 距离交会法 A B P (X A ,Y A ) (X B ,Y B ) (X P ,Y P ) 设计 1. 计算 D AP 、 D BP D AP D BP 2. 在测站 A 用钢尺测设 D 1 ； 在测站 B 用钢尺测设 D 2 ， 相交得 P 点，定 P 点标志  通常待定点 P 离已知点 A 、 B 不超过一尺段，地 面平坦，便于钢尺作业。 15 二 . 平面位置的放样方法 ３ . 综合法 (1) 交极法 (2) 归化法： ① 归化法放样角度 ② 归化法放样点位 ③ 归化法放样直线 § 6.1 工程建筑物的施工放样概述 16 归化法放样－－精确放样  角  用“正倒镜分中法”测设  角 ( 实际得  1 、 C 1 ) ；  多测回观测  BAC ，取平均得 1 ；  计算改正值 C 1 C ，修正得精确位置 C 。 例： 已知 AC 1 =85.00 米，设计值  =36  ， 设测得  1 = 35 ° 59 42 ″ ，计算 修正值 C 1 C 。 解：  =- 1 =18  C 1 C=85tan0 0 18  =0.0074m ≈7mm 得： 点位修正值为 7mm ( 向外 ) 待定点 C 1 测站 A 后视 B  1   C 17 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，然后精确测得 P  到 A 、 B 的 距离。 再用 距离差 经归化求得 P 点 的位置 。 18 2. 角度交会归化法 先放样过渡点 P  ， 然后观测  P  AB=  a  ，  ABP  =  b  ， 计算角差  a  a  a  ,  b  b  b  。 当  较小时，可用 图解法 由 P  点求 P 点位置 。 归化法放样点位 19 归化法放样直线 1. 测小角归化法 先用直接放样方法设置过渡点 P  ，并概量距离 AP  =S 1 。 然后把经纬仪架在 A 点， 测量  BAP  =  ， 计算归化值，并于实地归化， 求得 P 点。 20 2. 测大角归化法 经纬仪不架设在 A 点上测小角，而架在过渡点 P  上测量大角  AP  B=  ， 设  ， 这时可计算归化值。 归化法放样直线 21 构网联测归化法放样 在高精度的施工放样中，控制点通常采用带有强制对中盘的 观测墩 。通过构网联测平差后，将控制点归化到 某一特定的方向 或 几个特定位置 ，便于架仪器直接放样。同样也可以将 控制点 与 直接放样点 一起构网联测，经平差后，求得各直接放样点的归化量，再将放样点归化到设计位置。 22 三 . 点的高程放样方法 1. 水准仪 法 ２ . 全站仪无仪器高 法 § 6.1 工程建筑物的施工放样概述 23 1. 高程放样－水准仪法 已有 水准点 A 已知 B 点设计标高 H B 确定 H B 标高位置 例： 已知水准点 A 的高程 H A =24.376m ，要测 设某设计地坪标高 H B =25.000m 。测设 过程如下：  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 H i = H A +a=24.376+1.534=25.910m B 点应读数 b=H i -H B =25.910-25.000=0.910m H A =24.376 H B =25.000 大地水准面 A B (P114 图 6 -1 ) a H i b 3 调整 B 尺高度，至 b=0.910 时，沿尺底做标记即设计标高 H B 。 常用的施工放样方法 : 直接放样方法 24 “ 倒尺 ” 法放样 当待放样的高程 H B 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=H B -(H A +a) 。 25 高程的传递放样 待测设高差大，用钢尺代替水准尺。 A B 钢尺 H A H B h AB b 1 a 1 b 2 a 2 ① ② ∵ h AB =H B -H A =(a 1 -b 1 )+(a 2 - b 2 )  b 2 =(a 1 -b 1 )+a 2 -h AB  同样方法也可向高处传递高程。 26 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。 27 四 . 铅垂线的放样 1. 经纬仪＋弯管目镜法 ２ . 光学铅垂仪法 ３ . 激光铅垂仪法 § 6.1 工程建筑物的施工放样概述 28 铅垂线放样  挂垂球得铅垂线 精度差，稳定性差 ( 易受风力影响 ) ，操作费力。  用专用仪器 —— 铅垂仪 投测铅垂线 (P149 图 ) 1. 能向上、下瞄出精确的铅垂视线 2. 能向上、下投射出精确的铅垂激光束 ∼ 1/30000 1/200000 生产厂 型号 铅垂线精度 日本 SOKKIA 公司 PD3 1/40000 瑞士 leica 公司 WILD NZL WILD NL WILD ZL 部分铅垂仪及型号： 29 铅垂仪 30 五 . 