椭圆形、弧形建筑测量放线施工工法(全站仪)156870.docx

椭圆形建筑物测量放线施工工法1. 前 言随着现代化化建筑物的的不断发展展，其外在在造型也越越来越丰富富、新颖和和多样化。因因此，在建建筑工程施施工中，我我们经常会会遇到一些些平面、立立面设计较较为复杂的的建筑物，例例如扇形、椭椭圆形、正正多边形等等，其中椭椭圆形建筑筑物外形较较美观、富富有动感，较较多地用于于体育馆、展览厅、饭店等大型公共建筑上。由于椭圆形形建筑物施施工放线，远远比一般的的矩形、圆圆形等简单单几何图形形要复杂得得多，对测测量工作者者而言，也也常常感到到较为辣手手，而且存存在放线方法不一，有的的方法很繁繁琐、放线线的精准度度也难以得到到保证。为为此，下面面叙述一种采采用全站仪仪（或经纬纬仪）和计算机AuutoCAAD软件极极坐标辅助助法，从而快快速准确地地完成椭圆圆形平面定定位放线，并并通过一个个在施工程程实例加以以说明。该该工法具有有一定的推推广应用价价值。2. 工法法特点传统椭圆形形放线主要要依据解析析几何法先先进行内业业计算后，再用经纬仪与钢卷尺联合放线，但是存在计算工作繁琐，施工操作麻烦，如果场地平整情况不好或平面形状多变，极易出错。因此，本工法与常规测量相比较，具体以下特点：（1）.  测量精度度高、速度度快、内业业计算量小小根据椭圆形形平面位置置，建立极极坐标系，借借助计算机机Autoo CADD强大的运运算功能，快快速标出椭椭圆形任意意两条线间间的夹角和和所测设椭椭圆轨迹上上控制点的的距离，再再采用全站仪仪（或经纬纬仪和钢卷卷尺）快速完成成轴线点定定位，从而降低了了椭圆形放放线的难度度，提高了了放线工作作的速度和和精准度。（2）. 受外界施工条条件影响少少，便于检检测和纠正正 由于能即时时得出点位位坐标和偏偏差信息，既降低测量施工的难度和强度，还可以结合放样点坐标进行反验算，随时纠正偏差量。（3）.与与其他几种种方法比较较，具有如如下优缺点序号方法优点缺点局限性1直接拉线法法操作简便精度不高用于长半轴轴10m以以下2几何作图法法施工麻烦，桩桩点多精度不高受场地的局局限3直角坐标法法施工操作方方便内业计算量量大，易出出错桩点较多4极坐标法施工操作方方便内业计算量量大，易出出错桩点较多5极坐标和计计算机辅助助法施工简便，精精度较高内业计算工工作量很小小不受施工场场地限制，桩点较少（4）、适适应范围  适用用于一般椭椭圆形、弧弧形建筑平平面测量定定位的各类类建筑物的的测量 。3. 工艺艺原理 3.1椭圆圆形平面曲曲线的数学学方程式（1）椭圆圆的定义：在一个平平面内，到到两定点DD1、D22的距离之之和等于常常数的点的的轨迹，就就叫做椭圆圆。两定点点叫椭圆的的焦点，焦焦点之间的的距离为焦焦距。（2）椭圆圆数学方程程式：在一一个直角坐坐标系中，将将经过焦点点D1、DD2为X轴轴，D1DD2线段的的垂直平分分线为Y轴轴，其椭圆圆方程式为为：x2/a2 + yy2/b2=1（aa为长半轴轴，b为短短半轴）。3.2椭圆圆形极坐标标法计算式式如右图3-1所示，以以椭圆平面面的圆心OO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与短短轴CD的的夹角为，设OEE为x方向向的增量x，PEE为y方向的的变量y，OPP为射线，长长度设为S。在直角三角角形OPEE中，OP2=SS2=OE2+PE2=x2+y2OP=S= =设CGE=，则HOGG=OGEE=在直角三角角形OGEE中，OE=x=a×sin在直角三角角形OFHH中，OHH=PE=y=b×cos当角为已已知时，则则：Tg=移项可得：=arcctg（） S = OP = 上式说明：角与角为函数数关系，若若每次测点点时，设定定一个值，则有有相应的角角值，随之之可求出x、y值，OPP长度也可可求出。3.3 用用CAD软软件完成椭椭圆形极坐坐标点标注注 在AuttoCADD软件界面面中，根据据图纸所给给点的椭圆圆尺寸建立立所测设的的椭圆极坐坐标系，以以长轴方向向为X轴，短短轴方向为为y轴，椭椭圆中心点点或焦距点点为极坐标标原点，采采用极坐标标追踪技术术，可以很很方便地完完成椭圆轨轨迹上定位位点极坐标标值的标注注。4. 