椭圆形建筑物测量放线施工工法泰山饭店Word下载.docx
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受场地的局限
3
直角坐标法
施工操作方便
内业计算量大,易出错
桩点较多
4
极坐标法
5
极坐标和计算机辅助法
施工简便,精度较高
内业计算工作量很小
不受施工场地限制,
桩点较少
(4)、适应范围
适用于一般椭圆形、弧形建筑平面测量定位的各类建筑物的测量
。
3.工艺原理
3.1椭圆形平面曲线的数学方程式
(1)椭圆的定义:
在一个平面内,到两定点D1、D2的距离之和等于常数的点的轨迹,就叫做椭圆。
两定点叫椭圆的焦点,焦点之间的距离为焦距。
(2)椭圆数学方程式:
在一个直角坐标系中,将经过焦点D1、D2为X轴,D1D2线段的垂直平分线为Y轴,其椭圆方程式为:
x2/a2+y2/b2=1(a为长半轴,b为短半轴)。
3.2椭圆形极坐标法计算式
如右图3-1所示,以椭圆平面的圆心O为原点,建立直角坐标系,以长轴(a)和短轴(b)为直径,分别作圆。
设P点为椭圆曲线任意一点,连接OP。
由P点向长轴AB作垂线PE,并向上延长交长轴圆于G点,连接OG,交短轴圆于F点。
连接PF,并向短轴CD延长交于H点,PH亦为短轴CD的垂直线。
设OP与短轴CD的夹角为β,设OE为x方向的增量Δx,PE为Δy方向的变量Δy,OP为射线,长度设为S。
在直角三角形OPE中,
OP2=S2=OE2+PE2=Δx2+Δy2
OP=S=
=
设
CGE=
,则
HOG=
OGE=
在直角三角形OGE中,OE=Δx=a×
sin
在直角三角形OFH中,OH=PE=Δy=b×
cos
当β角为已知时,则:
Tgβ=
=
移项可得:
β
∴
=arctg(
β)S=OP=
上式说明:
角与β角为函数关系,若每次测点时,设定一个β值,则有相应的
角值,随之可求出Δx、Δy值,OP长度也可求出。
3.3用CAD软件完成椭圆形极坐标点标注
在AutoCAD软件界面中,根据图纸所给点的椭圆尺寸建立所测设的椭圆极坐标系,以长轴方向为X轴,短轴方向为y轴,椭圆中心点或焦距点为极坐标原点,采用极坐标追踪技术,可以很方便地完成椭圆轨迹上定位点极坐标值的标注。
4.测量仪器及内业要求
4.1测量仪器
进行椭圆形建筑物测量放线,主要涉及到以下仪器,见下表:
测量仪器一览表表4-1
仪器名称
规格及型号
数量(台)
用途
全站仪
GTS332W
定位及轴线投测
电子经纬仪
DT202C
自动水平准仪
DZS3-1
高程测量
激光铅垂仪
D2J3
竖向控制线投测
钢卷尺
50m
平面尺寸测量
水准塔尺
5m
4.2内业计算
椭圆曲线上点位的数据计算:
采用极坐标法,辅以计算机软件CAD程序进行角度和尺寸标注,可以较少繁琐的数学计算,其结果也很准确,避免了人为计算错误。
在平面放线过程中,应对计算机软件标注的数据进行检验复核,确保投测的结果与设计图纸尺寸一致。
4.3资料填写
工程测量资料应随施工进度填写齐全,并报送监理工程师签字归档。
主要填写的测量资料有:
工程定位测量记录;
基槽验线记录;
楼层平面放线记录;
楼层标高抄测记录;
建筑物垂直度、标高观测记录等。
5.操作工艺要点
5.1用CAD程序绘图,并进行椭圆极坐标尺寸标出
假设一个椭圆平面建筑(见下图5-1所示),其长轴为80m(2a),短轴为40m(2b),要测定椭圆轨迹上36个等分点位的极坐标,以椭圆的圆心为坐标原点,每次测点以对平面的夹角为10°
,则该椭圆轨迹上1~36点各点与中心点O的距离S值,采用CAD软件程序的极坐标定位功能,则可在图上直接对各点进行定位,并一一标注出各点的极坐标值,列出表格后,以供现场测量人员测设使用。
5.2现场施工放线程序
(1)按照设计平面图和测量规划部门所提供的定位坐标控制点,先测定椭圆中心点的坐标位置,并测出长轴和短轴四个端点的位置(即1、10、19、28点),如上图5-1所示。
(2)将全站仪(或经纬仪)安于中心点O点,对中调平,并使上下度盘的O点对齐。
(3)先将视线对准D点,后转动180°
对准C点作校核,无误后,使视线向右移动10°
