高精度測量放線工法

1、高精度測量放線工法目錄前言11、主要技術(shù)特點(diǎn)22、適用范圍23、施工準(zhǔn)備24、工藝流程及操作特點(diǎn)25、主要使用材料96、機(jī)具設(shè)備97、勞動組織98、質(zhì)量要求99、效益分析1010、工程實(shí)例11前言 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)設(shè)備安裝工程中設(shè)備安裝精度要求越來越高，尤其是大跨度、長距離、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的自動化生產(chǎn)線的設(shè)備安裝，如造紙生產(chǎn)線設(shè)備的安裝，其水平度及垂直度的允許偏差均為0.3mm。 設(shè)備安裝的精度取決于地腳螺栓的預(yù)埋精度，而在較大范圍內(nèi)的地腳螺栓預(yù)埋精度則由測量放線的精確度所決定。因此掌握整套的高精度測量放線技術(shù)是保證設(shè)備安裝精度的基礎(chǔ)。 蘇州公司在幾個類似工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，由馬錦紅同志總結(jié)編

2、制了這套高度測量放線施工工法。該施工方法已在多項工程施工中，得到外方專家的認(rèn)可和好評。1、主要技術(shù)特點(diǎn) 1.1使用本工法，建立基準(zhǔn)線網(wǎng)絡(luò)，各基準(zhǔn)線之間的平等度、垂直度均能達(dá)到很高的精度要求。 1.2 網(wǎng)格基準(zhǔn)線貫穿于整個廠房，無論是整條生產(chǎn)線，還是單體設(shè)備均能借助該基準(zhǔn)線，利用精密儀器保證其安裝精度。 1.3 利用網(wǎng)格基線來控制設(shè)備地腳螺栓的預(yù)埋偏差，減少誤差傳播量，從而保證設(shè)備安裝精度。 1.4 利用網(wǎng)格基準(zhǔn)線上基準(zhǔn)點(diǎn)（線）的永久保存性，更方便于將來生產(chǎn)運(yùn)行過程中的設(shè)備維修。 2、適用范圍 本工法適用于安裝精度要求較高、大跨度、長距離、高速度運(yùn)轉(zhuǎn)的自動生產(chǎn)線設(shè)備安裝。例如造紙機(jī)生產(chǎn)線安裝，廠

3、區(qū)鋼結(jié)構(gòu)管架安裝等。3、施工準(zhǔn)備利用廠房原始的縱、橫向的控制點(diǎn)，借助精密測量儀器（如T2經(jīng)緯儀、GTS-311全站儀等）測設(shè)出廠房內(nèi)設(shè)備的成條中心線，以及平等和垂直此中心線的縱、橫輔助中心線，并在其縱向輔助中心線上設(shè)立各控制點(diǎn)，從而建立一基準(zhǔn)線網(wǎng)格。4、工藝流程及操作特點(diǎn) 4.1工藝流程 制作控制點(diǎn)基準(zhǔn)標(biāo)板確定底層縱、橫中心線確定底層縱向輔助中心線確定底層縱向輔助中心線上各距離控制點(diǎn)的起點(diǎn)確定底層縱向輔助中心線上各距離控制點(diǎn)其他層基準(zhǔn)線網(wǎng)格投測（方法與底層測設(shè)方法相同）。 4.2 操作要點(diǎn)： 4.2.1 控制點(diǎn)基準(zhǔn)標(biāo)板的制作、預(yù)埋 為使控制點(diǎn)可長期保存，我們可用=10mm的不銹鋼板制作100*

4、100mm見方的基準(zhǔn)標(biāo)板，下部焊鉚筋，上部加蓋板，并用螺栓將蓋板與標(biāo)板相連接，以加強(qiáng)對基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)（參見圖1）。標(biāo)板亦可采用=25mm,L=150mm的銅棒制作，頂部車成凹槽形并攻絲，下部加工成工字形，上部加蓋板（帶螺紋），參見圖2 所示。 基準(zhǔn)標(biāo)板制作好后，在底層地坪及各樓層澆注時，將各標(biāo)板精確定位并預(yù)埋（見附圖3）。養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)定期逐個進(jìn)行檢查、復(fù)測，確?；鶞?zhǔn)標(biāo)板的牢固、穩(wěn)定。 4.2.2 底層縱、橫中心線的投測 在本工法的實(shí)施過程中，兩點(diǎn)間距離、垂直度、直線性等精度要求均為小于0.5mm。 （1）復(fù)檢土建施工軸線 底層縱、橫中心線是以土建施工軸線為基準(zhǔn)進(jìn)行投測的?？v、橫中心線是其余各基準(zhǔn)線的