测量量仪器及内内业要求4.1 测测量仪器进行椭圆形形建筑物测测量放线，主主要涉及到到以下仪器器，见下表表： 测量仪仪器一览表表 表表4-1仪器名称规格及型号号数量（台）用途全站仪GTS3332W1定位及轴线线投测电子经纬仪仪DT2022C1定位及轴线线投测自动水平准准仪DZS3-12高程测量激光铅垂仪仪D2J31竖向控制线线投测钢卷尺50m2平面尺寸测测量水准塔尺5m2高程测量4.2 内内业计算椭圆曲线上上点位的数数据计算：采用极坐坐标法，辅辅以计算机机软件CAAD程序进进行角度和和尺寸标注注，可以较较少繁琐的的数学计算算，其结果果也很准确，避避免了人为计算算错误。在平面放放线过程中中，应对计计算机软件件标注的数数据进行检检验复核，确确保投测的的结果与设设计图纸尺尺寸一致。4.3 资资料填写工程测量资资料应随施工进进度填写齐齐全，并报报送监理工工程师签字字归档。主主要填写的的测量资料有有：工程定定位测量记记录；基槽槽验线记录录；楼层平平面放线记记录；楼层层标高抄测测记录；建建筑物垂直直度、标高高观测记录录等。5. 操作作工艺要点5.1用CCAD程序序绘图，并并进行椭圆圆极坐标尺尺寸标出假设一个椭椭圆平面建建筑（见下下图5-11所示），其其长轴为880m（22a），短短轴为400m（2bb），要测测定椭圆轨轨迹上366个等分点点位的极坐坐标，以椭椭圆的圆心心为坐标原原点，每次次测点以对对平面的夹夹角为100°，则该椭椭圆轨迹上上1366点各点与与中心点OO的距离SS值，采用用CAD软件件程序的极极坐标定位位功能，则则可在图上上直接对各各点进行定定位，并一一一标注出出各点的极极坐标值，列列出表格后后，以供现现场测量人人员测设使使用。5.2 现现场施工放放线程序（1）按照照设计平面面图和测量量规划部门门所提供的的定位坐标标控制点，先测定定椭圆中心心点的坐标标位置，并并测出长轴轴和短轴四四个端点的的位置（即即1、100、19、228点），如如上图5-1所示。（2）将全全站仪（或或经纬仪）安于中心心点O点，对对中调平，并并使上下度度盘的O点点对齐。（3）先将将视线对准准D点，后后转动1880°对准C点点作校核，无无误后，使使视线向右右移动100°（即1100°），在视视线方向读读取（或用用钢卷尺精精确量取）S2220.2330m，得得2点；再再向右继续续转动100°（即2200°），在视视线方向同同样量取SS3200.9400m，得33点，其余余各点依此此类推。（4）椭圆圆在第二象象限内的各各点位置值值与第一象象限内的各各点相对称称，如S111S99, S112S88, S113S77等。（5）顺滑滑连接1、22、377各点，即即可得到椭椭圆平面在在第一象限限内曲线的的中心位置置。（6）椭圆圆在第三、四四象限内的的各点位置置值，可分分别依据第第一、二象象限内对应应点的1880°倒镜值，如如第三象限限内的277点，可在在第一象限限内的第99点确定后后，倒镜1180°，在视线线方向精确确量取S114388.3055m，即可可得点277。其余各各点的求取取方法相同同。（7）检查查校核 在放线测测设工作完完成后，或或每一点位位置测定后后，尚须用用相邻两点点之间的水水平距离进进行检查校校核，其方方法是用余余弦定理计计算出各点点间的水平平距离。例如：12点间的的距离：已已知S120m，SS2200.2300m，1100°，则点123.5114m同理得到点2-33.6657m点7-87.0005m6. *工程程椭圆形放放线运用实例6.1 工工程概况 主楼平面为为椭圆形，见见图6-11所示，长长轴长度为为76.88m，短轴轴长度25.88m。6.2 放放线测量方方案 （1）根据据测绘院提提供的红线线桩坐标点点，以椭圆圆形中心点点和纵横中中心线为基基准线，建建立基准控控制线，地下和和地上均以以此为依据据。（2）要求求设计单位位提供本建建筑平面定定位电子图图。（3）采用用极坐标，利利用AuttoCADD辅助线，以以椭圆形中中心点及两两个焦点为为圆心，建建立极坐标标系，在图图上可方便便地标注出出椭圆曲线线上各轴线线控制点的的极坐标值值。（4）以椭椭圆形圆心心或焦点作作为极坐标标原点，用用全站仪（或或经纬仪和和钢尺）进行各轴轴线控制点的测测定。6.3 椭椭圆平面控制网网的测设1）根据测测绘院所提提供的建筑筑物坐标点点，按照测测量方案，完完成椭圆形形平面的定定位控制桩桩点和轴线线控制线的的布设，遵遵循“先整体、后后局部”，“先地下，后后地上”的原则，纵纵横方向采采用井字形形平面控制制网，椭圆圆形采用极极坐标方法法进行定位位，建筑物物的主控制制点、主轴轴线，需经反复校校核检查，确保保准确无误误。