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全站仪在各种工程施工放样中的应用 摘要近年来，随着一些新技术的广泛应用，全站仪这种具有测量无接触、实时、自动、高精度等优越性能的仪器，已逐步被应用到各类工程的施 工放样的工作中，了解全站仪的原理、特点及成用知识，对工程施工测 量工作具有重要的意义。本文结合全站仪的特点及工作原理，浅谈了全 站仪在道路工程、地下管线工程、建筑工程、桥梁工程、井下工程、水 利及堤防工程中施工放样的应用，根据不同的工程特点运用不同的方法 放样出所需的工程点位，以及相同工程中不同的放样方法，有些方法结 合实例给出，从而满足不同的放样精度要求，使全站仪的使川仅不仅仅 限于几项常用的功能，尽可能多的发挥出全部性能。正确的全站仪使用 方法可以极大地降低工程施工技术人员的劳动强度，可以提高了施工人 员的劳动效率，同时也可以大大降低工程的成本。对充分发挥全站仪在工 程施工放样中的作用作一些必要的帮助。关键词：全站仪 施工放样 放样精度三角高程AbstractIn recent years,with the wide application of new technology of total station instrument with this measurement,non-contact,real-time,automatic,high precision and superior performance of the instrument,has gradually been applied to various types of Engineering Construction Setting-out work,understanding of total station instrument principle,characteristics and application of knowledge,construction survey is important meaning of.In this paper the characteristic and working principle of total station instrument,of the total station instrument in road engineering,underground pipeline engineering,construction engineering,bridge engineering,underground engineering,water conservancy and levee construction lofting applications,according to the different characteristics of engineering use different methods for setting out the required engineering point,and the same in different engineering lofting method,some methods with examples given,so as to meet the needs of different lofting accuracy requirements,so that the total station instrument use is not limited to several commonly used functions,as much as possible to play a full performance.The correct total station using the method can greatly reduce the construction and technical personneFs labor intensity,can improve the construction personnel labor efficiency,but also can greatly reduce the cost of the project.To make full use of the total station instrument in