5、投測起點(diǎn)，因此，保證該兩線的垂直度至關(guān)重要。在縱向中心線投測之前，我們利用T2經(jīng)緯儀架設(shè)于X2、Y2點(diǎn)，測出土建縱、橫軸線的交點(diǎn)O，并用沖頭在基準(zhǔn)標(biāo)板上標(biāo)出該點(diǎn)。然后，架設(shè)T2經(jīng)緯儀于O 點(diǎn)，利用正倒鏡現(xiàn)兩側(cè)回法，校核土建縱、橫軸線的垂直度，并對其方向控制點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，使土建兩軸線的垂直度滿足其精度要求。 （2）底層縱向中心線投測 底層縱向中心線是其余各基準(zhǔn)線的投測起點(diǎn)，保證該線的投測精度至并重要。分別架設(shè)T2經(jīng)緯儀于X1、X2點(diǎn)，采用正倒鏡兩側(cè)回法，用劃針在基準(zhǔn)標(biāo)板Os、Oe上劃出垂直于土建縱向中心線的垂直線，然后根據(jù)土建縱向中心線與底層縱向中心線的相對距離a，將GTS311全站儀架于X1、X

6、2點(diǎn)，分別測出距離X10s X2Oe 等于距離a。并用鋼盤尺和彈簧秤復(fù)檢此距離，然后用沖頭標(biāo)出該兩點(diǎn)，通過此兩點(diǎn)的直線OsOe即為縱向中心線，如圖3所示。 （3）底層橫向中心線的確定 按照底層縱向中心線的投測方法，采用T2經(jīng)緯儀，借助于劃針在基準(zhǔn)標(biāo)板T10，D10上劃出垂直于土建橫向中心線的垂直線，再根據(jù)土建橫向中心線與底層橫向中心線的相對距離b，利用GTS300全站儀測出距離 Y1T10 、 Y2D10 為b，并用鋼盤尺和彈簧秤復(fù)檢此距離。用沖頭在標(biāo)板上標(biāo)出T10、D10點(diǎn)，通過T10、D10點(diǎn)的直線即為底層橫向中心線。 在底層縱、橫中心線投測之后，我們應(yīng)利用T2經(jīng)緯儀或GTS311全站儀按

7、照復(fù)檢土建施工軸線的方法，定出其縱、橫中心線的交點(diǎn)Oo，將GTS311全站儀或T2經(jīng)緯儀架設(shè)于Oo點(diǎn)，對縱、橫向中心線的垂直度進(jìn)行檢驗，并進(jìn)行調(diào)整，直至其垂直度滿足精度要求。在標(biāo)定O點(diǎn)及Oo點(diǎn)時，我們采用正倒鏡兩側(cè)回取中法，以消除儀器本身角度偏差而造成的偏差，確保O 點(diǎn)及Oo點(diǎn)精確度，采用該方法即考慮人工做點(diǎn)誤差亦可滿足其相對于縱、橫中心線的直線性誤差（小于0.5mm） 4.2.3 底層縱向輔助線的確度 在測定底層縱向輔助線時，我們分以下兩步驟進(jìn)行，以保證其與縱向中心線的平行性。 （1）縱向中心線的垂直線DsTs,DeTe線的確定 影響DsTs,DeTe線相對于縱向中心線垂直度誤差的因素有兩項

8、，以Ds為例分析如下： （1.1）儀器角度偏差導(dǎo)致的誤差d 我們使用的T2經(jīng)緯儀或GTS311全站可使角度偏差小于5，本工法中， OsDs 為8m，則有：d=(5/206265)*8000mm=0.19mm （206265為角度弧度換算常數(shù)）（1.2）儀器偏差導(dǎo)致的誤差d（1.2）儀器偏差導(dǎo)致的誤差d 在施工中利用儀器對點(diǎn)時，其兩點(diǎn)間的距離一般都大于50m，人工做點(diǎn)誤差能保證在0.5mm以內(nèi)，則有： d=（8000*50000）*dmax=(8000/50000)*0.5mm=0.08mm。根據(jù)誤差傳播定律，以上兩項對Ds的影響為0.2mm，滿足0.5mm精度要求。 （2）縱向輔助方向點(diǎn)的確定

