運(yùn)用測(cè)量學(xué)對(duì)不規(guī)則構(gòu)件進(jìn)行放樣

1、商丘科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))編號(hào)：畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：如何運(yùn)用測(cè)量學(xué)對(duì)不規(guī)則構(gòu)件進(jìn)行放樣系 別 ： 建筑工程系 專 業(yè) ： 建筑工程技術(shù) 姓 名 ： 成 績(jī) ： 指導(dǎo)教師 ： 2011年5月21日13目錄目錄I摘要II前言11.淺談球體結(jié)構(gòu)建筑物的施工放樣21.1案例21.2該球體結(jié)構(gòu)放樣的特點(diǎn)21.3測(cè)量的要求31.4記錄與計(jì)算31.5所需測(cè)量?jī)x器32.工程測(cè)量的概況42.1工程控制測(cè)量42.2建筑物的放樣與監(jiān)測(cè)42.3工程數(shù)據(jù)庫(kù)和檔案信息系統(tǒng)的建立53.闡述測(cè)量學(xué)對(duì)不規(guī)則構(gòu)件進(jìn)行放樣的過(guò)程73.1放樣控制網(wǎng)的布設(shè)73.2 三維坐標(biāo)法放樣73.3 鋼結(jié)構(gòu)球體網(wǎng)架安裝步驟9結(jié)束語(yǔ)11參考

2、文獻(xiàn)12摘要工程測(cè)量的發(fā)展是相關(guān)技術(shù)推動(dòng)和應(yīng)用需求牽引共同作用的結(jié)果。工程測(cè)量不只是一項(xiàng)技術(shù)，更重要的是一種服務(wù)。單純的技術(shù)發(fā)展將會(huì)遇到挑戰(zhàn)，如何面向用戶，為用戶提供所需的服務(wù)將決定工程測(cè)量的未來(lái)命運(yùn)。從應(yīng)用的角度討論工程測(cè)量的發(fā)展需求，提出了若干建議。而球體結(jié)構(gòu)建筑物的施工放樣有別于一般建筑物的放樣。球體結(jié)構(gòu)具有造型新穎，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以其施工放樣造成的難度要遠(yuǎn)高于一般建筑物。關(guān)鍵詞：工程測(cè)量 球體結(jié)構(gòu)建筑物 施工 放樣前言測(cè)繪學(xué)是“研究地理信息的獲取、處理、描述和應(yīng)用的學(xué)科。其內(nèi)容包括研究測(cè)定、描述地球的形狀、大小、重力場(chǎng)、地表形態(tài)以及它們的各種變化，確定自然和人造物體、人工設(shè)施的空間位置及

3、屬性，制成各種地圖和建立有關(guān)信息系統(tǒng)”。最近修訂的中華人民共和國(guó)測(cè)繪法將測(cè)繪描述為“對(duì)自然地理要素或者地表人工設(shè)施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進(jìn)行測(cè)定、采集、表述以及對(duì)獲取的數(shù)據(jù)、信息、成果進(jìn)行處理和提供的活動(dòng)”。測(cè)繪學(xué)古老而年輕。20世紀(jì)空間技術(shù)、信息技術(shù)的突破性發(fā)展使測(cè)繪學(xué)產(chǎn)生了巨大變革，煥發(fā)出無(wú)窮的生命力?，F(xiàn)代測(cè)繪學(xué)按服務(wù)對(duì)象可以劃分為3大層次。第1層次以建立全球、區(qū)域和局部控制骨架和為地球動(dòng)力學(xué)研究服務(wù)為使命，可稱為大地測(cè)量；第2層次以獲取、管理和表達(dá)城市、區(qū)域、國(guó)家乃至全球空間基礎(chǔ)信息為目的，可統(tǒng)稱地形測(cè)量（或稱景觀測(cè)繪）；第3層次則以測(cè)繪工程和工業(yè)目標(biāo)及其周邊環(huán)境的形態(tài)與變化并