engineering construction lofting*s role in making the necessary help.Key words:Total station；Construction lofting；Lofting accuracy；Trigonometric leveling毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进 行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数 据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人 独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的 同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。论文（设计）作者签名：日期：2013年3 月10日毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门 或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设 计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人 离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直 接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名：日期：2013年3月10日指导教师签名：日期：年 月 日目录1引言.11.1本课题研究问题的提出.11.2国内外研究现状.11.3课题研究的目的及应用价值.22全站仪放样的特点及主要放样功能.32.1 全站仪的主要特点.32.2 全站仪的主要放样功能.32.2.1.全站仪放样已知方向的长度.32.2.2 全站仪放样已知角度.42.2.3 全站仪放样高程点.52.2.4 全站仪坐标放样.62.3本章小结.73全站仪在工程中的施工放样的应用.83.1 全站仪在道路工程的施工放样.83.1.1 利用全站仪任意设站放样道路曲线原理.83.1.2 全站仪坐标法放样在道路曲线放样测量中的应用.113.1.3全站仪在路基施工中放样.133.2 全站仪在地下管线工程中施工放样放样.153.2.1全站仪参考线测量放样方法的原理.153.3 全站仪在建筑工程中的施工放样.163.3.1全站仪在建筑工程平面施工放样定位.163.3.2全站仪在建筑工程中高程施工放样定位.183.4 全站仪在桥梁工程施工放样.203.4.1 全站仪在桥梁测量工程施工放线中的应用.213.5 全站仪在井下下工程中施工放样的应用.233.5.1矿山斜井快速准确的测量放样方法.233.5.2全站仪运用三角高程进行放样.253.6 全站仪在水利工程中施工放样的一般方法.263.6.1 数据采集操作说明.263.6.2 数据管理.273.6.3 利用全站仪进行中线测量.283.6.4 利用全站仪进行高程放样定位.283.7 全站仪在堤防工程中的施工放样.323.7.1全站仪在堤防工程中的施工放样一般方法.323.8本章小结.374全站仪在工程中应用实例分析.384.1 道路工程中曲线放样.384.2 南海石化地下管线放样中的应用.404.2.1操作步骤.414.2.2弯头的放样方法.424.3 建筑楼层架设全站仪进行施工放样.444.4 用全站仪测量放样桥梁墩、台的方法.454.4.1桥梁墩、台中心点位置的放样与校核.454.4.2桥梁墩、台中心线的放样与校核.464.5 全站仪平距放样在井下的具体应用.474.6本章小结.485结语.49致谢.50参考文献.511引言1.1本课题研究问题的提出新中国成立以来，我国经济发展很快，特别是党的十一届三中全会 以来，我国经济更是目新月异，经济的发展带动各项工程的建设，现代 工程在建设过程中,经常是在图纸设计好以后,才进行建设施工。在施工 前测量人员需把一些工程的点、线放样到实地中去，然后根据工程点、线 的位置才可进行施工。在一些建筑工程建设过程中也需把一些工程点、线放样到实地中去。近年来随着全站仪技术的进步与价格不断的下调，它在工程施工建 设方面得到了广泛的应用，在各类建设中，发挥了重要的作用。