第4章施工放樣方法和精度分析

1、第四章 施工放樣方法和精度分析 4.1 概述 4.2 坐標(biāo)法放樣與精度精度分析* 4.3 其它放樣方法* 4.4 歸化法放樣* 4.5 高程放樣方法* 4.6 鉛垂線放樣* 4.7 施工放樣新技術(shù) 4.8 鉛垂線放樣 4.9 特殊的施工放樣方法 4.10施工放樣方法的選擇4.1 概述1. 概念放樣將圖上設(shè)計(jì)建筑物的位置、形狀、大小和高低（4要素）在實(shí)地上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。放樣基礎(chǔ)：熟悉建筑物設(shè)計(jì)的總體布置圖、細(xì)部結(jié)構(gòu)圖 找出放樣幾何數(shù)據(jù)：1）主要軸線的位置；2）主要點(diǎn)（特征點(diǎn)）的位置；3）建筑物各部間的幾何關(guān)系。 結(jié)合已有控制點(diǎn)和現(xiàn)場條件，研究確定放樣的方案和方法。2. 放樣的分類 按

2、放樣點(diǎn)的不同空間特征分為：1）平面位置放樣即長度和角度的放樣，包括：極坐標(biāo)法、直角坐標(biāo)法、方向交會(huì)法等。2）高程放樣幾何水準(zhǔn)法。綜合為放樣元素：角度、長度、高度3. 放樣儀器測角（方向）儀器經(jīng)緯儀、全站儀測距儀器測距儀、全站儀測高儀器水準(zhǔn)儀（普通、靜力）、經(jīng)緯儀準(zhǔn)直儀器指向儀、投點(diǎn)儀、引張線等其它特殊覘標(biāo)、強(qiáng)制歸心裝置、輔助工具4. 放樣方案與方法確定：在控制網(wǎng)設(shè)計(jì)中統(tǒng)一設(shè)計(jì)，不可臨時(shí)確定放樣方案和方法。5. 放樣誤差的特點(diǎn)與測圖相比較，放樣使用相同的儀器和設(shè)備，但放樣與測量誤差所產(chǎn)生的影響并不一樣。以測角對(duì)中誤差為例：右圖：測角影響e使A至A，但仍照準(zhǔn)B、C點(diǎn)影響結(jié)果：角度值不等1221 2

3、1右圖：放樣影響： e使A至A，但放樣前反算的角度、距離是相等的，故在A點(diǎn)上仍使用反算的角度、距離放樣。影響結(jié)果：在A處旋轉(zhuǎn)了角，其大小與e及其方向相關(guān)，最終使p點(diǎn)位移動(dòng)。4.2 坐標(biāo)法放樣一、極坐標(biāo)法放樣1. 放樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：2. 放樣：1)設(shè)站A點(diǎn)，后視B點(diǎn)，并設(shè)度盤度數(shù)為AB2)轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使度盤度數(shù) 為AP ，3）在AP方向上測設(shè)距離S，得P1，4) 倒鏡重復(fù)1)-3)部得P2，5）曲P1P2平均位置作為P。APAPAPxxyytg22APAPAPyxSABABABxxyytg二、極坐標(biāo)法放樣精度由誤差橢圓在坐標(biāo)軸上的投影可得到Mx ,My ,或得到任意方向上的誤差大小誤差曲線。由幾何定

4、理可知：橢圓的任意共軛半徑平方和是常數(shù)。即：2222bammMyxsin222122baM 極坐標(biāo)的誤差橢圓其測角和測距影響半徑相互垂直。22)(smsmM三、直角坐標(biāo)放樣直角坐標(biāo)放樣：極坐標(biāo)放樣的一種特殊形式。其中，等于90度，A點(diǎn)由o點(diǎn)沿x軸量距c確定。4.3 其他直接放樣方法一、角度交會(huì)法 放樣元素：交會(huì)角度或方向根據(jù)待定點(diǎn)的坐標(biāo)（設(shè)計(jì)）和控制點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算求得。為提高精度，常采用三方向交會(huì)，產(chǎn)生示誤三角形，取重心或?qū)⒁唤屈c(diǎn)投影到對(duì)應(yīng)方向上以其垂足作為最后點(diǎn)位。精密放樣時(shí)，采用角差圖解法，主要適用于動(dòng)態(tài)和快速定位。 放樣數(shù)據(jù)計(jì)算： 方向計(jì)算：檢核： 距離：已知點(diǎn)至測點(diǎn)中心的距離 編制放樣數(shù)

