六-工程建筑物的施工放样.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,.,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六章 工程建筑物的施工放样,思考题,1.,工程测量中，测量、观测、监测、放样、测设、定线等概念的有何相同和不同之处,?,2.,什么叫“等影响原则”？什么叫“忽略不计原则”？各适用于什么场合？,3.,工程测量中有哪些放样方法？各方法之间有何共同之处？适用于哪些场合？,4.,有哪些道路曲线？曲线测设的特点是什么？可采用哪些方法？,参考文献,李青岳,.,（,1995,），工程测量学，测绘出版社,内容提要,概述,建筑限差和精度分配,常用的施工放样方法,特殊的施工放样方法,施工放样一体化,6.1,概述,施工放样,将图纸上设计的建筑物、构筑物的,平 面位置和高程,按设计要求，以一定的精度在实地标定出来，作为施工的依据。,一、施工放样的目的内容及其对观测人员的要求,目的：,与测图的任务相反，它是要把图上的设计转移到地面。,内容：,1.,平面放样,：本章的主要内容，长度和角度的放样,2.,高程放样,：原则上采用水准测量，三等往下加密四等，密度上保证一次放样就可放出要放的点。,对测量人员的要求：,施工放样对测量人员要求非常严格，应有强烈的责任心，不能出错，但必须避免过分强调高精度，,95%,的是错误、粗差，一般精度不够的情况下很少出现。,放样中一般要对放出的点进行检核,。,二、放样工作的特点及其误差分析,1.,放样测量中测量误差的影响差异,测量时，点位固定，测量误差影响（距离，角度，高度）,如图，测量误差影响实测的角度值,=,+,1,+,2,放样时，数据一定，,测设误差,影响放样的点位。如图，对中误差,e,使放样点,P,变成了,P,。,2.,重复观测问题：,对放样而言，多一个测回将增加很大的工作量。,怎样提高放样精度？而对测量而言，多测回有助于提高精度。,3.,放样转换成测量问题（归化法）,方法：,a,、初步位置一个测回放出；,b,、多测回观测，平差，算出平差坐标与设计坐标比较；,c,、在实地上将初步位置改正到设计位置，改正后点位精度取决于测量精度。,结 论：,高精度放样与测量混在一起，高精度放样的实质是通过测量手段来提高放样精度。,主要用于,：,a,、要快速放样，角差图解法,b,、精度要求高的部位，矩形方格网（布导线，观测，平差，改正到设计位置）。,4.,方法的选择：,应该在设计施工控制网时就考虑,桥梁施工网时，就要考虑用哪些点将来放样桥墩，使交会图形有利：,a.,网点点位选择,；,b.,网的边长长度,。,决定于现场条件,a.,水利枢纽,：距离较远，交会方法、极坐标法等；,b.,工业场地,：规则，直角坐标法、方向线法等。,取决于仪器设备,a.,测距仪器等，大量采用极坐标法；,b.,全站仪，直接显示放样点坐标，指挥放样点至设计位置上。,确定放样方法,熟悉建筑物的总体布置图和细部结构设计图；,找出主要轴线和主要点的设计位置；,各部件之间的几何关系；,结合现场条件、控制点的分布；,现有的仪器设备。,Comparison between layout and survey,Construction layout,Topographic surveys,To set the location and elevation of the design structure to the real ground,To survey the structure from the real ground to the map,Angle,Length,Elevation,Angle,Length,Elevation,The Sequences of Layout,Construction network,Main base line of the structure,Details layout,Main base line layout,Details layout,Deformation observation,Measurements for As-built drawings,Functions,6.2,建筑限差和精度分配,一,.,建筑限差,一般工程：总误差允许约为,10,30mm,。