全站仪 是一种能在一个测站上完成所有测量工作的高精度测量的仪器，除了能 自动测距、测角外，还能进行平距、高程、坐标的计算，进行放样。传 统的施工方法，往往采用常规经纬仪测设的方法，不仅效率低下，而且 产生的误差较大。全站仪的取用已是相当普遍,无论是数字化测图，还是 施工放样，全站仪都是非常简捷、高效的应用工具。但是，由于受到经 纬仪时代传统测量的影响，加之对全站仪的功能不甚了解，因而在很多 情况下，全站仪只是当作高价的经纬仪而使用，并不能对其灵活运用。采用全站仪施工放样，如果采用正确的方法会起到事半功倍的效果。综上说述，对全站仪特点、功能及一些简便放样的方法的了解掌握是 非常必要的。1.2国内外研究现状由于全球经济迅速发展，各类工程的建设都已增加，全站仪目前已 1成为各国各测绘单位的一种必需测量设备。全站仪的工作原理是一样的,有些国家总体实力比较好，仪器先进，全站仪使川的方法非常好，运川 较好的方法，及降低了经济成本，又满足了精度要求，但是有些实力比 较落后的国家没有先进的仪器，使用的仪器性能非常不稳定，也没有研 究全站仪正确的使川方法，没有达到良好的效果，浪费了大量的人力物 力。日本在全站仪性能研究、使用方法研究比其他的一些国家要先进的 多，取得了很好的效果。本文主要研究的内容有：全站仪的主要特点、功能，在不同的工程放样中的应川，与传统的放样法相比具有的一些优 势。尽可能多的介绍全站仪的功能的运用，各类工程中点位，曲线放样 的一般方法，以及运用全站仪的坐标放样法、极坐标放样法、距离交会 法、角度交会法、自由设站法等放样方法在各类工程中的取用及什么场 合中运用最简便、最经济、成本最低。1.3课题研究的目的及应用价值如果能充分发挥全站仪的功能，不仅可以提高工作的效率，而且 还能够避免一些人为错误的发生，起到事半功倍的效果。传统的测量工 作一般需要几种测量仪器配合来承担，至少需要两种测量仪器才能完成 一点的测量工作，而且需要移动站点（转点），费时费力；而全站仪在 一个站点就可以完成控点范围内的所有测量工作。尤其在高程测量上，全站仪的一站可以完成传统水准仪10站乃至50站的工作，且避免了因 转点而引起的误差累积。因此，对放样同样任务的工作，“全站仪”比“传统测量仪器”可节省2/3的时间，人力可节省1/2。随着全站仪的普 及使用，采用全站仪放样，灵活、快捷，放样精度比较高，测量范围广。可以大大的降低生产成本。22全站仪放样的特点及主要放样功能2.1 全站仪的主要特点全站仪可与电子计算机配合使用，以实现工作的高效性。其优越性 主要表现在:作业面相对高差限制大大缩小，一般高差在150m以内（要 正确设置大气常数），其水准测量能满足四等水准精度，这一高差基本 上能满足各种大中型工程的要求；官方其粗略放样半径可达2000m以上（根 据仪器的不同，其视距将有所不同）；无需钢尺量距；测距速度快（测 距2000m只需2s,在其测距范围内也只需2s）；言殳内业计算简单；就尤 其在采用坐标放样时，更显其优越性，其角差和放样边长都会显示在仪 器屏幕上，操作尤为方便。传统的测量工作一般需要几种测量仪器配合来承担，至少需要两种 测量仪器才能完成一点的测量工作，而且需要移动站点（转点），费时 费力；而全站仪在一个站点就可以完成控点范围内的所有测量工作。尤 其在高程测量上，全站仪的一站可以完成传统水准仪10站乃至50站的 工作，且避免了因转点而引起的误差累积。因此，对放样同样任务的工 作，“全站仪”比“传统测量仪器”可节省2/3时间，人力可节省1/2。2.2全站仪的主要放样功能2.2.1.全站仪放样已知方向的长度由于全站仪一般都具有斜距换算平距功能。因此,使用全站仪放样长 度的方法很简单。具体步骤可如下：（1）首先安置全站仪于力点，照准放样方向方，将温度、湿度、气压 3及各种参数输入全站仪中。（2）在目标方向线AB上（全站仪用跟踪测量方式）移动反光镜，当 全站仪平距显示为待放样距离S时，固定反光镜,整平后,松开制动螺旋，在三角架上平移反光镜到目标方向、并使显示器为待放样值S为止，固定 反光镜。（3）将反光镜中心投影到地面上定一点尸，此点即为持定点。其AP 距离为近似的放样值S。（4）若要求放样长度精度较高时,在上述放样后,用归化法进行改 正。在尸点精确安置反光镜,川全站仪测量该距离,其值为S,差值为AS（AS=S-S）。（5）在AB方向线上，按AS的符号，向前（后）量取AS，定点P,则P点为最终点位，AP=S o2.2.2全站仪放样已知角度在一些建筑工程建设过程中，经常需根据已知方向放样出一直角或 任意角度,其具体步骤可如下：（1）如图2-1所示安置全站仪于A点，将温度、湿度、气压及各种参 数输入全站仪中。