刚体的放样定位 一个刚体在三维空间中有 六个自由度， 即三个平移量 X 、 Y 、 Z 和分别绕 x 、 y 、 z 轴旋转的三个量  x 、  y 、  z 。 要确定刚体在三维空间中的 位置， 也就是要固定这 六个自由度。 31 1. 三角高程点法； 2. 水准器法； 3. 两台经纬仪投影法 4. 定位销法 5. 方向线法 五 . 刚体的放样定位 32 六 . 放样工作的特点 2. 重复观测问题： 测量： 直接影响测量的角值 放样： 放样的元素不变，放样点位变化（或影响待定边的方向） 1. 仪器对中误差对放样与测量影响的差异 测量与放样均采用测回法，取平均值。 3. 放样工作转化为测量工作 (1) 初步放样（一个测回）； § 6.1 工程建筑物的施工放样概述 33 (2) 多测回观测，平差，计算； (3) 将放样点改正（改化）到设计位置。 放样点的精度与测量精度有关。 七 . 放样方法的选择 1. 熟悉建筑物的总体布置图和细部结构设计图 ； 2. 找出主要轴线和主要点的设计位置； 3. 各部件之间的几何关系； 4. 在设计控制网时，要考虑放样的方法； 5. 取决于现场条件；如控制点位置，现有仪器等 §6.1 工程建筑物的施工放样概述 34 § 6.2 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 ； 对高层建筑物：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 ； 对特殊要求的工程项目，其设计图纸都有明确的限差 要求。 定义： 工程建筑物竣工后实际位置相对于设计位置 的 极限误差 。 35 二 . 精度分配 在精度分配处理中，一般先采用“ 等影响原则 ”或“ 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。 § 6.2 建筑限差和精度分配 36 1. 等影响原则 影响建筑限差的主要因素有： 测量工作误差 施工误差 构件制造误差 设计允许总误差 § 6.2 建筑限差和精度分配 假定 则有 1 D 2 D 37 2. 忽略不计原则 建筑误差主要有施工误差 § 6.2 建筑限差和精度分配 则有， 设 则 取 时， 引起 和测量工作误差 38 § 6.3 施工放样的精度分析 一、极坐标法放样精度分析 1. 对中误差对放样点位的影响 它在两坐标轴方向的分量分别为： 则对中误差 e 对 P 点的影响在两坐标轴方向上的误差分别为： A B P X Y C S P ′ P ″ 39 § 6.3 施工放样的精度分析 其总影响为： 根据中误差与真误差的关系， 40 § 6.3 施工放样的精度分析 当 n 足够大时， 则， 2. 测角误差 对放样点位的影响 41 3. 量距误差对放样点位的影响 或 4. 地面表标定点位误差 所以，极坐标法放样总误差为： 结论： （ 1 ）增大才 C ，则 S/C 变小，即后视远一些，可减小对中误差的影响； 42 A B P X Y P ″ C S P ′ 二、直角坐标法放样精度分析 （ 2 ） S 增大， m 增大，即放样点 距离控制点不能太远； （ 3 ） 放样的角度 a 不能太小； （ 4 ）仔细对中，仔细标定。 43 § 6.4 特殊施工放样方法 香港宝莲寺天坛大佛为露天青铜大佛，大佛外表呈古铜色，盘膝端坐在由 20 块青铜铸成的莲花座台。佛像高 23.2m ，莲花座高 26.6m ，最大外围直径约为 18m ，佛像外壁由 202 块厚度约为 1cm 的各种造型的锡青铜壁板拼组焊接而成。 1. 香港宝莲寺天坛大佛施工中的特殊测量和放样 44 45 46 47 2. 对跨海大桥工程采用网络 RTK 法放样 某跨海大桥工程连接岸上深水港航运中心与 30km 外的近海小岛，为满足航运的要求，中部主跨宽 430m ，设大型双塔双索斜拉桥。为确保施工速度与施工质量，采用了变水上施工为陆上施工的方案，在两个主桥墩位置各沉放一个预制钢施工平台，每个预制钢施工平台由 12 个导管架组成，通过测量指挥导管架沉放到位后，在导管中打入钢管固定导管架，拼装作业平台。 48 3. 大型不规则场馆的施工放样 上海国际会议中心位于浦东的黄浦江畔，她是由两个大型球体与建筑连成一体，造型十分新颖、别致。球体网架材料采用特殊的矩形钢管，球体网架下部支撑于 3 层平台、上部支撑于 6 层平台并设置水平支座，球体内部有四层，球体与主建筑不规则相交， 3 ～ 6 层间约有 3/4 个球面镶嵌在建筑物上， 6 层以上为完整球面。球体边部与剪力墙相交处设置垂直支座；球体为双向正交肋环单层网壳，由 9 根主经杆和 63 根次经杆，以及 22 圈纬杆构成。 49 50 51 52 3. 大型不规则场馆的施工放样