5、據(jù)表abababxxyytanabababababyxyx 45tanyxyxxyxyab11tan1tan145tantan145tantan45tan 現(xiàn)場放樣1）設(shè)站P1點(diǎn)，后視A（置度盤27000000）轉(zhuǎn)動(dòng)至盤632605.8 1點(diǎn)方向2）另站P2點(diǎn)，后視B（置度盤27000000）轉(zhuǎn)動(dòng)至盤29633542 1點(diǎn)方向3）另站B點(diǎn)，設(shè)軸線方向三站在1位置得示誤三角形。其它非軸線交點(diǎn)垂直投到主軸方向上即為1點(diǎn)位。二、角度交會(huì)法精度點(diǎn)位誤差： 精度分析 兩角度交會(huì)放樣：假設(shè)角度放樣精度均為m，由角度放樣所引起的點(diǎn)位放樣誤差分別為u、v，則放樣點(diǎn)的最終點(diǎn)位精度為：22212222sinvud

6、dmmmMyx 討論交會(huì)圖形問題將：代入M式：當(dāng)m、b定值時(shí)，則M取決于Q表示圖形對(duì)點(diǎn)位精度的影響。討論：當(dāng)一定時(shí)，M隨1 ，2變化?。簊insin , sinsin1221bdbd22212sinsinsinbmM22212sinsinsinQ12122212sinsinsinsiny0cossin2cossin21111y當(dāng)1=2時(shí)，即對(duì)稱交會(huì)時(shí)，M有極值。?極大 ？極小對(duì)稱交會(huì)時(shí): 結(jié)論：1）90度時(shí)，2為銳角，y”0，y極小，對(duì)稱交會(huì)最有利；2）=90度時(shí)，=45度，cos2 =0，y”=0，y=0，y無極值；3）90度時(shí)，2為鈍角，y”150m時(shí)，應(yīng)考慮加入大氣折光和地球曲率改正。1

7、hlHHAo212hhHlhHHAoB高程放樣n全站儀垂直測高法 w原理：在全站儀的視準(zhǔn)軸處在鉛直方向時(shí)，兩點(diǎn)間高差是全站儀所測的距離與儀器高和常數(shù)之和4.6 高程放樣方法高程放樣n全站儀垂直測高法 w安置全站儀，精確整平對(duì)中，在樓頂事先做一個(gè)水平框架，用于安置棱鏡w調(diào)整全站儀的豎直角，使視準(zhǔn)軸處在鉛直方向上，測量全站儀中心到棱鏡的距離并進(jìn)行氣象改正和常數(shù)改正，全站儀到點(diǎn)的高差為：HDc4.6 高程放樣方法高程放樣n全站儀垂直測高法 w將水準(zhǔn)尺架設(shè)于已知高程為的水準(zhǔn)點(diǎn)上，將全站儀的豎直角調(diào)整為0，視準(zhǔn)軸處于水平狀態(tài)，照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)i，該讀數(shù)i即為全站儀的儀器高w利用水準(zhǔn)儀將點(diǎn)的高程引測到點(diǎn)B。

8、B點(diǎn)高程為：BAHHiDckj 4.6 高程放樣方法GPS RTK放樣n基準(zhǔn)站、流動(dòng)站n放樣步驟w收集控制點(diǎn)資料w求測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)w工程項(xiàng)目參數(shù)設(shè)置w野外作業(yè)w野外實(shí)施4.6 高程放樣方法設(shè)計(jì)坡度放樣n定義w在地面上定出一條直線，其坡度值等于已給定的設(shè)計(jì)坡度w在交通線路、管線等項(xiàng)工作中經(jīng)常涉及該問題 n地面A點(diǎn)的高程為HAAB間的水平距離為D要求從A點(diǎn)沿AB方向測設(shè)設(shè)計(jì)坡度為的直線AB。 在AB方向定出1、2、3、4、B各樁，使其各個(gè)樁頂連線的坡度等于。AB123iIIIIID4.7 設(shè)計(jì)坡度放樣設(shè)計(jì)坡度放樣n水準(zhǔn)儀測設(shè)方法w根據(jù)設(shè)計(jì)坡度和水平距離D計(jì)算出B點(diǎn)的高程： HB=HA-D w把B點(diǎn)的