在B点（已知方向点）安置反光镜。（2）照准反光镜B，并使仪器显示角值为0。00,00。（3）顺时针转动照准部（也使全站仪用跟踪测量方式）瞄准另一反 光镜（可用单杆棱镜），移动这面反光镜,直到全站仪显示器显示角值为 放样的角值（8）,固定反光镜,将反光镜中心投影到地面上定一点P,贝必 P方向即为要放样的方向（4）若要求放样的角值精度较高时,在上述放样后,可认为第次放样 4的位置为P，(如图2T所示)。(5)用全站仪精确测量NBA P，=B,并测量距离SA P，二S,若放 样的角值为B,则计算A B二B-8 ,q=A B/p 义S(p =206 265)图2-1角度放样原理Fig.2-1 angle setting-out principle(6)经过计算求出q值，则在P，点上作A P，垂线，在垂线上量q值,则NBAP即为要放样的角值。2.2.3全站仪放样高程点全站仪放样高程点一般较复杂一点,如放样建筑工程场地的士0水 准点。假设建筑工程场地附近有一已知高程点A,其高程为HA,放样的高 程点高程为HP，则放样步骤如下：(1)如图2-2所示安置全站仪于A点，量仪器高，将温度、湿度、气压 及各种参数输入全站仪中。5图2-2放样高程点Fig.2-2 lofting elevation point（2）在放样的地方安置反光镜,测出反光镜的镜上中心高程H，并计算 Ah=HHp o（3）从反光镜的镜上中心向上（下）量取Ah定出一点P，,则此点 即为要放样的高程点。（4）若要求放样的高程精度较高时,在上述放样后,可对P，点进行 改正，如图4所示用全站仪精确测P，点的高程为HP，,计算：Hp-Hp=AH o（5）从P，向上（下）量取AH,定出的点P,即为要精确放样的高程 点P。2.2.4全站仪坐标放样在已知坐标点上，架仪器，整平对中。开机初始设定，选择坐标放 样程序，输入测站点坐标（架仪器点坐标），输入另一已知坐标点（后 视点）的坐标或角度。对准（后视点）确认，可以放样了，输入要放样点 6的坐标，转仪器角度归零，在视线上架棱镜，测量，调整棱镜在视线上 的距离。距离差为零就搞定这个点，然后放样下个点。.2.3本章小结本节主要介绍了全站仪的主要特点，以及全站仪的放样角度、长度、高程点和极坐标放样的功能，简要介绍了与传统放样相比具有的优势。73全站仪在工程中的施工放样的应用3.1 全站仪在道路工程的施工放样公路、铁路工程放样工作主要包括：线路中线放样、路基施工放样、路面施工测量等内容。全站仪在线路工程中起到越重要的作用。线路中 线放样中运川全站仪放样的主要是平面曲线。一般的平面曲线是按“直线+缓和曲线+圆曲线+缓和曲线+直线”的 顺序连接组成完整的线形。平面曲线最基本的线形元素是圆曲线和缓和 曲线，其它曲线都是由它们两个派生出来的。3.1.1 利用全站仪任意设站放样道路曲线原理全站仪任意设站测设曲线主要是曲线测设资料的计算问题。该方法 的计算原理及思路为:把由直线段、圆曲线段、缓和曲线段组合而成的曲 线归算到统一的导线测量坐标系统中，便于计算放样元素。a为线路的转向角，d为线路中心线至边线的距离。以ZH为坐标 原点建立切线支距坐标系。在导线测量坐标系中，ZH到JD的方位角Ao,可由该两点的导线测量坐标反算得到。当设计给定曲线交点JD的坐标（Xj。,1%）,ZH与交点JD连线的方 位角4及ZH点的里程4和曲线单元的左右偏情况（用cc表示，cc=-1表示左偏，cc=+1表示右偏），那么只要输入曲线上任意一点的里程 Lp,就可以求出曲线单元任意一点的设计坐标。有了统一的坐标，即可 求出仪器架设在导线点或其他任意支点上测设曲线的放样元素。8(1)曲线综合要素的计算设圆曲线的半径为R,两端缓和曲线长为1，曲线的转向角为。，即可计算切线长T、曲线总长L和切曲差q等要素。计算公式如下：I-2407?a tan 2sec-R2q=2T-L(2)第一缓和曲线单元设计坐标计算若i在ZH-HY段时，按切线支距法求出i点在ZH点切线支距坐标 系中的坐标(X,力)及i点的切线的倾角8。设li=LL,L,与L0分 别为i点和ZH的里程，则(3-2)式中，为自ZH点起的曲线长；缓和曲线长;R为圆曲线的半径；P为1800/Ji o通过坐标旋转公式，求得i点在路线导线测量坐标系中的坐标(X,M)和该点切线的方位角计算公式如下：9X.=X。