,高层建筑物：轴线的倾斜度要求高于,1/1000,1/2000,。,钢结构：允许误差在,1,8mm,之间；,土石方：施工误差允许达,10cm,；,特殊要求的工程项目：其设计图纸都有明确的限差要求。,二,.,精度分配及放样精度要求,在精度分配处理中，一般先采用“,等影响原则,”、“,忽略不计原则,”处理，然后把计算结果与实际作业条件对照。或凭经验作些调整（即不等影响）后再计算。如此反复直到误差分配比较合理为止。,6.3,常用的施工放样方法,:,直接放样方法,1.,高程放样水准仪法,已有,水准点,A,已知,B,点设计标高,H,B,定,H,B,标志,例：已知水准点,A,的高程,H,A,=24.376m,，要测设某设计地坪标高,H,B,=25.000m,。测设过程如下：,在,A,、,B,间安置水准仪，在,A,竖水准尺，在,B,处设木桩；,对水准尺,A,读数，设为,a=1.534m,，则：,水平视线高,H,i,=H,A,+a=24.376+1.534=25.910m,；,B,点应读数,b=H,i,-H,B,=25.910-25.000=0.910m,。,调整,B,尺高度，至,b=0.910,时，沿尺底做标记即,设计标高,H,B,。,H,i,B,A,a,b,H,A,=24.376,H,B,=25.000,大地水准面,*,“倒尺”法放样,当待放样的高程,H,B,高于仪器视线,时（如放样地铁隧道管顶标高时），可以把尺底向上，即用“倒尺”法放样，如图所示，这时，,b=H,B,-(H,A,+a),。,H,B,H,B,*,高程的传递放样,应用,：,挖基坑放样坑底高程；,平整场地；,控制房屋基础面的标高、各层楼板的高度和平整度；,要求精度高的时候，做些可调整的标志：旋转螺母之类的。,2.,全站仪无仪器高作业法放样,对一些高低起伏较大的工程放样，如：大型体育馆的网架、桥梁构件、厂房及机场屋架等，用水准仪放样就比较困难，这时可用全站仪,无仪器高作业法,直接放样高程。,已知,点,A,点高程,HA,设计,点,B,的高程,HB,设目标高为,l,（反射片是为,0,）,定,B,点,观测数据：,OA,的距离,S1,和垂直角,a1,OB,的距离,S2,和垂直角,a2,全站仪中心,O,的高程：,H0=HA+l-h1,HB=H0+h2-l=HA-h1+h2,h2=HB-HA+h1,钢尺量,I,，取,B,的高程,h2-I,注：,1.,此法不需要测的仪器高，精度也很高。,2.,如果超过距离,150m,，加大气折射和地球曲率的改正：,h=D*tana+,（,1-k,）,*D,2,/2R,6.3.1.2,角度放样,放样已知数据的水平角,已有,：测站,A,、后视方向,B,已知,：水平角数据,(,设计已知,),定,：,C,方向,经纬仪正倒镜分中法,C,CX,CXX,后视,B,测站,A,待定点,T,CX,CXX,6.3.1.3,距离放样,已有：,起点,A,、和,AB,方向,已知：,水平距离,D,AB,(,设计已知,),定：,终点,B,钢尺法测设：经纬仪定线；,钢尺测设,D,AB,；,用大木桩标定,B,。,注,：测设精度要求较高时，考虑距离的改正数，实际测设的距离为：,D=D-D,k,D,t,-D,h,D,AB,测距仪法测设,:,在,A,安置测距仪,(,或全站仪,),；在,B,附近安置反光棱镜；,观测,AB,距离、调整棱镜位置，直至与设计距离相等，定,B,标志。,测距仪观测斜距时，应读竖直角，改正成平距；,全站仪直接读取平距。