(即β1=10°
),在视线方向读取(或用钢卷尺精确量取)S2=20.230m,得2点;
再向右继续转动10°
(即β2=20°
),在视线方向同样量取S3=20.940m,得3点,其余各点依此类推。
(4)椭圆在第二象限内的各点位置值与第一象限内的各点相对称,如S11=S9,S12=S8,S13=S7等。
(5)顺滑连接1、2、3~7各点,即可得到椭圆平面在第一象限内曲线的中心位置。
(6)椭圆在第三、四象限内的各点位置值,可分别依据第一、二象限内对应点的180°
倒镜值,如第三象限内的27点,可在第一象限内的第9点确定后,倒镜180°
,在视线方向精确量取S14=38.305m,即可得点27。
其余各点的求取方法相同。
(7)检查校核
在放线测设工作完成后,或每一点位置测定后,尚须用相邻两点之间的水平距离进行检查校核,其方法是用余弦定理计算出各点间的水平距离。
例如:
1~2点间的距离:
已知S1=20m,S2=20.230m,β1=10°
点1~2=
=3.514m
同理得到
点2-3=
=3.657m
………
点7-8=
=7.005m
6.泰山饭店工程椭圆形放线运用实例
6.1工程概况
北京泰山饭店是一栋正在兴建的五星级饭店,总建筑面积74403平方米,地下2层,地上18层。
主楼平面为椭圆形,见图6-1所示,长轴长度为76.8m,短轴长度25.8m。
6.2放线测量方案
(1)根据测绘院提供的红线桩坐标点,以椭圆形中心点和纵横中心线为基准线,建立基准控制线,地下和地上均以此为依据。
(2)要求设计单位提供本建筑平面定位电子图。
(3)采用极坐标,利用AutoCAD辅助线,以椭圆形中心点及两个焦点为圆心,建立极坐标系,在图上可方便地标注出椭圆曲线上各轴线控制点的极坐标值。
(4)以椭圆形圆心或焦点作为极坐标原点,用全站仪(或经纬仪和钢尺)进行各轴线控制点的测定。
6.3椭圆平面控制网的测设
1)根据测绘院所提供的建筑物坐标点,按照测量方案,完成椭圆形平面的定位控制桩点和轴线控制线的布设,遵循“先整体、后局部”,“先地下,后地上”的原则,纵横方向采用井字形平面控制网,椭圆形采用极坐标方法进行定位,建筑物的主控制点、主轴线,需经反复校核检查,确保准确无误。
2)依据前面所述的椭圆极坐标定位原理,利用AutoCAD计算机辅助绘图软件,按照设计院所给定的主楼定位图,确定椭圆上各轴线定位坐标点,分别标注出椭圆轨迹上控制点的极坐标值,再使用全站仪(或经纬仪测角法)可以很方便地完成椭圆曲线点定位测量。
地下室部分椭圆平面具体各点位的极坐标值如下:
如下图6-2所示,将主楼平面四分之一椭圆圆弧上对应于各轴线点,共分为13段弧段,分别向椭圆中心连线,标注出各点的极坐标值(S、θ)。
以椭圆形中心点O为原点,椭圆形平面长轴线为x轴,短轴线为y轴,建立极坐标系。
根据设计图纸中所给定的椭圆曲线段上各坐标点的位置,在椭圆曲线上分别按照A~N点顺序进行编号标注,如下图所示。
将各控制点的极坐标值进行列表(见下表6-1),测量施工时以此表数据进行投测。
根据椭圆曲线的对称原理,在确定第一象限四分之一椭圆的点位后,其余三个象限的椭圆曲线可依次确定。
极坐标θ角与极距S的对应表表6-1
点位号
极距s(mm)
角度(θ)
点间距离(mm)
A
12860
90°
4086
B
13424
72°
16’48”
2599
C
14319
62°
10’36”
2041
D
15261
55°
8’43”
2964
E
16926
46°
21’39”
4651
F
20046
35°
29’23”
4620
G
23539
27°
14’57”
4571
H
27231
20°
40’27”
4492
I
31002
15°
1’42”
2328
J
32994
12°
11’1”
2185
K
34879
9°
22’30”
2134
L
36728
6°
9’26”
1327
M
37873
3°
16’49”
587
N
38360
0°
0’0”
6.4投测放线步骤
1)地下室部分测设
根据已经确定好的轴线控制网,进行椭圆平面轴线点位的布设。