9、 在測定縱向輔助的方向點(diǎn)時，我們采取測小角的方法間接測定， 這種方法的應(yīng)用，可使距離誤差小于0.5mm。以Ds點(diǎn)為例分析如下：在距離OsDs線約5d （本工法中取d=8m）處設(shè)一測站，利用GTS-311全站儀測距離d1、d2，用T2經(jīng)緯儀測定角，通過余弦定理d2=d12+d22-2d1d2cos可計算出d值，經(jīng)過多次測定，對Ds點(diǎn)進(jìn)行逐步修正，使Dsos=8m，從而定位Ds點(diǎn)。利用同樣方法即可定們De、Te、Ts三控制點(diǎn)。以滿足縱向輔助線（DsDe、TsTe）與縱向中心線OsOe的平行性要求。誤差分析： 根據(jù)下圖所示，我們假設(shè)d1=d2=b，則有： sin=2sin/2cos/2=2*4*40

10、/1616=0.198 cos=1-2sin2/2=1-2*16/1616=0.980 由余弦定理：d2 =d12+d22-2d1d2cos，積分得： 2dd=2 d1d1+ 2d2d2-2d1d1 cos+2d1d2sin()設(shè) d=m，化簡得：m=（d1 - d2 cos）d1 /d+（d1d2sin（/d）上式中：m距離d的誤差，d1 距離d1 誤差（取1mm） d2 距離d2 的誤差（取1mm）， d測定距離（取8m） 角度弧度換算常數(shù)（取206265） d1如上圖所示（取40.2m） d2 如上圖所示（取40.2m） 儀器角度偏差（取2） 則上式可化簡為： m=2b(1-cos)/d

11、+2bsin/d =2-40.2*0.02/8+2*1616*0.198/8*206265=0.2mm，滿足0.5mm的精度要求。 如須使用方便，還可以根據(jù)m的計算式，設(shè)d的值，b的值的若干變量，編制的簡單的計算程序，進(jìn)行電算，可從結(jié)果根據(jù)d 值篩選出，m趨向于很小b的最佳值，附程序。 10 LET B=1 20 LET A=1 30 LET M=0.04b/d+0.396b2/206265d40 PRINT “b=” ; B50 PRINT “”；A 60 PRINT “m=” M 70 LET A=A+1 80 IF A<101 THEN 30 90 LET D=D+1 100 IF

12、 D<21 THEN 20 110 END 4.2.4 底層縱向輔助線上各距離控制點(diǎn)的測定 在4.2.2中，我們已確定了橫向中心線上定出Do、To點(diǎn)，此兩點(diǎn)即為縱向輔助線上各距離控制點(diǎn)的起點(diǎn)，其與縱向中心線距離的偏差根據(jù)4.2.3中的發(fā)析可知，滿足0.5mm的精度要求。 4.2.5 底層縱向輔助線上各距離控制點(diǎn)的測定 確定了縱向輔助線上各距離控制點(diǎn)的起點(diǎn)后，我們采用距離差取平均測距法可測出各距離控制點(diǎn)，在此方法運(yùn)用中，對其誤差影響較大的有以下兩項。 （1）加權(quán)常數(shù)誤差的影響 加權(quán)常數(shù)誤差是指儀器中心、反光棱鏡等效反射面、待測距離標(biāo)志中心不一致所造成的誤差，其特點(diǎn)是隨測設(shè)距離的改變，該誤差

13、的對所測距離的影響在一定時間內(nèi)大小不變、符合相同。因此在此工法應(yīng)用中，可不考慮該誤差對距離的影響。（2）周期誤差的影響 由于儀器內(nèi)部電路的影響，而造成的測設(shè)結(jié)果隨距離長短而做周期性的變化。該變化范圍即為周期誤差，計算公式如下： =Acos2D/(/2)+o 上式中：A周期誤差的振幅 D距離 測距光波長 初相位 為消除此項影響，我們采用距離差取平均測距法，即可消除上述兩項誤差的影響，以D1為例： 利用GTS311全站儀，測距離 Y1Do 、Y1D1 則Y1D1 + Y1Y2 = DoD1 +Y1Do ，即有Y1D1= |DoD1|+|Y1Do | 則DoD1=Y1D1 Y1Do =Acos2*

14、Y1D1 /（/2）+0-Acos2* Y1D1 /（/2）+0 利用GTS311全站儀，測出距離Y2Do、 Y2D1 則Y1D1+ Y1Y2 = DoD1 +( Y1Do + Y1Y2 )，即有： （ Y1D1 + Y1Y2）= DoD1 +( Y1Do +Y1Y2 )，則 DoD1 =（ Y1D1 + Y1Y2 ）-（Y1Do + Y1Y2 ） =Acos2*( Y1Do + Y1Y2 )/( /2）+0 比較（1），（2）兩式，要取兩次結(jié)果的平均值，則應(yīng)使 DoD1 + DoD1 =0 即：Acos2* Y1D1 /( /2）+0- Acos2* Y1Do ( /2）+0 = Acos2