,6.3.1.4,点位放样,将设计的平面点位测设到实地上,测设方法,测设数据,直角坐标法,角度,(,直角,),、距离,D,极坐标法,角度,、,距离,D,距离交会法,距离,D,1,、距离,D,2,角度交会法,角度,1,、,角度,2,直接坐标法,（,GPS RTK,法）,现场至少有一条基线,(,两个相互通视的已知点,),(,一,),直角坐标法,(,多用于建筑物轴线的放样法,),(,二,).,极坐标法,例,：右图中,J,、,K,为已知导线点，,P,为某设计点位。按图中数据计算在,J,点用极坐标法测设,P,点的放样数据,、,D,。,X,JK,=X,K,X,J,=+244.092,Y,JK,=Y,K,Y,J,=-39.637,X,JP,=X,P,X,J,=-52.110,Y,JP,=Y,P,Y,J,=+63.775,解,：,JK,=tg,-1,(-39.637)/(+244.092)=360,-91325,=,3504635,JP,=tg,-1,(+63.775)/(-52.110)=180,-504453,=1291507,=,JP,-,JK,=129,1507 -,3504635 =1382832,D=(-52.110),2,+(63.775),2,=82.357m,K,J,P,D,X,K,=746.202m,Y,K,=456.588m,X,J,=502.110m,Y,J,=496.225m,X,P,=450.000m,Y,P,=560.000m,(,三,),角度交会法,(,四,),距离交会法,(,五,),全站仪坐标法,不需计算放样元素，只要提供坐标，操作简便。步骤：,全站仪架在已知,A,点上，输入,A,、后视点,B,及待放样点,P,的坐标；,瞄准后视点,B,定向，按,反算方位角键,，则仪器自动将测站与后视的方位角设置在该方向上；,然后按下,放样键,，仪器自动在屏幕上用左右箭头提示，应该将仪器往左或右旋转，得到放样到设计的方向线上；,通过,测距,，仪器自动提示棱镜前后移动，得出设计的距离；,完成点位放样。,(,六）,GPS RTK,放样点位（直角坐标法）,实时动态放样点定位,RTK,提供任意点的三维坐标数据，对于公路中线放样很普通。,收集测区的控制点资料；,求定测区转换参数（坐标系转换为实地系统）；,工程项目的参数设置（,Gmait,差分软件场地参数的确定与输入）；,野外作业（参考点的选择）。,(,七）后方交会法放样点位,一、自由设站法为方便放样，随时通过全站型电子速测仪快速确定测站在三维空间中位置的一种方法，实质边角联合后方交会。,二、基本原理如图，,xoy,为施工坐标系，,i,为已知控制点，,P,为自由设站点。,xP y,是以,P,为原点，以仪器度盘零方向为,x,轴的局部坐标系，,a,i,为,x,与,x,方向的夹角。,当在,P,点观测了到,i,点的距离和水平方向之后，则有：,则利用坐标转换原理得：,三、实际操作,通常由电子手簿中已有自由设站法程序完成：,输入：已知控制点点号，坐标（坐标或由电子手簿自动查找）,观测：测站至已知点边长，方向观测值,计算：测站坐标，及其精度,放样：输入设计坐标,可计算放样元素（如极坐标法）,6.3.1.5,铅垂线放样,激光铅直仪,对于高大的烟囱或柱子的放样，要求测量人员快速频繁地给出建筑物的中心。在这种情况下，原有的用挂垂球或用经纬仪交会控制垂直度的测量方法已不能满足现代化施工的要求，而运用激光铅直仪则十分方便。,1,、,激光铅直仪,仪器结构：,激光管：氦氖激光器发射光束，激光,目镜物镜（望远镜放大倍率为,30,倍）,衍射板：可使聚光点呈小而规则的圆形光斑。,200m,处，光斑直径,5mm,。,管水准气泡：使竖直轴处于铅直位置。（格值为）,对中螺旋：使仪器精确对中，移动范围,15mm,。,2,、操作方法：,a),烟囱底部中央设置仪器井，激光铅直仪固定安置于其中（注意仪器安全）；,b),投点时，工作平台安置接收靶，调焦到接收靶距离上；,c),整平对中仪器（激光管尾部射出的光束进行对中检查）；,d),投射激光束：找光斑之中心与滑模中心之距离；读取滑模中心的偏离值，调整滑板中心位置。