4、為各種工業(yè)與民用工程和城市勘察、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理提供服務(wù)為己任，即工程測(cè)量。而對(duì)于不規(guī)則構(gòu)件的施工放樣有別于一般建筑物的放樣。如:球體結(jié)構(gòu)具有造型新穎，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以其施工放樣造成的難度要遠(yuǎn)高于一般建筑物。為了保證其施工質(zhì)量安全，必須建立一個(gè)可靠的施工放樣控制網(wǎng)及施工方案。施工方案要密切配合土建施工，要具有快捷、精度高的特點(diǎn)。1.淺談球體結(jié)構(gòu)建筑物的施工放樣1.1案例該國(guó)際會(huì)展中心是由一個(gè)大型球體與建筑連成一體，造型十分新穎別致。球體結(jié)構(gòu)位于17.3m高樓頂。球體網(wǎng)架材料采用特殊的矩形鋼管，球體網(wǎng)架下部支撐于3層平臺(tái)、上部支撐于6層平臺(tái)并設(shè)置水平支座，球體內(nèi)部有四層，球體與主建筑不

5、規(guī)則相交，36層間約有34個(gè)球面鑲嵌在建筑物上，6層以上為完整球面。球體邊部與剪力墻相交處設(shè)置垂直支座；在4、5、6層鋼筋混凝土樓板上設(shè)有與球體相連接的水平梁。球體為雙向正交肋環(huán)單層殼，由9根主經(jīng)桿和63根次經(jīng)桿，以及22圈緯桿構(gòu)成，鋼結(jié)構(gòu)呈穹隆形，并鑲嵌玻璃幕墻。按設(shè)計(jì)要求，所有桿件結(jié)點(diǎn)位置要求誤差不得超過(guò)土5mm。為確保精度滿足設(shè)計(jì)要求，把此項(xiàng)誤差當(dāng)做極限誤差，也就要求所有桿件結(jié)點(diǎn)位置的中誤差控制在土2.5mm以內(nèi)。由于工程工期緊，測(cè)量工作必須與快速施工要求相一致。又由于球體中心位置需建鋼筋混凝土立柱而無(wú)法架設(shè)儀器等特點(diǎn)，并考慮精度要求以及現(xiàn)場(chǎng)腳手架遮擋等施工干擾因素，擬訂以三維坐標(biāo)法為主

6、的施工放樣方案，由袖珍計(jì)算機(jī)配合全站儀組成實(shí)時(shí)三維放樣測(cè)量系統(tǒng)。1.2該球體結(jié)構(gòu)放樣的特點(diǎn)1.2.1 實(shí)現(xiàn)全站儀與袖珍計(jì)算機(jī)的連接通信，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可直接傳輸給計(jì)算機(jī)，避免了數(shù)據(jù)抄記、輸入過(guò)程中的錯(cuò)誤； 1.2.2 所有計(jì)算及平差全由袖珍計(jì)算機(jī)程序完成，大大減輕了人工計(jì)算的復(fù)雜性；1.2.3本項(xiàng)目每層所有的控制點(diǎn)(每層72點(diǎn)，共4層)成果均存入袖珍計(jì)算機(jī)，使用時(shí)只要輸入點(diǎn)號(hào)就能調(diào)出三維坐標(biāo)；1.2.4 所有經(jīng)、緯桿結(jié)點(diǎn)的放樣坐標(biāo)均存入袖珍計(jì)算機(jī)中，放樣時(shí)，只要輸人測(cè)站號(hào)、后視方向號(hào)及放樣點(diǎn)號(hào)，就能調(diào)出相應(yīng)的放樣坐標(biāo)及放樣元素，以供直接放樣，大大簡(jiǎn)化了外業(yè)步驟。1.2.5 此施工放樣與土建施工結(jié)合密

7、切，所以放樣中要求測(cè)量人員配合土建施工，加強(qiáng)自檢、互檢、專檢工作，放樣定位精益求精，復(fù)測(cè)檢查一絲不茍，切實(shí)保證好每一道工序質(zhì)量。1.3測(cè)量的要求1.3.1嚴(yán)格執(zhí)行儀器說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的操作程序。1.3.2測(cè)距前應(yīng)先檢查電池電壓是否符合要求，信號(hào)指示器指針應(yīng)在最佳回光信號(hào)范圍內(nèi)。1.3.3晴天作業(yè)時(shí)儀器必須打傘，順光測(cè)距時(shí)，應(yīng)注意避免反光鏡反射陽(yáng)光，嚴(yán)禁將照準(zhǔn)頭對(duì)向太陽(yáng)，嚴(yán)禁有另外的反光鏡位于測(cè)線或測(cè)線延長(zhǎng)線上。步話機(jī)亦應(yīng)暫停通話。1.3.4應(yīng)在規(guī)定的測(cè)程內(nèi)使用規(guī)定的棱鏡個(gè)數(shù)。1.3.5架設(shè)儀器后，測(cè)站、鏡站不準(zhǔn)離人。1.4記錄與計(jì)算1.4.1在測(cè)量手簿上書(shū)寫(xiě)之前應(yīng)先熟悉表上各項(xiàng)內(nèi)容及填寫(xiě)，計(jì)算方法