2）依据前前面所述的的椭圆极坐坐标定位原原理，利用用AutooCAD计计算机辅助助绘图软件件，按照设设计院所给定的的主楼定位位图，确定定椭圆上各各轴线定位位坐标点，分分别标注出出椭圆轨迹迹上控制点点的极坐标标值，再使用全站仪仪（或经纬纬仪测角法法）可以很方方便地完成成椭圆曲线点定位位测量。地地下室部分分椭圆平面面具体各点点位的极坐坐标值如下： 如下下图6-2所示示，将主楼楼平面四分分之一椭圆圆圆弧上对应应于各轴线线点，共分分为13段段弧段，分分别向椭圆圆中心连线线，标注出出各点的极极坐标值（S、）。   以椭椭圆形中心心点O为原点，椭椭圆形平面面长轴线为xx轴，短轴轴线为y轴，建立极坐标系。 根据据设计图纸纸中所给定的的椭圆曲线线段上各坐坐标点的位位置，在椭椭圆曲线上分别别按照ANN点顺序进进行编号标注，如下图所示。 将各控控制点的极极坐标值进进行列表（见下表6-1），测测量施工时时以此表数据进行投投测。 根据椭椭圆曲线的的对称原理理，在确定第一一象限四分分之一椭圆圆的点位后后，其余三个象象限的椭圆圆曲线可依次次确定。 极极坐标角与极距距S的对应应表 表6-1点位号极距s (mm)角度( )点间距离（mmm）A12860090°4086B13424472°166 48 ”2599C14319962°100 36 ”2041D15261155°8 43 ”2964E16926646°211 39 ”4651F20046635°299 23 ”4620G23539927°144 57 ”4571H27231120°400 27 ”4492I31002215°1 42 ”2328J32994412°111 1 ”2185K3487999°22 30 ”2134L3672886°9 26 ”1327M3787333°16 49 ”587N3836000°0 0 ”7. 质量量标准7.1 各各平面轴线放放样及细部部放样根据主控制制轴线进行引引测，用全全站仪（经经纬仪）采采用极坐标标点法定位后，将将各轴线投投测出来，并校校核无误后后，再依次次放出细部部线，采用用五线制（轴轴线、柱身身线、模板板安装控制制线、外墙墙柱-200cm线、门门窗洞口的的边角线）。墙墙体模板拆拆完后，要要及时抄测测50标高高线。轴线线的竖向投投测的允许许误差详下下表： 轴线竖竖向投测的的允许误差差表 表77-1项 目允许误差（mm）每 层±3总高（H）H30mm±57.2 竖竖向控制轴轴线的投测测：竖向用激光光铅垂仪投投点，在主主控制点上上架设铅垂垂仪，将垂垂点引测至至上一楼层层后，用一一测回法转转角测设南南北控制线线，并与南南北轴线上上的投测点点校核，如如误差在限限差之内，平平均后投点点、弹线。轴线投测传传递的允许许误差表 表77-2 项 目允许误差mmm企业标准每 层±3mm±2mm总高HH30mm±8mm±5mm30m<HH60m±15mmm±10mmm7.3 每每次放线结结束后，在在网格点上上分别进行行边角测量量，角度和和边长各测量3回，观测测值用平差差法进行平平差，并在在实地修正正至设计位位置。测所所使用的仪仪器为全站站仪(1”，1+11ppm)，测距相相对中误差差小于l300000，测角角中误差小小于255”，精度符符合规范要要求。8桩点保保护措施（1）基坑坑上面的主主控桩采用用井字型控控制（桩点点用10ccm*100cm钢板板制作，并并浇筑混凝土土深8000mm）。应加强每个个定位桩点的的保护，护护坡及土方方开挖转运运及材料堆堆码过程中中，务必让开开所有测量量控制桩点点。并设置置明显的标记和防护栏。（2）根据据建筑物的的平面、立立面结构情情况，在建建筑物零米米结构施工工完成后，上上部结构施施工采取激激光铅垂仪仪竖向垂直直控制，并并结合建筑筑物外围控控制网点进进行检测。（3）各层层现浇板支支模，纵横横系统均应应躲开通视视孔位置，保保证上下畅畅通。待激激光垂准仪仪将控制点点传递到结结构楼层后后，再进行严格格校核。（4）控制制桩点复测测控制桩点的的复测应定定期进行，每每12月间检查查一次，如如有变动应应及时恢复复，作好检检查记录，记记录填写应应真实，签签字应齐全全，具有可可追溯性。 10