,6.3.2,归化法放样,比前述直接放样法的精度要求高的时候采用的方法，通常是在一些精密工程放样中应用。,归化法,是先采用直接放样法定出待定点的粗略位置,P,，然后通过精密测量和计算，将,P,归化到精确位置,P,。,6.3.2,归化法放样精确放样,角,CC=(,/,)*S,或,tan,（,）,*S,6.3.2.2,归化法放样点位,1.,距离交会归化法,先用直接放样法放样,P,点，然后用距离交会法，精确测得,P,点到,A,、,B,的距离。再用距离差经归化求得,P,的位置。,步骤：,直接法放样,P,点；,距离交会法精确测得,P,点到,A,、,B,的距离为,S,a,，,S,b,；,距离差,S,a,=S,a,-S,a,，,S,b,=S,b,-S,b,经归化求得,P,的位置。,注：,A,、,B,、,P,三点坐标求得,S,a,，,S,b,；规定,S,a,，,S,b,向外为正，向内为负。,2.,角度交会归化法,A,、,B,为已知点，待定点,P,的设计坐标已知，在放样时应计算放样元素,a,，,b,及,S,a,，,S,b,。,步骤：,先放样过渡点,P,；,然后观测,PAB=,a,，,ABP=,b,，并计算角差,a,=,a,a,，,b,=,b,b,；,当,较小时，可用,图解法,由,P,点求,P,点位置。,图解法：,白纸上刺出,P,，画夹角为,a,的两条线，用箭头表示出,P A,、,P B,方向；,计算,a=,(,a/,)*Sa,，,b=,(,b/,)*Sb,；,作,P A,、,P B,的平行线，其间距为,a,，,b,，其符号由,a,，,b,决定，它们的,交点,即为,P,点的位置。,6.5,曲线测设,(,主要是圆曲线线,),铁路、公路、地铁隧道和轻轨，由于地形、地物及其他因素的影响，需要改变线路前进的方向。线路方向的改变需要在转向处用,曲线,把两直线连接起来。一般曲线分：圆曲线、缓和曲线、复曲线及竖曲线。,平面曲线,单圆曲线：具有单一半径的曲线；,复曲线：具有两个或两个以上不同半 径的曲线。,缓和曲线,：连接直线与圆曲线的过渡曲线，半径,R,由无穷大渐变到圆曲线半径。,圆曲线,：,*,铁路工程技术规范,规定：在铁路干线线路中都要加设缓和曲线；但在地方专用线、厂内线路及站场内线路中,由于列车速度不高,有时可不设缓和曲线,只设圆曲线。,一、曲线平面位置的组成,二、平面位置的标志,在地面上标定线路的平面位置通常用木桩：,1.,方桩：,用做线路中心的控制桩,(,起点桩、终点桩、,ZD,桩、曲线控制桩等,),打入地下顶部与地面平齐,并在桩面上钉一小钉,以表示线路中心的位置,。,2.,板桩：,用做,标志桩,和,里程桩,。,标志桩：,标志线路的控制桩，,在线路前进方向左侧约,0.3m,处打一板桩,露出地面十来厘米，用红油漆写明控制桩的,名称及里程。,里程桩,(,百米桩、公里桩、曲线桩等,),：,标志线路中心位置。,里程：是指该点离线路起点的距离,通常以线路起点为,K 0+000.0,。图中的主桩为直线上的一个转点,(ZD),，它的编号为,31,；里程为,K 3+402.31,，,K 3,表示,3km,；,402.31,表示公里以下的米数,即注明此桩沿线路中线离开线路起点的距离为,3 402.31 m,。,三,、,曲线测设,曲线主点测设：,在地面上标定出不同线型的分界点及曲中点。,曲线详细测设：,测设出具有一定密度的线路中线点。,四、圆曲线概述,1,圆曲线半径,铁路：,我国,新建铁路测量工程规范,和,铁路技术管理规程,中规定：,采用的圆曲线半径为：,4000,、,3000,、,2500,、,2000,、,1800,、,1500,、,1200,、,1000,、,800,、,700,、,600,、,550,、,500,、,450,、,400,和,350,米。,各级铁路曲线的最大半径为,4000,米。,、,级铁路的最小半径：,在一般地区分别为,1000,米和,800,米，在特殊地段为,400,米；,级铁路的最小半径：,在一般地区为,600,米，在特殊困难地区为,350,米。