+x.cos AQ-ccx y.sin Ao X=%+七 sin Ao+cc x%cos Ao(3-3)A.=4+cc x 尸(3)带缓和曲线的圆曲线单元设计坐标计算若i点在HYYH段时，按切线支距法求出i点在ZH点切线支距坐标系中的坐标(七.)及i点切线的倾角8。没L=LL。,贝(J(Zz-O.5/o)3 _l l 6H 2 240H 2“05 J(1.5/。)1；(34)为 2R 24H3 24H 然后，按公式(3-3)计算i点在路线导线测量坐标系中的坐标(X,H)和 该点切线的方位角4。(4)第二缓和曲线单元设计坐标计算若i点在HYHZ段时，其i点的切线支距坐标(匕,)及i点切线的 倾角B计算同公式(3-2)。需要注意的是X。=Xm+Tcos(azH-jo+a)丫。=匕。+Tsin(az“-JD+a)Ao=ocZH_JD+a+180(3-5)CC=-lx。Jz=L-仁L。)然后，按公式(3-2)、(3-3)计算求得i的在路线导线测量坐标系中的坐 标(X,匕)和该点切线的方位角A.o103.1.2全站仪坐标法放样在道路曲线放样测量中的应用（1）放样方法1）根据所放样点的里程，计算出各放样点的坐标。2）在已知控制点上架设全站仪，后视一控制点，检核另一控制点，待检 核无误后方可开始放样。具体放样方法：使仪器站与后视控 制点的坐标方位角为全站仪水平角起算值，将全站仪拔到仪器站 与待放点的坐标方位角值，根据待放点与仪器站的距离指挥棱镜在此方 向最终达到待放点的位置。（2）计算公式一般设计图纸上，都可查出路线各交点的坐标、里程及圆曲线的设 计数据（偏角半径R、切线长T、曲线长L、矢距E）。1）直线段：P点的坐标计算如下：图3-1直线段放样Fig.3-1 line lofting如图3-1中：X交点2为交点2的X坐标；取点2为交点2的Y坐标；（为P点的里程；4点2为交点2的里程；。交点2一交点1为交点2到交点1的坐标方位角。2）圆曲线段:如图3-2中，P点的坐标计算如下：11(3-6)(3-7)(3-8)Fig.3-2 circular curve loftingxp=X 0+R cos ao_p YP=YO+Rsinao_p其中，。一尸为圆心。到P点的坐标方位角。计算如下：ao-p 直圆点+（，尸“直圆点）x180+成直圆点=。交点2-交点1+90如果路线左偏，贝I：aO-P 0。一直圆点-Lp 七直圆点）x18.成 hCD=Ht hEF=Hw、AI=DT、1H=、DI=BT/2IE=Bw/2 BC=bT、FG=bw、hGH=hw。1）路基边桩与中桩的实际距离的计算在实测出拟放边桩的估计位置G的三维坐标（Xg,%上）后,可计算 出边桩的估计位置G与对应中桩P处的高差AH。AH=g-设，H设边 桩的估计位置G点对应断面路基边缘的设计标高,可根据G点所对应的路 线中桩P点的桩号，由设计资料查得。路基边桩与中桩的实际距离按相应 的公式求出。2）边桩位置的最终确定路基边桩与中桩的距离计算,计算出的。/若。卬实与Dw之差能满 足工程精度的要求，则不需做任何调整，即边桩的估计位置G点就是待 放边桩的准确位置。反之，应对边桩的估计位置G点进行适当调整，重新 按前述方法进行计算比较，直至满足工程精度要求。143.2全站仪在地下管线工程中施工放样放样随着科学技术的发展，全站仪已经地下管线工程的施工放样中相当普 及而且已经向智能化方向发展，为了使全站仪在实际应用中发挥更大的 效益，应充分利川其提供的一些特殊的功能，来提高我们的工作效率。3.2.1全站仪参考线测量放样方法的原理所谓参考线测量放样方法，是指在放样的过程中，在任意点设站，以2个或2个以上点为后视基点，根据给定的待放样点坐标或待放样点与 后视基点的几何关系放样点位。其核心思想是建立一个平面直角坐标系。当后视基点为已知坐标点时，通过水平度盘定向（即使水平度盘00方向线 与已知坐标系的x轴正向平行，设站点的坐标为已知坐标系中的坐标），使仪器坐标系与已知坐标系一致，这时，参考线方法可视为是参考点方 法的扩展。而当后视基点为未知坐标点时（如为某一直线上的任意2点），可建立一个自由平面直角坐标系（如仪器坐标系，即将设站点坐标假设为 某值，以水平度盘零方向线为x轴正向的坐标系），这时，参考线方法可 视为是与几何法方法相对应的解析法。参考线测量放样与传统放样方法的比较传统的放样方法可归纳为两 类：（1）当给定的放样条件是2个或2个以上已知坐标点，且待放样点的坐 标也是已知时，使用的是解析的方法。利用坐标的反算，在已知点设站,放样出待定点。