9、設(shè)計(jì)高程測設(shè)到木樁上，則AB兩點(diǎn)的連線的坡度等于已知設(shè)計(jì)坡度。 4.7 設(shè)計(jì)坡度放樣設(shè)計(jì)坡度放樣n水準(zhǔn)儀測設(shè)方法w在A點(diǎn)安置水準(zhǔn)儀，使一個(gè)腳螺旋在AB方向線上，另兩個(gè)腳螺旋的連線大致與AB線垂直，量取儀器高i，用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)水準(zhǔn)尺，旋轉(zhuǎn)AB方向上的腳螺旋，使B點(diǎn)樁上水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)等于i，此時(shí)儀器的視線即為設(shè)計(jì)坡度線。 w在AB中間各點(diǎn)打上木樁，并在樁上立尺使讀數(shù)皆為i，這樣的各樁樁頂?shù)倪B線就是測設(shè)坡度線。 4.7 設(shè)計(jì)坡度放樣設(shè)計(jì)坡度放樣n經(jīng)緯儀測設(shè)測設(shè)方法w在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，量取儀器高iw用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)水準(zhǔn)尺，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，使B點(diǎn)樁上水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)等于i，此時(shí)儀器的視線即為設(shè)計(jì)坡度線。 w

10、在AB中間各點(diǎn)打上木樁，并在樁上立尺使讀數(shù)皆為i，這樣的各樁樁頂?shù)倪B線就是測設(shè)坡度線。 4.7 設(shè)計(jì)坡度放樣鉛垂線放樣n應(yīng)用范圍w高聳建筑或深入地下的建筑物w保證垂直度n放樣方法w吊錘球線法w經(jīng)緯儀法、光學(xué)鉛垂儀法w激光鉛垂儀法4.8 鉛垂線放樣鉛垂線放樣n吊錘球線法w錘球尖對(duì)準(zhǔn)軸線標(biāo)志，以錘球線為準(zhǔn)，在上一層樓面邊緣處標(biāo)記軸線位置。w檢核：檢查各軸線間的關(guān)系是否符合設(shè)計(jì)要求。應(yīng)用在建筑物層數(shù)較少（4層以下）的軸線投測。精度差，穩(wěn)定性差(易受風(fēng)力影響)，操作費(fèi)力。地面標(biāo)志地面標(biāo)志洞口十字架洞口十字架4.8 鉛垂線放樣鉛垂線放樣n經(jīng)緯儀法w經(jīng)緯儀+彎管目鏡w高程建筑施工常用n光學(xué)鉛垂儀法w1/3

11、00001/200000n激光鉛垂儀法w1/300004.8 鉛垂線放樣激光鉛垂儀法n放樣步驟w檢查通視情況w 安置儀器于軸線交點(diǎn)上，嚴(yán)格對(duì)中整平(經(jīng)緯儀垂直角為90)，4.8 鉛垂線放樣激光鉛垂儀法n放樣步驟w 接通激光電源，打開激光器，施工層人員看到激光靶上的光斑后，通知儀器操作人員進(jìn)行調(diào)焦，直到光斑直徑在12mm左右時(shí)，標(biāo)記出激光斑的中點(diǎn)。w 將激光鉛直儀依次水平轉(zhuǎn)動(dòng)90、180 、270，分別標(biāo)記出光斑的中點(diǎn)。取四點(diǎn)組成的圓形的中點(diǎn)作為投測點(diǎn)。4.8 鉛垂線放樣鋼結(jié)構(gòu)施工放樣校正n柱頂標(biāo)高測量w鋼柱的標(biāo)高控制采用測量柱頂標(biāo)高方法w按設(shè)計(jì)標(biāo)高控制柱頂標(biāo)高，保證整體設(shè)計(jì)高度w當(dāng)層間柱高偏差