,公路：,我国,公路工程技术标准,中规定：,高速公路的最小半径：,在平原微丘区为,650,米,在山岭重丘区为,250,米；,一级公路在上述两种地区,分别为,400,米和,125,米；,二级公路,分别为,250,米和,60,米；,三级公路,分别为,125,米和,30,米；,四级公路,分别为,60,米和,15,米。,2.,圆曲线上的关键点,圆曲线的主点：,ZY,直圆点,即直线与圆曲线的分界点；,QZ,曲中点,即圆曲线的中点；,YZ,圆直点,即圆曲线与直线的分界点。,圆曲线的控制点：,ZY,、,QZ,、,YZ,、,JD,。,JD,两直线方向的交点,也是一个重要的点,但不在线路上。,3.,圆曲线要素,T,切线长,即交点至直圆点或圆直点的直线长度,(JD-ZY,JD,YZ,之距离,),；见,图,11-3,L,曲线长,即圆曲线的长度,(,ZY,QZ,YZ,圆弧的长度）；,E0,外矢距,即交点至曲中点的距离,(,JD,至,QZ,之距离,),；,转向角,即直线方向转变的水平角；,R,圆曲线半径,。,T,、,L,、,E,0,、,、,R,总称为圆曲线要素,.,4,、圆曲线要素的计算,图,11-3,转向角,即直线转向角，,R,圆曲线半径,，,和,R,分别根据实际测定和线路设计时选定，可按,公式法,确定圆曲线的要素,T,、,L,、,E,0,。,切线长,曲线长,外矢距,五、圆曲线主点的测设,1,、,在交点,(,JD,),安置经纬仪,如,图,11-3,以望远镜瞄准,直线方向上的一个转点,沿该方向量切线长,T,得,ZY,点；,2,、,再以望远镜瞄准,直线上的一个转点,沿该方向量切线长,T,得,YZ,点；,3,、,平转望远镜用盘左盘右分中法得内分角线方向,(),在该方向上量,E,0,得,QZ,点。,这三个主点规定用方桩加钉小钉标志点位。,归纳总结,(,放样距离,),在,JD,安置仪器，分别按线路后视方向和前视方向定向，从,JD,沿切线方向量取切线长,T,，得,ZY,和,YZ,。,(,极坐标法,),在,JD,上，后视,ZY,，拨角,(180,0,-,)/2,，得角平分线方向，沿此方向自,JD,量出外矢距,E,，得曲中点,QZ,。,用偏角法检核。,六、曲线的详细测设方法,曲线主要点定出后，还要沿着曲线加密曲线桩，才能在地面上比较确切地反映曲线的形状。,曲线的详细则设,，就是指测设除主要点以外的一切曲线桩，包括一定距离的加密桩、百米桩及其它加桩。,缓和曲线,每隔,10m,铁路,圆曲线,20m,整桩,公路,无论缓和曲线或园曲线均设置,20m,整桩,特殊情况,：如果设计需要或在地形变化处另设整米加桩。,曲线详细测设的方法有多种，常见的有：,极坐标法,坐标法,偏角法,切线支距法,（一）极坐标法,随着光电测距仪和全站仪在线路勘测中的应用越来越普及，利用极坐标法测设曲线也越来越受到重视。,极坐标法测设曲线的,主要问题,是,曲线测设资料的计算,，需计算曲线的坐标，并把有直线段、圆曲线段、缓和曲线段组合而成的曲线坐标,归算到统一的测量坐标系中,，计算极坐标法放样的数据，其极坐标,（,S,i,，,i,）,可由测站点与待放样点坐标反算获得。,极坐标法是,自测站点出发，后视另一已知点，拨出极角,i,，在此方向上量极距,S,i,，即可确定待放样点,i,的位置。,该方法的,优点,是测量误差不积累，测设的点位精度高。,尤其是测站设置在中线以外任意一点的,自由设站极坐标法,测设曲线，给现场的曲线测设工作带来极大的方便。,自由设站极坐标法,是在测设曲线时，选择有利于放样的测站点位置而不是已知控制点，通过观测测站点到两个或两个以上已知点的方向和距离，利用,后方交会法,计算公式，即可现场获得测站点在测量坐标系中的坐标，从而计算极坐标法放样的数据,（,S,i,，,i,）,。,（二）坐标法,1、全站仪坐标法,极坐标法测设曲线是根据曲线的测量坐标计算放样数据，而放样数据的计算是要根据仪器架设的位置而定的，现场仪器架设的位置会时而变化，就要,重新计算放样数据,。