这一方法也可称为参考点方法。（2）当给定的放样条件是红线或其他直线（如已知建筑物的围墙边线 等）及待放样点与这一直线的几何关系时，使川的是几何的方法。通过定 线量边等辅助手段，多步骤放样出待定点。这一方法可称为几何法方法。15将参考线测量放样方法与传统的放样方法相比较，我们可以发现：参 考线测量放样方法只是要求给出待放样点相对于已知边的关系，在地形 比较复杂的时候不需要控制点就能放样；随着所给定的放样条件不同,传统方法的具体实现也将不同(参考点法或几何法)，而参考线方法则是 一致的，它不随起始放样条件的改变而改变。3.3全站仪在建筑工程中的施工放样3.3.1全站仪在建筑工程平面施工放样定位建筑物施工放样，由于受施工场地的限制，如场地小、高差大、受 到脚手架及模板等影响通视性不好，其施工放样基本上还是以皮尺为 主，辅以经纬仪和水准仪的传统测量方式，不但精度低，而且很容易造 成差错，不但影响了建筑物的测量质量，而且也会产生没必要的纠纷。建筑物楼层施工放样采用全站仪，注意全站仪的一些使用方法，不但可 以大大方便建筑物平面和高程施工放样定位，进行高程、平面测量控制,垂直度观测，而且可以大大提高施工放样的准确度和精确度。(1)全站仪的一般操作程序仪器对中、整平一打开电源一水平度盘和垂直度盘指标的设置一设 置仪器参数一进入测量模式一调焦和照准。显示(输出)测量结果。(2)全站仪在施工测量各阶段的应用施工单位进场后，其测量的首要工作是对拟建建筑物四周的城市导 线点的坐标及高程等起始数据进行复核。在此阶段，可用全站仪对城市 导线点进行两测回的测角、测距，联测数据的精度满足测量规范的要求 后，即可将其作为该工程布设建筑平面控制网的基准点和起算数据。其 具体方法如下：161）选取两城市控制网点N、2V2o将V点作为测站点并在此架设全站仪将快点作为目标点，把棱镜架于其上。2）对全站仪进行对中、整平，并设置好仪器参数。3）将仪器照准方向的方向值设置成零度。全站仪可按要求的次数，进行 多次测距和水平角的复测并显示其平均值。为占地面积宽广、体量庞大 的建筑物提供起始控制数据的城市导线点之间的距离可能较远。当两导 线点之间距离达到200-300m时，川一般光学仪器来观测就很容易引起误 差；如果使用全站仪来观测就方便得多，而且测量精度高。其使用三棱 镜的最远测距可达4.0km。（3）通过坐标放样建立平面控制面控制网是建筑物定位的基本依据，其原则是整体控制局部，高精 度控制低精度。使用全站仪的坐标放样功能可准确、方便地测设出整个 建筑的平面控制网，并进而加密成建筑方格网其具体方法如下：1）根据施工图纸，计算:出各控制点及其它待放样点的坐标。2）选取两城市控制网点N、N2，其坐标己知。把N2点作为测站点，N点作为后视点。把全站仪架在M点上，把一台棱镜架在后视点另 一台带有测杆的棱镜由另一名测量人员来放置，其放置的具体位置听从 仪器操作人员的指挥。3）对全站仪进行对中和整平，设置好仪器参数。4）进入坐标放样模式，输入测站点的坐标、仪器高、目标高。5）进入方位角的设置状态，输入后视点的坐标。精确照准后视点棱镜中 心，仪器根据测站点和后视点坐标，将自动完成后视点方位角的设备。6）再次进入坐标放样模式，输入待放样点的坐标。7）旋转仪器的照准部，使所显示的水平角读数为零。此时，照准部所照 17准的方向即为待测点的方向。仪器操作人员可指挥持棱镜的操作人员按 此方向移动棱镜。照准带测杆的棱镜（待放样点附近），通过对照准点 的测量，仪器显示出预先输入的待放样值与实测值之差，即显示值二实测 值-放样值。8）根据显示值，指挥持棱镜的测量人员，沿照准方向移动带测杆的棱镜,直到观测屏幕上的显示值在误差范围之内。9）在测杆指示的位置埋上刻有“十”字丝的螺栓，用水泥砂浆将螺栓固 定。传统的放样工作使用经纬仪、钢尺、线坠等仪器，通过经纬仪拨角 度、定方向以及钢尺量具来进行。这种方式工作量大、误差大、易出错。特别是在施工前期的定位阶段，还容易受地形条件的限制。利用全站仪 的坐标放样功能可有效地克服传统放样工作中的弊端，在测量过程中大 大减少设站次数，可直接进行放样并省去现场的记录工作。3.3.2全站仪在建筑工程中高程施工放样定位一般工程场场地高差不大（深基坑除外），其平面和高程采用传统 的经纬仪交汇和水准仪测量方法可以胜任，但是采用全站仪进行测量，不但可以使平面和高程同时得到控制，而且可以解决场地高差大（如深 基坑和楼层）的水准测量问题。由于水准测量，受到地形起伏的影响，相邻站点之间高差不能太大。