12、接近限值時(shí)，通過加墊板墊高或切割襯板的方法，調(diào)整上一節(jié)鋼柱的標(biāo)高達(dá)到標(biāo)高控制目的w采用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測定鋼柱柱頂?shù)臉?biāo)高4.9 特殊的施工放樣方法鋼結(jié)構(gòu)施工放樣校正n垂直度的經(jīng)緯儀校正法w在柱身相互垂直的兩方向用經(jīng)緯儀照準(zhǔn)鋼柱頂側(cè)面中心點(diǎn)，投影到柱底，投影點(diǎn)與柱底側(cè)面中心點(diǎn)差值，為鋼柱此方向垂直度的偏差值。w當(dāng)視線不通時(shí)，可將經(jīng)緯儀偏離其所在的軸線，但偏離的角度不應(yīng)過大。w當(dāng)絕對(duì)偏差超過規(guī)定時(shí)，通過導(dǎo)鏈進(jìn)行校正。4.9 特殊的施工放樣方法鋼結(jié)構(gòu)施工放樣校正n垂直度的經(jīng)緯儀校正法4.9 特殊的施工放樣方法鋼結(jié)構(gòu)施工放樣校正n垂直度的全站儀校正法w鋼柱外形復(fù)雜，柱頂和柱底中心點(diǎn)無法比較，鋼柱傾斜，利

13、用全站儀校正鋼柱的垂直度w在鋼柱頂標(biāo)志出四邊中點(diǎn)，并計(jì)算中點(diǎn)的理論坐標(biāo)。在柱頂中點(diǎn)粘貼激光反射片，觀測得到構(gòu)件空間位置的三維坐標(biāo)，并與理論坐標(biāo)比較，得出鋼柱的軸線偏差，然后通過導(dǎo)鏈和千斤頂校正鋼柱垂直度至規(guī)范允許范圍內(nèi)。4.9特殊的施工放樣方法鋼結(jié)構(gòu)施工放樣校正n垂直度的全站儀校正法4.9 特殊的施工放樣方法鋼結(jié)構(gòu)施工放樣校正4.9 特殊的施工放樣方法鋼結(jié)構(gòu)施工放樣校正4.9 特殊的施工放樣方法常規(guī)技術(shù)進(jìn)行三維坐標(biāo)放樣n不規(guī)則場館w面積大、造型新穎、結(jié)構(gòu)復(fù)雜4.9 特殊的施工放樣方法常規(guī)技術(shù)進(jìn)行三維坐標(biāo)放樣n不規(guī)則場館4.9 特殊的施工放樣方法常規(guī)技術(shù)進(jìn)行三維坐標(biāo)放樣n不規(guī)則場館4.9 特殊的

14、施工放樣方法常規(guī)技術(shù)進(jìn)行三維坐標(biāo)放樣n不規(guī)則場館w控制網(wǎng)布設(shè)，傳遞基準(zhǔn)控制點(diǎn)和高程控制點(diǎn)w三維坐標(biāo)放樣4.9 特殊的施工放樣方法常規(guī)技術(shù)進(jìn)行三維坐標(biāo)放樣n不規(guī)則場館施工放樣w一是在施工場地上定出鋼結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件的平面投影，用激光鉛直儀將主要的點(diǎn)位（方向）投射到施工面上w二是搭設(shè)兩到三個(gè)高出屋頂結(jié)構(gòu)的觀測平臺(tái)，用全站儀三維坐標(biāo)測量進(jìn)行控制。先用激光鉛直儀或經(jīng)緯儀控制鋼結(jié)構(gòu)的概略位置。然后用全站儀控制其精確位置。在鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)上，粘貼反光標(biāo)靶。根據(jù)坐標(biāo)放樣，計(jì)算實(shí)際坐標(biāo)與安裝位置的差值，進(jìn)行安裝過程的調(diào)控4.9 特殊的施工放樣方法頂管施工放樣4.9 特殊的施工放樣方法頂管施工放樣4.9 特殊的施