,而全站仪坐标法测设曲线就不需要事先计算放样数据，,只提供曲线的测量坐标,就可以了。,2,、,GPS RTK,法,GPS RTK,是一种全天候、全方位的新型测量系统，,能够实时地提供在任意坐标系中的三维坐标数据,，拥有彼此不通视条件下远距离传递三维坐标，且测量误差不积累的优势。,在线路测量中，测量工作者已不满足于只将,GPS,用于,线路控制测量,。近年来，利用,GPS RTK,直接坐标法能快速、高效地完成,测量放样,任务，放样线路中线已很普遍。,（三）偏角法,所谓,偏角法,，是根据曲线点,i,的切线,偏角,i,及其,间距,c,作,方向与,距离交会,而获得放样点位的。,在进行偏角法测设曲线之前，要首先计算缓和曲线、圆曲线上各点的,偏角值,。,1.,偏角法测设,圆曲线,的步骤：,2.缓和曲线的圆曲线,主点,2.,偏角法测设有,缓和曲线的圆曲线,的步骤：,在,ZH,点置镜，照准切线方向，并使度盘读数为零；,拨偏角,i,1,，沿视线方向自,ZH,点起量取,c,得缓和曲线上,1,点；,拨偏角,i,2,，从,1,点起量定长,c,与视线相交得缓和曲线上,2,点；,同法可测出其余各点，直至,HY,点，并与,HY,点校核其位置；,将仪器移至,HY,点上，以,(,0,-i,0,),配置度盘（注意正、反拨）后视,ZH,点，再纵转望远镜。这样，当读盘读数为,0,时，视线方向即为,HY,点的切线方向。,继续拨偏角,1,，沿视线方向自,HY,点起量取,c,得圆曲线上,l,点。,继续拨偏角,2,，从,1,点起量定长,c,与视线相交得圆曲线上,2,点；,同法可测出其余各点，直至,QZ,点。,半条曲线测设完毕后，将仪器搬至曲线另一端,HZ,点，用上述方法测设曲线另一半，此时要注意拨角方向与前半曲线相反。,（四）切线支距法,1.,测设原理,切线支距法又称,直角坐标法,，它是以曲线起点,ZH,(或终点,HZ,)为坐标,原点,，其切线为,x,轴,过,ZH,（或,HZ,）的半径为,y,轴的直角坐标系。,(,x,y,),由下式计算：,式中，,R,为圆曲线半径；,L,i,为,曲线点,i,至,ZY,（,YZ,）,的曲线长，,一般定为,10m,、,20m,、,30m,，即每,10m,一桩。,2.,测设方法,利用曲线上各点在此坐标系中的坐标,（,x,i,y,i,）,，便可采用直角坐标法测设曲线。其作法是在地面上沿切线方向自,ZH,（或,HZ,）量出,x,i,，在其垂直方向量取,y,i,，便可定出曲线上的,i,点。,如图所示,设在圆曲线上每,10m,测设一点时,则沿切线每,10m,量一点,然后于,10m,处回量,L-x1,即,10-x1,得一点,在此点上向切线垂直方向量,y1,即定出圆曲线上第,1,点,;,于切线,20m,处回量,L-x2,即,20-x2,得一点,在此点上,向切线垂直方向量,y2,即定出圆曲线上第,2,点。同法,可定出圆曲线上其余各点。,用切线支距法测设曲线，由于,各曲线点,是,独立测设,的，其测角及量边的误差都不积累，所以在支距不太长的情况下，具有精度较高、操作较简便的优点，故应用也较广泛。,切线支距法适用于,地势较平坦的地区,。,总的说来，极坐标法、坐标法、偏角法、切线支距法,是曲线测设中常见的方法。至于其它方法，一般不是精度较低就是工作较繁，只能适用于某些困难的场合，故属辅助方法。,6.6,施工放样一体化,1.,施工控制测量,GPS,及全站仪集成的超站仪，能很好地解决大小测区的施工控制测量的问题；,2.,一般工程施工放样,放样点坐标计算和实地放样都由掌上电脑配合全站仪在外业一体化完成：放样点管理、自由设站、直线放样、弧线放样、交点放样、单点放样、放样检查、放样报表等。,3.,线路工程放样,主要是铁路和公路，放样时采用掌上电脑和全站仪来完成，提高作业效率：线路的定义、线路桩点坐标计算、线路放样、放样检查、线路桩点报表。,复习,第七章 工程的变形监测和数据处理,Class is over,