有深基坑的工地和不同楼层，普通水准测 量很难做到对其进行高程控制，只能采用三角高程测量或用皮尺测量。用全站仪不但能进行三角高程测量，而且精度能达到要求。下面来分析 一下三角高程测量方法，分析其误差来源，利用全站仪功能上的优势，改进测量方法，从而减少其误差影响，提高高程控制精度。高程测量在整个测量工作中所占的工作量很大，同时也是测量工作18的重要组成部分。利用全站仪的距离测量模式进行高程控制。具体方法 如下：(1)将全站仪架在水准点即%附近。(2)将两根装有棱镜的测杆，一根立在BMI点上，另一根立在需测 标高的点上。(3)将全站仪对中、整平，进入距离测量模式，分别测出仪器至点的平距、斜距和高差4及仪器至所求点的平距、斜距和高差为。(4)若测杆1与侧杆2的高度一致，则所求点A的计算式为：ha=Hbmi+b-h(3T2)如果仪器至测杆1测得为负高差，则前变符号为“+”O两测杆高度不 一致时，如测杆2大于测杆1 一个差值，则两杆的高差减去这一差值；否 则相加。(5)通过架设的水准仪，可把A点的标高引测到楼面上的其它位置(见图3-4)图3-4全站仪高程传递原理Fig.3-4 total station elevation transmission principle19传统的高程控制方法的缺点是工作量大，容易引起误差。通过全站 仪三角高程测距法进行标高控制，对施工作业干扰少、工作量小，引测 速度快。3.4全站仪在桥梁工程施工放样随着国家建设投资的发展，建筑工程的投入进一步加大，各类桥梁 在建筑工程的应用日益广泛，但是，相应暴露出来的问题也越来越多，桥梁工程施工要按照规划和设计所列出的工程结构、数量、质量等要求 进行，其中，施工放线是确保建筑工程顺利进行的基础，在桥梁测量工 程中是必不可少的一个环节。目前桥梁承建地点的地质条件、地域差别、地段特征均呈现出多样化复杂化的趋势，这就给前期的测量工作带来很 多意想不到的困难，而要解决这些难题，除了测量人员过硬的专业素质 外，还需要使用高精度的仪器，只有保证了设备的精度，才可以保证测 量结果的准确，为放样工作以及后期的施工创造最为有利的条件。桥梁工程中的施工放线（也称施工放样）是指，根据桥梁设计图纸 上标明的尺寸，用一定的测量仪器和方法找出桥梁各部分特征点与控制 点位置之间的几何关系，算出距离、角度、高程等数据，然后利用控制 点在实际施工地点确定所建桥梁的特征点，从而作为施工依据的测量工 作过程。所有的建筑工程都离不开施工放线工作，路桥工程也不例外。无论是在桥梁工程的勘测设计阶段，还是在施工建造阶段或运营管理阶 段，相应的测量工作都必不可少。因在桥梁测量工程中，由施工放线工 作疏忽引发的某一细微差错，都有可能埋下极其严重的安全隐患，甚至 导致坍塌事故的发生。任何的测量错误如果不能及时发现并纠正，将会 延续至其后的开挖、打桩、立模、钢筋捆扎、混凝土浇筑等一系列施工 作业过程中，不但会对施工进度和施工质量造成不利的影响，而且直接 20影响桥梁交付使用后的运行安全及使用寿命。因此，在桥梁测量工程中 从事施工放线工作的测量人员，不但要具有高度的责任心，还要配备精 确、便携、易于操作的测量仪器。3.4.1全站仪在桥梁测量工程施工放线中的应用由于全站仪的功能比其他测角、测距仪器更多，也更便于使川操作,因此，目前全站仪已广泛应用于各领域的测量工作中，大大提高了测量 作业的工作效率。(1)桥梁工程施工放线桥梁工程施工放线应从承建桥梁定位开始，一直持续到主体工程完 成。虽然在桥梁工程建设之前的勘测设计阶段，为了测绘大比例地形图,已经对各个控制点的分布及其精度、密度进行了测量，但这种测量工作 并不能满足桥梁工程施工放线的施工要求，因此在施工放线之前要建立 符合施工要求的施工控制网。由于桥梁工程的放线点一般远离控制点，容易造成放线不便，增大放线误差，而放线工作又需要及时配合施工，因此，在布置施工控制网时，成尽量减小由控制点误差引起的放线误差,为其后的建筑工作创造便利条件。施工放线常用的测量仪器有水准仪、经纬仪、全站仪、激光铅垂仪、激光指向仪等。其中，水准仪是进行水 准测量时使用的仪器，由望远镜、水准器及基座三部分构成，其主要也 是最基本的功能是提供一条水平视线，测量两点之间的高差(高程差)，常用于标高测量、高程传递测量；经纬仪由望远镜、水平度盘、竖直度 盘、水准器、基座等组成，是根据测角原理设计的测量水平角和竖直角 的仪器，可用于点位测量，并可用来辅助进行立点放样操作，是工程定 位的常用仪器；全站仪虽然不能完全代替水准仪，但可以看作是水准仪 和经纬仪的综合体；激光铅垂仪包括壳体、直线激光发生器、阻尼摆及 21电源，是一种借助仪器中安置的高灵敏度水准管或水银盘反射系统，将 激光束导至铅垂方向用于进行竖向准直的工程测量仪器；激光指向仪是 以激光器为光源的发射系统，经由目镜组、物镜组组成的光学镜筒放大、聚焦，给出直线方向的仪器，在放线、定位、指向方面作用明显。