15、工放樣方法頂管施工放樣4.9 特殊的施工放樣方法頂管施工放樣4.9 特殊的施工放樣方法頂管施工放樣4.9 特殊的施工放樣方法頂管施工放樣4.9 特殊的施工放樣方法4.10 放樣方法的選擇各種方法各有特點(diǎn)（已有分析），不能單一使用來解決所有放樣問題。 選擇的因素與順序：建筑物的特點(diǎn)和要求 控制點(diǎn)的分布與精度 放樣方法的特點(diǎn)及精度 測量儀器（設(shè)備）特點(diǎn)及精度等。 要求：不能臨時(shí)考慮，應(yīng)在進(jìn)行施工控制網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，將放樣方法作為其中的一項(xiàng)涉及內(nèi)容總體考慮。工程建筑物放樣整體過程熟悉工程建筑物（圖紙、要求）求取建筑物限差中誤差分解建筑中誤差中的測量中誤差測設(shè)方案工程控制網(wǎng)誤差施工放樣誤差控制網(wǎng)設(shè)計(jì)和估算分

16、解放樣誤差確定放樣方法可行判斷是否滿足確定測設(shè)方案 a) 對(duì)于直角坐標(biāo)法而言,它適用于各種類型與大小的建筑,也適用于各種不同的精度。例如,工業(yè)企業(yè)的建造、城市和市鎮(zhèn)建筑物的放樣,在工業(yè)場地上小型橋梁和小型小工建筑物的放樣等。常用方法比較 b) 極坐標(biāo)法放樣點(diǎn)位時(shí),可采用直接丈量由極點(diǎn)到放樣點(diǎn)的距離。適用于各種類型與大小的建筑。 c) 在大型工業(yè)企業(yè)施工場地上,當(dāng)建筑物上的某些點(diǎn)離放樣控制點(diǎn)很遠(yuǎn),不可能直接丈量距離時(shí),則用角度前方交會(huì)法進(jìn)行放樣較為有利。4.10 放樣方法的選擇 d) 在工業(yè)企業(yè)的施工放樣中,時(shí)常用方格網(wǎng)的形式作為施工控制網(wǎng),控制點(diǎn)均位于邊長為50m100m 的方格網(wǎng)頂點(diǎn)上。這樣

17、,對(duì)于距離較近的建筑物,可以用方向線交會(huì)法或直角坐標(biāo)法來放樣。 e) 施工的速度對(duì)于放樣方法的選擇,影響很大。如果建筑物很大,而且是一下子全面施工,則所采用的放樣方法必須要保證從建筑物的外面來放樣出建筑物的大小。在這種情況下,則采用角度前方交會(huì)法能較容易地從建筑物的外面放樣所需的各點(diǎn)。4.10 放樣方法的選擇 f ) 在施工全面開展的情況下,還可以這樣做,即將建筑物的個(gè)別部分放樣在設(shè)計(jì)的位置,在這個(gè)別部分上從外面標(biāo)定一些輔助控制點(diǎn),再由這些輔助控制點(diǎn)直接在建筑物上進(jìn)行該建筑物其余部分的放樣。不過這種放樣程序,不是隨時(shí)都可能的,而且應(yīng)當(dāng)很好地與總的施工計(jì)劃相配合。 g) 施工階段對(duì)放樣方法的選擇

18、也起著相當(dāng)大的作用。例如,在水中進(jìn)行施工時(shí),則起初的一個(gè)階段顯然是采用角度前方交會(huì)法或方向線交會(huì)法進(jìn)行放樣,其它方法是無法進(jìn)行的。4.10 放樣方法的選擇 h) 對(duì)于曲線形的大型建筑物的放樣,通常采用角度前方交會(huì)法。只有連續(xù)形式的曲線形建筑物,例如,道路的路基、渠道、擋土墻等,才借助于曲線測設(shè)用表,用直角坐標(biāo)法或其它的方法來放樣。 另另外， 測量人員的技術(shù)條件和施工測量部門所具有的儀器的精度,在一定程度上也影響著放樣方法的選擇。例如,當(dāng)具有的儀器精度較低時(shí),就不宜于用角度前方交會(huì)法來放樣,而要選用其它的方法。同時(shí),根據(jù)所用儀器的精度、觀測方法及測量人員的技術(shù)條件、仔細(xì)的程度,各種放樣方法之間的精度差別也是很大的。4.10 放樣方法的