15、*( Y1Do + Y1Y2 )/( /2）+0- Acos2* ( Y1D1 + Y1Y2 )/( /2）+0 2 Y1D1 /( /2）= Acos2*( Y1D1 + Y1Y2 )/( /2）- 2 Y1Do /( /2）=2( Y1Do + Y1Y2 )/( /2）- 解之得：Y1Y2 =/4 因此，只須在測定時取定 Y1Y2 為測距波長的1/4，即可消除周期誤差及加權(quán)常數(shù)誤差的影響，提高測距精度，光波長度可根據(jù)使用儀器的不同查閱相關(guān)的使用說明書而得。本工法中GTS311全站儀的測距光波長度為20米。4.3 測設(shè)過程中其他注意事項 前面所述的測設(shè)方法僅在理論上對誤差加以控制，在實(shí)際操作

16、中，我們還對其它一些會對控制點(diǎn)測量精度造成一定影響的方面加以注意，如光學(xué)對點(diǎn)器的對中誤差，氣象因素等，還應(yīng)在劃線和做點(diǎn)的過程中特別小心，最好使劃線的線條寬度不超過0.2mm，點(diǎn)的直徑小于0.5mm，以縮小人為因素造成的誤差。 4.4 其它因素網(wǎng)格基準(zhǔn)線的測定 在某些工程中，因設(shè)備及廠房的要求，須在其它層測設(shè)同樣的基準(zhǔn)線網(wǎng)格。在此測設(shè)過程中，測設(shè)方法及步驟與4.2中所述方法及步驟基本相同。其誤差主要是由于儀器本身的縱軸與橫軸垂直度偏差引起的，我們采用正倒鏡兩測回取中的方法即可消除些誤差，確保精度要求。 經(jīng)過以上步驟，我們已在廠房各層測設(shè)了一完整的基準(zhǔn)網(wǎng)格線，利用此基準(zhǔn)線，在后期的地腳螺栓預(yù)埋；基

17、礎(chǔ)板的劃線、鉆孔、攻絲；設(shè)備的水平度、垂直訂等測量中，我們可利用T2經(jīng)緯儀及GTS311全站儀，借助于一些輔助工具（如磁力表座、標(biāo)尺等），便可進(jìn)行各項測量，并確保精度。5、主要使用材料 5.1 =10mm d*1=100*100mm的不銹鋼板，或者d=25mm、l=150mm的銅棒。 5.2 氧氣、乙炔 5.3 d*150*50mm的角鋼 5.4 I14工字鋼、10槽鋼6、機(jī)具設(shè)備（見表一） 主要施工機(jī)具設(shè)備一覽表 序號名稱規(guī)格數(shù)量備注1經(jīng)緯儀(配三角架，左右移動平臺)T2各1精度22全站儀(配三角架)GTS-311各12mm+2ppm3水準(zhǔn)儀(配三角架，精密分劃板)NA2 GPM3各10.1

18、mm4光學(xué)對點(diǎn)器(配三角架，帶標(biāo)牌)GTS-311 配套設(shè)備各15磁力表座26劃線針27沖頭28鋼卷尺5m/50m4/19記號筆4紅、黑10塔尺5m17、勞動組織（見表二）序號名稱人數(shù)技術(shù)要求備注1工程師22測量工程師33輔助工6熟練合計118、質(zhì)量要求 本工法在編制及實(shí)施過程中，遵照了工程測量規(guī)范（50026-3）中相關(guān)的規(guī)定，參考了GTS311全站儀、T2經(jīng)緯儀、NA2水準(zhǔn)儀說明書中的相關(guān)說明。同時，在本工法中建立的網(wǎng)格基準(zhǔn)線精度要求很高，故在每次施工前，應(yīng)先熟悉施工現(xiàn)場，確定一總體的施工方案，在控制過程中，測量工程師要提高警惕，嚴(yán)格、謹(jǐn)慎地投測好每一控制點(diǎn)，并按照要求進(jìn)行復(fù)測。同時做好施工記錄，親自監(jiān)督輔助工預(yù)埋好每一塊控制標(biāo)板，人工地點(diǎn)要特別小心，減小人為誤差，以滿足精度要求。9、效益分析 9.1社會效益 9.1.1 基準(zhǔn)線網(wǎng)格測設(shè)技術(shù)的使用與探索，保證了基準(zhǔn)線的精確度，確保了設(shè)備的安裝精度與安裝質(zhì)量，為公司在社會上贏得了較高的信譽(yù)。 9.1.2 高精度基準(zhǔn)線網(wǎng)格測設(shè)技術(shù)的使用，解決了由于儀器本身精度的不足，而無法設(shè)置高精度基準(zhǔn)線的現(xiàn)狀，同時還獲得了建設(shè)單位