8、，并按標(biāo)準(zhǔn)削好3H繪圖鉛筆。1.4.2記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)之前，應(yīng)將表頭各項(xiàng)內(nèi)容無(wú)一遺漏地填寫(xiě)齊全。1.4.3觀測(cè)者讀數(shù)后，記錄者應(yīng)立即復(fù)誦回報(bào)以資檢核，并隨即在手簿的相應(yīng)欄中填寫(xiě)，不得另紙記錄后轉(zhuǎn)抄。1.4.4記錄時(shí)要求字體端正清晰，數(shù)位對(duì)齊，數(shù)字齊全，表示精度或占位的“0”不能省略，字體高度一般占格高的1/2-1/3，字腳靠近底線。1.4.5觀測(cè)數(shù)據(jù)的尾數(shù)不得更改，讀錯(cuò)、記錯(cuò)后必須重測(cè)、重記。1.4.6觀測(cè)數(shù)據(jù)的前幾位出錯(cuò)時(shí)，應(yīng)用橫格尺比齊，自左下至右上劃去錯(cuò)誤的數(shù)字（保持原數(shù)字清晰可辨），并在原數(shù)字上方書(shū)寫(xiě)正確數(shù)字，不得涂擦、描改已寫(xiě)好的數(shù)據(jù)，禁止“連環(huán)改”。1.4.7取位修正規(guī)則：擬舍去的第一

9、位數(shù)字是0-4則舍去；是6-9則進(jìn)位1；是5時(shí)其右面數(shù)字并非全是0，則位進(jìn)1，否則按保留的末位數(shù)“奇進(jìn)偶不進(jìn)”。1.5所需測(cè)量?jī)x器 1.5.1全站儀，測(cè)程 3km ，測(cè)距精度：（ 2mm +2ppm D ） 測(cè)角精度:2 1.5.2 DS3 水準(zhǔn)儀 1.5.3 50m 鋼尺 2.工程測(cè)量的概況2.1工程控制測(cè)量控制測(cè)量為工程測(cè)量提供控制骨架和參考基準(zhǔn)，因此工程測(cè)量的發(fā)展離不開(kāi)工程控制測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)代空間信息技術(shù)特別是衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)的突破性發(fā)展已經(jīng)為工程控制測(cè)量增添了新的活力，使工程控制測(cè)量手段產(chǎn)生了巨大變革。這種變革體現(xiàn)在個(gè)方面，一是傳統(tǒng)的三角測(cè)量、三邊測(cè)量、邊角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量等測(cè)量手段

10、正在被衛(wèi)星定位測(cè)量所替代，二是傳統(tǒng)的平面和高程控制測(cè)量分別布設(shè)、分別施測(cè)、分別處理的狀況正在被建立統(tǒng)一的維控制網(wǎng)所取代。變革導(dǎo)致了工程控制測(cè)量成果質(zhì)量的進(jìn)一步穩(wěn)定可靠和作業(yè)效率的大幅度提高。從技術(shù)層面上講，目前差分GPS、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTKK）技術(shù)已經(jīng)成熟，并成為各等級(jí)平面控制測(cè)量（包括工程控制測(cè)量）的標(biāo)準(zhǔn)方法。我國(guó)一些城市或地區(qū)已經(jīng)或正在建立GPS差分基準(zhǔn)站網(wǎng)，面向?qū)I(yè)應(yīng)用部門和公眾提供高、中精度的GPS定位服務(wù)，這將使基于的測(cè)繪技術(shù)進(jìn)入全方位應(yīng)用階段。幾何水準(zhǔn)測(cè)量一直是高程控制測(cè)量的經(jīng)典方法，這種方法耗時(shí)費(fèi)力、作業(yè)效率低。上世紀(jì)六七十年代以來(lái)，隨著電子測(cè)距技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了電子測(cè)距三角高