椭圆长轴方向控制线M1M2与纵向轴线24轴重合,短轴方向设三条控制线,分别是N3N4、N5N6、N7N8,其中N5N6与横向轴线H轴重合,N5N6、N7N8分别距离横向轴线M、D为2m。
O点为椭圆圆心点。
基础施工阶段,采用“外控法”,即外围轴线控制点在建筑物之外进行投测,控制网的控制桩点应选择在距离基坑边3m左右,地质坚固、便于通视、且能长期保存的地方。
先测设椭圆平面的圆心O点,然后在长轴上将O1、O2点位投测出来。
将全站仪(或经纬仪)置于圆心O点,对中调整平后,将镜头先对准O1点,后转180°
对准O2点做校核,无误后,可正式开始测设工作。
根据轴线点位极坐标θ角与极距S的对应关系(见上表6-1),将镜头从OM1方向反时针转动6°
9’26,在视线方向精确读量(或量取)S1=36.728m,得测点L,继续反时针转动9°
22’30”,在视线方向精确量取S1=34.879m得测点K,依此类推,完成所有测点。
用表6-1中的点间距离进行检查校核,确认所测点位置的正确性。
2)地上部分测设
地上部分测设采用内控法。
根据基础部分的外围控制桩点,将椭圆形平面的内控点位O、O1、O2分别投测在±
0.000结构楼板上(即在楼板内预埋200mm×
200mm×
4mm钢板,钢板面用电钻钻孔做永久性标志点),主体施工时,沿控制点垂直方向在各层楼板处留300mm直径洞,每次安置激光铅垂仪由控制点向上投测,楼层面用有机透明塑料板制作的激光接收靶接收后,来准确投测出我们所需的椭圆定位点O、O1、O2。
根据主体施工进度安排,椭圆形平面需划分为三个流水作业段,故应按照第一流水段椭圆定位点建立极坐标系,并确定各轴线控制点的极坐标值。
同样采用计算机CAD快速准确地标注出各点的极坐标值。
以第一个流水段为例,见下图6-4所示,通过三条控制线,测设两个内控点O1,O2,以O1为极坐标原点,将经纬仪架设在O1点位上,对中调平后,对准O2点位,然后转动90°
对准控制线2做校核,无误后,可正式开始测设工作。
将经纬仪架设在O1点,采用极坐标法进行该段椭圆形上各轴线点位的投测,投测方法与地上部分相同,就不再赘述。
最后,作好点距的校核工作,以确保其准确性。
7.质量标准
7.1各平面轴线放样及细部放样
根据主控制轴线进行引测,用全站仪(经纬仪)采用极坐标点法定位后,将各轴线投测出来,并校核无误后,再依次放出细部线,采用五线制(轴线、柱身线、模板安装控制线、外墙柱-20cm线、门窗洞口的边角线)。
墙体模板拆完后,要及时抄测50标高线。
轴线的竖向投测的允许误差详下表:
轴线竖向投测的允许误差表表7-1
项目
允许误差(mm)
每层
±
总高(H)
H≤30m
7.2竖向控制轴线的投测:
竖向用激光铅垂仪投点,在主控制点上架设铅垂仪,将垂点引测至上一楼层后,用一测回法转角测设南北控制线,并与南北轴线上的投测点校核,如误差在限差之内,平均后投点、弹线。
轴线投测传递的允许误差表表7-2
允许误差mm
企业标准
3mm
2mm
总高H
8mm
5mm
30m<
H≤60m
15mm
10mm
7.3每次放线结束后,在网格点上分别进行边角测量,角度和边长各测量3回,观测值用平差法进行平差,并在实地修正至设计位置。
测所使用的仪器为全站仪(1”,1+1ppm),测距相对中误差小于l/30000,测角中误差小于2.5”,精度符合规范要求。
8.桩点保护措施
(1)基坑上面的主控桩采用井字型控制(桩点用10cm*10cm钢板制作,并浇筑混凝土深800mm)。
应加强每个定位桩点的保护,护坡及土方开挖转运及材料堆码过程中,务必让开所有测量控制桩点。
并设置明显的标记和防护栏。
(2)根据建筑物的平面、立面结构情况,在建筑物零米结构施工完成后,上部结构施工采取激光铅垂仪竖向垂直控制,并结合建筑物外围控制网点进行检测。
(3)各层现浇板支模,纵横系统均应躲开通视孔位置,保证上下畅通。
待激光垂准仪将控制点传递到结构楼层后,再进行严格校核。
(4)控制桩点复测
控制桩点的复测应定期进行,每1—2月间检查一次,如有变动应及时恢复,作好检查记录,记录填写应真实,签字应齐全,具有可追溯性。
编写人:
谭泽春
2009年1月6日