（2）全站仪施工放线技术的应川对于一般的桥梁测量，经常使用河道、堤防平面图，如果不需要专 业测绘行业进行测绘的小型桥涵，可以采取以下的方法进行平面图的绘 制，需要的设备只需要全站仪一台，计算机一台就可以了。野外作业包 括：1）人员与设备的配备。人员的配备需要测量员一名，记录员一名，跑棱 镜标尺2人，设备配置为全站仪一台，棱镜标尺2套。2）原点坐标的确定。全站仪测量平面图时优点就是可以读取相对坐标，这样在确定某一条线时，就可以连接相关坐标点。一般情况堤防、河道 测量的原点选择在上游，原点选择后，楔入2cm义2cm中间有铁钉的木桩,原点选择完毕。3）设立平面坐标系。在埋设好的木桩上方架设全站仪，用罗盘确定方 向，使全站仪的视角方向与罗盘指定的方向一致，启动全站仪的定向功 能，输入水平方位角0。0,0，测存，记录定向值，平面坐标系设立完 成，可以测量了。4）测量与记录。我们由这个控制点进行碎部测量，可以先由外向内测量,顺序是从背河堤脚、背河堤肩、临河堤肩、临河仙台临河堤脚、河口，然后再由内向外进行。记录采取仪器和人工同时记录，以免发生漏记，人工记录可采取表格形式，需要连线的同类坐标记录在同一列或同一行 中，为内业绘图提供方便。5）测站搬移。一个控制点的碎部测量完成后需要搬站，这时就需要在上 22一个控制点能通视的情况下，又能便于这个控制点进行碎部测量的堤防 位置设立控制点，并测量出坐标，然后进行搬站，全站仪设立后，定向 要采取坐标定向的方式，用上一个控制点作为后视进行定向，定向完成 后可以用已知控制点进行校核，如果坐标吻合，说明定向正确，然后开 始碎部测量。3.5全站仪在井下下工程中施工放样的应用井下测量过程中,放样测量工作相对比较少，但在一些比较重要的工 程设备安装时,各种轴线的放样标定工作,对测量提出了较高的要求。全 站仪中设置有各种放样固化程序,设置好各项参数后可以较好的达到测 量要求。井下测量时常遇到工作面在切眼中变向贯通的情况，运用钢尺拉距 往往与实际变向距离存在一定的误差，造成中线的二次调整，影响到工 作效率和测量精度。利用全站仪的平距放样功能就可以做到一次到位，提高贯通精度。去，以便于指导施工。传统的测量方法是经纬仪测角加 钢尺测距。在倾斜巷道中，变向时用钢尺量取的变向距离和实际变向距 离存在一定误差，而利用全站仪的平距放样技术这一问题就迎刃而解了 井下测量工作主要内容之一就是测设工作，即把设计部门设计的巷道位 置精确地标定到实地中。3.5.1矿山斜井快速准确的测量放样方法该方法能在井内导线点（控制点）上完成斜井测量放样工作，减少 在井下的测量工作时间，提高测量效率；由于不用在井巷中线上设测站,可以将测站设在躲洞附近，既不影响交通运输，生产可照常进行，也增 加测量人员和仪器的安全。此方法同样适用于直线遂道测量，井下条件23如图3-5r一；二二二_i E图3-5井下条件示意图Fig.3-5 downhole condition diagram(1)在井内控制点作好的前提条件下，首先在井内已知导线点c架 设全站仪，以已知导线点B为后视点，用极坐标法测取水平角、CD平距和 高差，从而计算出D点的坐标和高程。(2)用D点坐标和A点井口设计坐标计算出AD的距离v和AD的方位 角w。(3)用斜井设计方位角J减去AD的方位角w,那么在直角三角形AED 中，已知斜边和另一个锐角就可以计算出AE边和ED边的水平距离。(4)知道AE的水平距离后，根据斜井的倾角和井口设计高程就可以 计算出E点的底板设计高程，而E点和D点底板设计高程相等。再川D点的 底板设计高程与D点的实测高程比较，将D点的设计高程提高1米，该位置 就是斜井的腰线(腰线距底板的垂距通常为1米)，升降测点位置就可以 放出腰线点。(5)图中AE是斜井中心线的水平距离，根据斜井倾角可以计算出斜 井中心线的斜距(也就是斜井的掘进进尺)。(6)ED则为中线至边墙的距离，可以用来做中线放样，当计算出ED 24为零时，测量点正好位于中线上。(7)在测取断面各点的高程和计算出距中线的距离后，这些数据可 以用来作断面图。应用中注意问题:全站仪要认真检校，保证各项参数设置正确