11、程測(cè)量，目前電子測(cè)距三角高程測(cè)量已可以代替三四等甚至二等水準(zhǔn)測(cè)量，國(guó)內(nèi)一些規(guī)范也已采納了相應(yīng)成果。數(shù)字水準(zhǔn)儀的面世，使古老的水準(zhǔn)測(cè)量正在向智能化和自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。在工程測(cè)量中，數(shù)字水準(zhǔn)儀比傳統(tǒng)的光學(xué)水準(zhǔn)儀將有著更廣泛的應(yīng)用。GPS高程測(cè)量近年來(lái)受到廣泛關(guān)注，一些研究和實(shí)踐表明，GPS技術(shù)在高程控制測(cè)量中的應(yīng)用潛力巨大，前景廣闊。除美國(guó)GPS衛(wèi)星系統(tǒng)外，俄羅斯的GLONASS，特別是歐洲的Galileo系統(tǒng)值得關(guān)注?？梢灶A(yù)計(jì)，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)將成為高精度、實(shí)時(shí)、三維定位的主要手段。我們認(rèn)為，應(yīng)用衛(wèi)星定位系統(tǒng)、全站儀及數(shù)字水準(zhǔn)儀快速建立高精度維工程控制網(wǎng)，發(fā)展先進(jìn)實(shí)用的測(cè)

12、量數(shù)據(jù)處理技術(shù)，大力提高工程控制測(cè)量的成果質(zhì)量與作業(yè)效率，將繼續(xù)成為未來(lái)工程控制測(cè)量發(fā)展的基本要求。2.2建筑物的放樣與監(jiān)測(cè)隨著大型工程建設(shè)（如大型橋梁、高聳建構(gòu)筑物、大型劇院、大型體育設(shè)施等）的不斷增加，當(dāng)前迫切需要發(fā)展快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、有效的空間放樣測(cè)設(shè)技術(shù)。由于工程建設(shè)場(chǎng)地的復(fù)雜性、大型工程設(shè)施結(jié)構(gòu)的多樣性和工程施工時(shí)間的緊迫性，要求對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行（準(zhǔn)）實(shí)時(shí)的空間放樣測(cè)設(shè)。我們認(rèn)為，基于智能化全站儀、激光、遙測(cè)、遙控和通訊等技術(shù)的集成式精密空間放樣測(cè)設(shè)技術(shù)將具有良好的應(yīng)用前景。智能化全站儀又稱高端全站儀（High-end Total Station），是指具有較大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、較豐富的

13、內(nèi)置軟件并可與計(jì)算機(jī)方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊甚至自動(dòng)操作的全站儀。當(dāng)前全站儀呈現(xiàn)出兩種發(fā)展趨向5：一是在價(jià)格降低的同時(shí)，測(cè)量與處理能力進(jìn)一步增強(qiáng)；二是產(chǎn)品持續(xù)改進(jìn)，新型號(hào)儀器不斷問(wèn)世。許多全站儀都具有兩種作業(yè)方式，即使用棱鏡和不使用棱鏡；不使用棱鏡的可測(cè)量距離一般在:100200米左右，測(cè)量精度達(dá)到（5+210-6D）KH=中的O和H分別為該段線元起點(diǎn)里程和終點(diǎn)里程A、 B、Z是Gauss-Legendre求積公式中的插值系數(shù) B、 C 、E、Z是Gauss-Legendre求積公式中的求積節(jié)點(diǎn)C、 XJ 置鏡點(diǎn)X坐標(biāo)D、 YJ 置鏡點(diǎn)Y坐標(biāo)E、 XH 后視點(diǎn)X坐標(biāo)F、 YH 后視點(diǎn)Y坐標(biāo)G、 X放

14、樣點(diǎn)X坐標(biāo)H、 Y放樣點(diǎn)Y坐標(biāo)I、 L實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)點(diǎn)距置鏡點(diǎn)距離J、 P實(shí)測(cè)置鏡點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)連線和置鏡點(diǎn)與后視點(diǎn)連線的夾角K、 T置鏡點(diǎn)點(diǎn)號(hào)ZJDHL、 N后視點(diǎn)點(diǎn)號(hào)HSDHM、 HSJL= 后視距離（置鏡點(diǎn)與后視點(diǎn)之間距離）N、 ANG = 全站儀歸零放樣撥角O、 QSJL= 前視距離（置鏡點(diǎn)與放樣點(diǎn)之間距離）(2)顯示部分：X=正算時(shí)，計(jì)算得出的所求點(diǎn)的X坐標(biāo) Y=正算時(shí)，計(jì)算得出的所求點(diǎn)的Y坐標(biāo)K=反算時(shí)，計(jì)算得出的所求點(diǎn)的里程L=反算時(shí)，計(jì)算得出的所求點(diǎn)的邊距3.3 鋼結(jié)構(gòu)球體網(wǎng)架安裝步驟3.3.1 先在地面將經(jīng)向桿件在胎模上預(yù)拼裝成大約6.5m長(zhǎng)的構(gòu)件，球體經(jīng)向桿件分成56段。自支座起向上逐條

15、安裝。安裝時(shí)，在6層以下部位以外腳手架為主支撐，用手拉葫蘆將預(yù)拼的經(jīng)向桿件吊起、就位。3.3.2 安裝第一根經(jīng)向桿時(shí)，須待4層(+2390m)砼澆筑完成，在該層砼板側(cè)向設(shè)置預(yù)埋件，以便經(jīng)桿安裝時(shí)作固定支撐點(diǎn)。用腳手鋼管、扣件組成空間桁架固定經(jīng)桿上部。3.3.3 通過(guò)測(cè)量?jī)x器確定系統(tǒng)經(jīng)桿端點(diǎn)的空間位置后，固定經(jīng)桿，依次燒焊端頂之緯桿。端頂緯桿焊完圍成圈后，復(fù)測(cè)第一層經(jīng)桿及端頂緯桿之空間位置，合格后可進(jìn)行端頂至支座之緯桿并開(kāi)始安裝第二根經(jīng)桿，以后逐層向上安裝。3.3.4 球體構(gòu)架安裝至6層時(shí)，需搭設(shè)滿堂腳手架來(lái)臨時(shí)固定經(jīng)桿及焊接安裝。因6層至球體構(gòu)架距離較遠(yuǎn)及腳手鋼管固定經(jīng)桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性不夠，故采

16、用10#20#槽鋼雙拼組成臨時(shí)支撐桿進(jìn)行經(jīng)桿固定。3.3.5 第三段經(jīng)桿用槽鋼固定在5層鋼筋混凝土樓板外沿，第四、五段用槽鋼固定在6層鋼筋混凝土樓板及外沿處。3.3.6 球體頂部第一節(jié)之經(jīng)、緯桿在地面進(jìn)行預(yù)拼成形。第六段經(jīng)桿安裝時(shí)，與第五段經(jīng)桿連接采用點(diǎn)焊固定，然后利用塔吊將預(yù)拼的球體頂部第一節(jié)吊裝就位，以球體頂部構(gòu)件及第五段經(jīng)桿對(duì)第六段經(jīng)桿進(jìn)行校正，校正完畢后滿焊固定。3.3.7 每段經(jīng)向組裝構(gòu)件安裝時(shí)采用專用夾具初步就位，在測(cè)量、復(fù)查合格后，用剛性連接零件點(diǎn)焊固定構(gòu)件。3.3.8 網(wǎng)殼由下而上逐段安裝，內(nèi)、外鋼管腳手架、頂撐及斜撐、拉桿等配合工作同步跟上施工進(jìn)度。結(jié)束語(yǔ)工程測(cè)量技術(shù)不僅可以為工程和城市勘察、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、監(jiān)理、運(yùn)營(yíng)管理提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，而且還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步拓寬應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域，積極服務(wù)于社會(huì)與公眾。同時(shí)，迫切需要建立和健全各種工程測(cè)量項(xiàng)目的質(zhì)量安全體系，建立大型和特殊工程測(cè)量項(xiàng)目的監(jiān)理制，大力鼓勵(lì)和發(fā)展工程測(cè)量技術(shù)咨詢業(yè)務(wù)，以確保工程測(cè)量成果的可靠性與完備性。前已述及，工程測(cè)量的發(fā)展是相關(guān)技術(shù)推動(dòng)和應(yīng)用需求牽引的共同結(jié)果。因此，應(yīng)該積極跟蹤空間信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)的新發(fā)展，密切關(guān)注各種工程應(yīng)用的新需求，開(kāi)展工程測(cè)量新技術(shù)、新設(shè)備、新方法和新工藝的研發(fā)，并通過(guò)繼續(xù)教育、學(xué)術(shù)交流等多種方式加強(qiáng)新技術(shù)應(yīng)